KR20160034369A

KR20160034369A - 구동력 제어 장치 및 구동력 제어 방법

Info

Publication number: KR20160034369A
Application number: KR1020167004401A
Authority: KR
Inventors: 게이스케 스즈키; 히토시 고바야시; 다츠유키 야마모토
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2016-03-29
Also published as: KR101898353B1; CN105517839B; JP6201209B2; US20160221446A1; US10144293B2; WO2015037615A1; EP3031663A4; JP2015056978A; CN105517839A; EP3031663A1

Abstract

본 발명은 구동륜의 구동 토크를 제어할 때, 차량 거동을 안정시키는 것이 가능한 구동력 제어 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속하여, 구동륜을 제구동하는 토크를 발생시키는 구동원의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 슬립 억제 제어를 행할 때에, 구동륜의 슬립률이, 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 특성에 있어서 노면 마찰 계수의 피크값의 슬립률보다 작은 슬립률의 영역이 되도록 구동원의 구동 토크를 제어하는 것으로 한다.

Description

구동력 제어 장치 및 구동력 제어 방법{DRIVING FORCE CONTROL DEVICE AND DRIVING FORCE CONTROL METHOD}

본 발명은 차량의 구동력 제어 장치에 관한 것이다.

종래, 차량의 구동력 제어 장치로서 특허문헌 1에 기재된 기술이 알려져 있다. 이 차량에서는, 구동륜의 구동 슬립을 억제할 때에, 타이어와 노면 사이의 슬립률(s)과 마찰 계수(μ)의 관계를 나타내는 μ-s 특성 곡선의 μ피크를 포함하는 영역에서 구동 토크를 제어한다. 이에 의해, 스태빌리티(stability) 성능과 트랙션(traction) 성능의 양립을 도모하고 있다.

일본 특허 공개 제2011-97826호 공보

그러나, 상기한 바와 같이 μ피크를 포함하는 영역에서 트랙션 제어를 행하면, 한쪽 바퀴가 μ피크를 초과한 경우에는, 이 μ피크를 초과한 바퀴의 슬립률이 더욱 증대하여, 좌우륜 사이에서 구동력의 차이가 발생해 버려, 의도하지 않는 요 모멘트(yaw moment)가 발생한다고 하는 문제가 있었다. 본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 구동륜의 구동 토크를 제어할 때, 차량 거동을 안정시키는 것이 가능한 구동력 제어 장치 및 구동력 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 구동력 제어 장치에서는, 차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속하여, 구동륜을 제구동(制驅動)하는 토크를 발생시키는 구동원의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 슬립 억제 제어를 행할 때에, 구동륜의 슬립률이, 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 특성에 있어서 노면 마찰 계수의 피크값의 슬립률보다 작은 슬립률의 영역이 되도록 구동원의 구동 토크를 제어하는 것으로 한다.

도 1은 실시예 1의 전동 차량의 구성을 나타내는 시스템도이다.
도 2는 실시예 1의 각종 컨트롤러의 접속 상태를 나타내는 개략도이다.
도 3은 비교예의 각종 컨트롤러의 접속 상태를 나타내는 개략도이다.
도 4는 실시예 1의 각 컨트롤러로 송수신되는 정보의 내용을 나타내는 제어 블록도이다.
도 5는 실시예 1의 차량 컨트롤러와 브레이크 컨트롤러 내에 설치된 트랙션 제어의 요구와, 모터 컨트롤러에 의해 실행되는 제어 내용을 나타내는 제어 블록도이다.
도 6은 실시예 1의 지령값 선택 처리를 나타내는 흐름도이다.
도 7은 실시예 1의 제진(制振) 제어 토크 지령값 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 8은 실시예 1의 트랙션 제어부에 있어서 실행되는 슬립 제어를 나타내는 제어 블록도이다.
도 9는 실시예 1의 목표 구동륜 속도 기준값 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 10은 실시예 1의 목표 구동륜 속도 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 11은 실시예 1의 가속 슬립 제어 토크 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 12는 실시예 1의 슬립 제어 토크 지령값 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 13은 실시예 1의 가속 슬립 제어 개시 속도 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 14는 실시예 1의 가속 슬립 제어 종료 속도 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 15는 실시예 1의 가속 슬립 제어 플래그 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다.
도 16은 구동 슬립 제어를 행한 경우의 회전수와 토크의 관계를 나타내는 타임차트이다.
도 17은 비교예에 있어서 슬립 제어를 행했을 때의 슬립률과 구동력의 관계를 나타내는 특성도이다.
도 18은 실시예 1에 있어서 우륜에만 μ점프가 발생하여, 슬립 제어를 행했을 때의 슬립률과 구동력의 관계를 나타내는 특성도이다.
도 19는 실시예 1의 슬립 제어를 행했을 때의 좌우 구동륜 차륜 속도와 모터 토크 지령값의 관계를 나타내는 타임차트이다.

[실시예 1] 도 1은 실시예 1의 전동 차량의 구성을 나타내는 시스템도이다. 전동 차량은 전륜 구동 차량이며, 구동륜인 전륜(FR, FL)과, 종동륜인 후륜(RR, RL)을 갖는다. 각 바퀴에는, 타이어와 일체로 회전하는 브레이크 로터에 브레이크 패드를 밀어붙여 마찰 제동력을 발생시키는 휠 실린더[W/C(FR), W/C(FL), W/C(RR), W/C(RL)](간단히 W/C라고도 기재함)와, 각 바퀴의 차륜 속도를 검출하는 차륜 속도 센서[9(FR), 9(FL), 9(RR), 9(RL)](간단히 9라고도 기재함)가 설치되어 있다. 휠 실린더(W/C)에는 액압 배관(5a)을 통해 액압 유닛(5)이 접속되어 있다.

액압 유닛(5)은, 복수의 전자(電磁) 밸브와, 리저버와, 펌프용 모터와, 브레이크 컨트롤러(50)를 구비하고, 브레이크 컨트롤러(50)로부터의 지령에 기초하여, 각종 전자 밸브 및 펌프용 모터의 구동 상태를 제어하여, 각 바퀴의 휠 실린더 액압을 제어한다. 한편, 액압 유닛(5)은, 주지의 브레이크 바이 와이어 유닛이어도 좋고, 비이클 스태빌리티 컨트롤(vehicle stability control)을 실행할 수 있는 액압 회로를 구비한 브레이크 유닛이어도 좋으며, 특별히 한정하지 않는다.

구동원인 전동 모터(1)에는, 모터 회전각을 검출하는 리졸버(2)가 설치되어 있다. 전동 모터(1)에는, 감속 기구(3a)를 통해 디퍼렌셜 기어(differential gear; 3)가 접속되고, 디퍼렌셜 기어(3)에 접속된 구동축(4)에는, 전륜(FR, FL)이 접속되어 있다. 차량의 후방에는, 전동 모터(1)에 구동용의 전력을 공급하거나, 혹은 회생 전력을 회수하는 고전압 배터리(6)와, 고전압 배터리(6)의 배터리 상태를 감시 및 제어하는 배터리 컨트롤러(60)가 탑재되어 있다. 고전압 배터리(6)와 전동 모터(1) 사이에 개재된 인버터(10)는, 모터 컨트롤러(100)에 의해 제어된다. 또한, 고전압 배터리(6)에는 DC-DC 컨버터(7)(컴포넌트)를 통해 보조 기계용 배터리(8)가 접속되고, 이 보조 기계용 배터리(8)는 액압 유닛(5)의 구동용 전원으로서 기능한다.

실시예 1의 전동 차량에는, 차량에 탑재된 복수의 컨트롤러가 접속된 차내 통신 라인인 CAN 통신선이 설치되고, 브레이크 컨트롤러(50)나, 차량 컨트롤러(110), 배터리 컨트롤러(60) 등이 서로 정보 통신 가능하게 접속되어 있다. 한편, 도 1에는 도시되어 있지 않으나, 드라이버의 스티어링 조작을 어시스트하는 파워 스티어링 장치를 제어하는 파워 스티어링 컨트롤러(20)와, 차속 표시를 행하는 속도 미터를 제어하는 미터 컨트롤러(22)는, CAN 통신선에 접속되어 있다. 또한, 파워 스티어링 컨트롤러(20)에는, 스티어링 휠의 조타각을 검출하는 조타각 센서(21)가 설치되어 있다.

도 2는 실시예 1의 각종 컨트롤러의 접속 상태를 나타내는 개략도이다. 실시예 1의 전동 차량 내에는, 구동륜과 노면 사이에 작용하는 토크 상태를 제어하는 배터리 컨트롤러(60), 모터 컨트롤러(100), DC-DC 컨버터(7) 및 브레이크 컨트롤러(50)를 파워 트레인계로서 통합하여 제1 CAN 버스(CAN1)(제1 통신 장치)에 접속하고 있다. 또한, 파워 스티어링 컨트롤러(20) 및 미터 컨트롤러(22)와 같은 섀시계는, 제2 CAN 버스(CAN2)(제2 통신 장치)에 접속되어 있다.

제1 CAN 버스(CAN1)와 제2 CAN 버스(CAN2)는 접속 버스(CAN3)에 의해 접속되어 있다. 접속 버스(CAN3)에는 차량 컨트롤러(110)가 설치되고, 제1 CAN 버스(CAN1) 내에서 송수신되는 정보는, 접속 버스(CAN3) 상의 차량 컨트롤러(110)에의해 수신된 후, 제2 CAN 버스(CAN2)에 출력된다. 마찬가지로, 제2 CAN 버스(CAN2) 내에서 송수신되는 정보는, 접속 버스(CAN3) 상의 차량 컨트롤러(110)에 의해 수신된 후, 제1 CAN 버스(CAN1)에 출력된다.

(컨트롤러의 접속 구성에 대해) 여기서, 상기 컨트롤러의 접속 관계를 구성한 이유에 대해, 비교예의 접속 상태를 나타내는 개략도와 대비하여 설명한다. 도 3은 비교예의 각종 컨트롤러의 접속 상태를 나타내는 개략도이다. 종래, 차량의 제어계를 구성할 때, 브레이크 컨트롤러(50)는 도 3에 도시된 바와 같이 제2 CAN 버스(CAN2)에 접속되어 있었다. 이것은, 종래부터 브레이크계의 제어는 섀시계의 제어이며, 파워 트레인계의 제어라고 하는 위치 부여는 아니었던 것에 의한다. 예컨대, 차량 개발의 효율화라고 하는 관점에서, 파워 트레인 계통, 브레이크 계통, 스티어링 계통, 서스펜션 계통과 같은 각 시스템은, 각각 개별의 시스템으로서 개발되는 경우가 많다. 그리고, 이들 개별적으로 개발된 시스템을 차량 전체 시스템으로서 통합할 때, CAN 통신선에 접속함으로써 통합한다. CAN 통신선은, 접속 가능한 컨트롤러수에 상한이 있으나, 복수의 컨트롤러를 용이하게 접속하여 그룹화할 수 있기 때문에, 섀시계를 통합하여 접속하는 그룹과, 파워 트레인계를 통합하여 접속하는 그룹으로 나누고, 각각의 그룹 사이를 접속하는 접속 버스에, 차량 컨트롤러를 설치하여 전체를 컨트롤하고 있었던 것이 종래의 시스템이다.

여기서, 상기 비교예의 구성에서는, 충분한 주행 성능을 확보하는 것이 곤란한 장면이 발생해 왔다. 예컨대, 차량 발진시에 있어서, 운전자가 액셀 페달을 크게 밟아, 구동륜에 큰 토크가 출력되면, 구동 슬립이 발생하는 경우가 있다. 이것을 억제하기 위해서, 브레이크 컨트롤러(50)는 슬립 상태를 억제하도록 차량 컨트롤러(110)에 요구한다. 그러면, 차량 컨트롤러(110)에서는, 브레이크 컨트롤러(50)로부터 수신된 요구에 기초하여 모터 컨트롤러(100)에 토크 다운 등의 요구를 출력한다.

그러나, 제2 CAN 버스(CAN2) 내에 흐른 정보를 차량 컨트롤러(110)에 의해 일단 수신한 후, 제1 CAN 버스(CAN1) 내에 흘린다고 하는 처리가 행해지기 때문에, 브레이크 컨트롤러(50)로부터 출력된 브레이크 요구는, 통신 타이밍으로서는 1회 지연되어서 모터 컨트롤러(100)에 출력되게 되고, 지연이 발생하여 구동 슬립을 효과적으로 억제할 수 없는 장면이 나타났다. 특히, 구동륜이 슬립한 경우, 구동륜의 관성(inertia)은 차량의 관성에 비해 매우 작으며, 그만큼 회전 상태가 급변하기 쉽다. 또한, 제어 게인이나 통신 속도를 상승시키는 것도 고려되지만, CAN 통신선은, 여러 가지 시스템을 후에 용이하게 접속할 수 있도록 설계되어 있고, 브레이크 컨트롤러만이 제어 게인이나 제어 주기를 상승시켜도, CAN 통신선 내에서의 통신 속도로 제한되기 때문에, 충분한 응답성을 확보하는 것은 곤란하다.

그래서, 실시예 1에서는, 브레이크 컨트롤러(50)는 구동륜과 노면 사이의 토크를 제어하는 시스템이라고 하는 관점에서, 파워 트레인계로 위치 부여하는 것으로 하여, 제1 CAN 버스(CAN1)에 접속하는 것으로 하였다. 이 경우, 브레이크 컨트롤러(50)가 출력하고 있던 차속 정보 등은, 제2 CAN 버스(CAN2) 내에 송신되는 타이밍이 약간 지연되게 되지만, 차속은 차량의 관성의 크기로 보아 급변하는 것이 아니어서, 아무런 문제는 없다.

(전동 차량 특유의 과제에 대해) 다음으로, 전동 차량 특유의 과제에 대해 설명한다. 종래부터 차륜 속도 데이터를 이용하여 내연 기관을 갖는 파워 트레인계의 제어를 행하는 차량 시스템에 있어서는, 차륜 속도 데이터나 토크 다운 요구를 브레이크 컨트롤러(50)로부터 수신하여 이용하고 있는 경우가 많다. 이것은 내연 기관의 제어를 궁리해도, 실제로 출력 토크에 반영시키기까지의 응답성에 한계가 있기 때문에, 파워 트레인의 개발에 있어서 요구되는 응답성의 보틀넥(bottleneck)으로서, CAN 통신선의 응답성이 문제가 되는 것과 같은 장면이 적기 때문이다. 따라서, 파워 트레인의 개발에서 토크 다운 요구나 차륜 속도 데이터를 사용하는 경우에는, 브레이크 시스템의 개발에서 길러진 차륜 속도 검출 성능을 그대로 이용하여 제어하는 경우가 많았다. 이 기본적인 설계 사상은, 전동 차량을 개발하는 데 있어서도 답습되는 경우가 많은 것이 실정이다.

한편, 구동륜에 전동 모터(1)를 접속한 전동 차량의 경우에는, 내연 기관보다 훨씬 토크 제어의 응답성이 양호해져, 보다 정밀도가 높은 구동륜 슬립 제어를 행하는 것이 가능해지고 있다. 이 전동 모터(1)의 양호한 응답성을 살린 제어를 달성하기 위해서는, CAN 통신선의 응답성이 문제가 되어 왔다. 이러한 배경들로부터, 전동 모터(1)의 높은 응답성을 살린 시스템을 구축하기 위해서는, 차륜 속도 데이터를 브레이크 컨트롤러(50)로부터 이차 정보로서 수신하는 것이 아니라, 일차 정보로서 수신하여 제어량을 산출하는 것과 같은 시스템 구축이 요구된다.

또한, 차량 전체를 컨트롤하는 차량 컨트롤러(110)가 전체를 감시하여 제어하는 것은 중요하긴 하지만, 모든 정보를 수집하고 나서 각 컨트롤러에 모든 지령을 출력하는 것과 같은 중앙 집권화를 지나치게 진행시키면, 차량 컨트롤러(110)의 연산 부하가 증대되어, 매우 고가의 컨트롤러가 필요해진다. 또한, 차량 컨트롤러(110)는, 낮은 통신 속도의 정보도 고려한 후에 지령을 출력하게 되어, 얼마만큼 고가의 차량 컨트롤러(110)를 채용해도, 응답성이 양호한 차량 시스템은 구축할 수 없다. 또한, 모든 정보를 신속히 송수신하는 것도 고려되지만, 통신 속도의 상승은, 이 통신선에 접속되는 다른 컨트롤러 모두에 영향을 주는 사양 변경이 되어, 전체의 통신 속도를 올리는 것은 복잡한 시스템 내에서는 매우 곤란하다.

그래서, 실시예 1에서는, CAN 통신선의 구성을 제1 CAN 버스(CAN1)와 제2 CAN 버스(CAN2)로 나누는 것에 더하여, 차량 컨트롤러(110)가 모든 지령을 출력하는 것이 아니라, 차량 컨트롤러(110)보다 하위의 컨트롤러가 어느 정도의 판단을 행하여 제어하는 구성을 구축하였다. 구체적으로는, 모터 컨트롤러(100)에 있어서 차량 컨트롤러(110)보다 먼저 최종적인 모터 토크 지령값의 판단을 가능하게 하기 위해서, 브레이크 컨트롤러(50)로부터 출력된 브레이크 요구를 직접 모터 컨트롤러(100)에 송신 가능하게 구성한다. 또한, 모터 컨트롤러(100)에서는, 통상의 차량 컨트롤러(110)로부터의 토크 요구에 더하여, 브레이크 컨트롤러(50)로부터의 브레이크 요구를 읽어들이고, 주행 상태에 따른 최종적인 모터 토크 지령값을 출력할 수 있는 구성으로 하였다.

(컨트롤러로 송수신하는 정보에 대해) 도 4는 실시예 1의 각 컨트롤러로 송수신되는 정보의 내용을 나타내는 제어 블록도이다. 차량 컨트롤러(110)는, 액셀 페달 위치 정보나, 시프트 위치 정보를 입력받아, 기본적인 운전자 요구 토크나 다른 제어 처리의 결과에 기초한 제1 토크 지령값을 산출하고, 모터 컨트롤러(100) 및 브레이크 컨트롤러(50)에 제1 토크 지령값을 출력한다. 브레이크 컨트롤러(50)는, 브레이크 페달 조작 상태를 나타내는 브레이크 스위치의 ON·OFF 상태나, 각 바퀴의 차륜 속도 신호를 입력받아, 예컨대 트랙션 제어의 요구에 기초한 제2 토크 지령값이나, 액압 유닛(5)이나 브레이크 컨트롤러(50)가 정상 작동중인지의 여부를 나타내는 브레이크 장치 상태, 운전자 요구에 대해 토크를 증가하고 싶은지, 저감하고 싶은지, 혹은 증감하지 않을지와 같은 토크 증감 요구를 출력한다.

모터 컨트롤러(100)에서는, 브레이크 장치 상태가 정상이고, 또한, 제1 토크 지령값과 제2 토크 지령값을 비교하여, 토크 증감 요구와 일치하고 있으면, 브레이크 컨트롤러(50)로부터의 제2 토크 지령값을 채용하고, 이들 조건을 만족시키지 않는 경우에는 제1 토크 지령값을 채용한다. 이들 판단에 의해, 만일 통신 장해 등의 문제가 발생해도, 운전자나 브레이크 컨트롤러(50)의 의도에 반하여 모터 컨트롤러(100)가 동작하는 것을 방지할 수 있다.

(컨트롤러 내에서의 제어의 상세에 대해) 도 5는 실시예 1의 차량 컨트롤러와 브레이크 컨트롤러 내에 설치된 트랙션 제어의 요구와, 모터 컨트롤러에 의해 실행되는 제어 내용을 나타내는 제어 블록도이다. 도 5에서는 트랙션 제어의 내용에 특화하여 설명한다. 차량 컨트롤러(110) 내의 운전자 요구 토크 지령값 산출부(111)에서는, 액셀 페달 개방도와 시프트 위치에 기초하여 운전자 요구 토크(제1 토크 지령값)를 산출해서, 모터 컨트롤러(100)에 출력한다. 브레이크 컨트롤러(50) 내의 트랙션 제어부(51)에서는, 차륜 속도 센서(9)로부터의 차륜 속도 정보와, 조타각 센서로부터의 조타각 정보와, 전동 모터(1)가 출력하고 있는 실제 모터 토크를 입력받는다. 그리고, 구동륜이 구동 슬립 상태인지의 여부를 판단하여, 구동 슬립일 때에는 구동 슬립을 억제하는 트랙션 제어 토크(제2 토크 지령값)를 출력하고, 브레이크 컨트롤러(50) 내에서 실행되고 있는 제어 내용을 나타내는 제어 플래그를 모터 컨트롤러(100)에 출력한다.

모터 컨트롤러(100) 내에는, 운전자 요구 토크와 트랙션 제어 토크 중, 어느 쪽의 지령값을 선택할지를 제어 플래그에 기초하여 전환하는 전환 스위치(101)와, 전환된 토크 지령값(TMCIN*)에 후술하는 제진 제어 토크를 가산하여 최종 토크 지령값을 출력하는 토크 가산부(102)와, 최종 토크 지령값에 기초하여 전동 모터(1)에 공급하는 전류를 제어하기 위해서, 인버터(10)에 인버터 구동 신호를 출력하는 모터 전류 제어부(105)와, 파워 트레인계에 발생하는 구동계의 진동을 억제하기 위한 제진 제어 게인 및 제진 제어 제한값을 산출하는 제진 제어 정보 산출부(103)와, 산출된 제진 제어 정보 및 모터 회전 속도에 기초하여, 파워 트레인계의 진동을 억제하는 제진 제어 토크를 산출하는 제진 제어부(104)를 갖는다.

도 6은 실시예 1의 지령값 선택 처리를 나타내는 흐름도이다. 전환 스위치(101)에서는, 이하의 판단 처리가 행해짐으로써, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)과 슬립 제어 토크 지령값(TESC*) 중 어느 하나를 토크 지령값(TMCIN*)으로서 출력한다. 한편, 브레이크 컨트롤러(50) 내에서는, 트랙션 제어부(51) 내에서 슬립 제어 상태를 나타내는 가속 슬립 제어 플래그(FA) 및 감속 슬립 제어 플래그(FD)가 마련되고, 또한 액압 유닛(5)이나 브레이크 컨트롤러(50) 자체의 이상 상태를 나타내는 ESC 상태 플래그(FH)가 마련되어 있다. 단계 S1011에서는, ESC 상태 플래그(FH)가 이상 없음 상태를 나타내고 있는지의 여부를 판단하여, 이상이 없는 경우에는 단계 S1012로 진행하고, 이상이 있는 경우에는 단계 S1020으로 진행하여 브레이크 컨트롤러(50)로부터의 지령은 선택하지 않고, 토크 지령값(TMCIN*)을 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)으로 전환한다.

단계 S1012에서는, 가속 슬립 제어 플래그(FA)가 제어중을 나타내고 있는지의 여부를 판단하여, 제어중인 경우에는 단계 S1013으로 진행하고, 비제어중인 경우에는 단계 S1016으로 진행한다. 단계 S1013에서는, 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)이 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이하인지의 여부를 판단하여, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이하인 경우에는 단계 S1014로 진행하여 토크 지령값(TMCIN*)을 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)으로 전환한다. 즉, 가속 슬립 제어중에는 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)에 대해 토크 다운이 행해질 것이고, 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)이 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이하이면, 보다 낮은 토크를 선택하여 슬립을 억제할 필요가 있기 때문이다. 한편, 가속 슬립 제어중임에도 불구하고 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)이 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이상인 경우에는, 가속 슬립이 조장되는 방향이며, 이 경우에는 단계 S1015로 진행하여 토크 지령값(TMCIN*)을 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)으로 전환한다.

단계 S1016에서는, 감속 슬립 제어 플래그(FD)가 제어중을 나타내고 있는지의 여부를 판단하여, 제어중인 경우에는 단계 S1017로 진행하고, 비제어중인 경우에는 단계 S1020으로 진행한다. 단계 S1017에서는, 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)이 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이상인지의 여부를 판단하여, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이상인 경우에는 단계 S1018로 진행하여 토크 지령값(TMCIN*)을 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)으로 전환한다. 즉, 감속 슬립 제어중에는 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)으로서 회생 토크가 발생함으로써 슬립이 발생하고 있고, 이 슬립을 해소하기 위해서 토크 업하기 때문에, 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)은 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이상이면 적정한 제어가 실시되고 있다고 생각되기 때문이다. 한편, 감속 슬립 제어중임에도 불구하고 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)이 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 이하인 경우에는, 감속 슬립이 조장되는 방향이며, 이 경우에는 단계 S1019로 진행하여 토크 지령값(TMCIN*)을 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)으로 전환한다.

도 7은 실시예 1의 제진 제어 토크 지령값 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 제진 제어부(104)는, 모터 회전 속도로부터 진동 성분을 추출하는 진동 성분 추출부(104a)를 갖는다. 진동 성분 추출부(104a)는, 하이 패스 필터로 구성되고, 미리 정해진 고주파수 성분만을 통과시킨다. 게인 승산부(104b)는, 하이 패스 필터를 통과한 진동 성분에 진동 제어 게인을 승산한다. 토크 제한부(104c)에서는, 제진 제어 토크 제한값과 게인 승산 후의 제진 제어 토크의 대소를 비교하여, 작은 쪽의 값을 선택한다. 마이너스값 승산부(104d)에서는, 제진 제어 토크 제한값에 마이너스값을 승산한다. 토크 제한부(104e)에서는, 제진 제어 토크 제한값의 마이너스값과 게인 승산 후의 제진 제어 토크의 대소를 비교하여, 큰 쪽의 값을 선택한다. 이에 의해, 진동 성분에 따른 제진 제어 토크를 연산하고, 지나친 제진 제어 토크의 발생을 억제한다.

(슬립 제어에 대해) 도 8은 실시예 1의 트랙션 제어부에 있어서 실행되는 슬립 제어를 나타내는 제어 블록도이다. 구동륜 속도 산출부(511)에서는, 검출된 차륜 속도(VW)에 기초하여 구동륜 속도(VD)를 산출한다. 차체 속도 추정부(512)에서는, 차륜 속도(VW)에 기초하여 추정 차체 속도(VC)를 연산한다. 예컨대 종동륜의 각 바퀴의 차륜 속도로부터 산출한 차체 속도의 평균값에 기초하여 차체 속도를 추정해도 좋고, 4륜의 각 바퀴의 차륜 속도로부터 산출한 차체 속도의 평균값이어도 좋으며, 종동륜과 구동륜의 셀렉트 로우(select low)(종동륜과 구동륜의 차륜 속도 중 낮은 쪽을 선택하여 차체 속도를 구함) 등이어도 좋고, 특별히 한정하지 않는다. 또한, 차체 가속도(GC)를 검출하는 차체 가속도 검출부를 갖는다. 이 검출부는, 전후 가속도를 검출하는 G센서나, 추정 차체 속도(VC)의 미분값을 이용하여 차체 가속도(GC)로 해도 좋고, 특별히 한정하지 않는다.

(목표 구동륜 속도 기준값 산출 처리) 목표 구동륜 속도 기준값 산출부(513)에서는, 차량 가속도(GC)와 조타 각도(ASTR)와, 추정 차체 속도(VC)에 기초하여 각 구동륜의 목표가 되는 속도인 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)을 산출한다. 도 9는 실시예 1의 목표 구동륜 속도 기준값 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 가속도용 목표 슬립률 게인 산출부(513a)에는, 가속도용 목표 슬립률 게인 맵이 마련되어 있고, 검출된 가속도(GC)가 클수록, 큰 가속도용 목표 슬립률 게인을 산출하도록 설정되어 있다. 즉, 큰 가속도가 얻어지고 있으면, 어느 정도의 슬립률을 허용해도 노면과의 사이에서 마찰력을 확보할 수 있다고 생각되기 때문이다. 조타각용 목표 슬립률 게인 산출부(513b)에서는, 조타각용 목표 슬립률 게인 맵이 마련되어 있고, 검출된 조타각이 중립 위치 부근에서는 큰 조타각용 목표 슬립률 게인을 산출하고, 조타각이 조타 상태를 나타낼수록 작은 조타각용 목표 슬립률 게인이 산출된다. 이것은, 직진 상태이면, 그다지 코너링 포스(cornering force)를 필요로 하지 않기 때문에, 타이어의 마찰원(摩擦圓; friction circle)의 전후 방향으로 크게 힘을 사용하게 하고, 조타 상태이면, 코너링 포스가 필요해지기 때문에, 타이어의 마찰원의 전후 방향으로 그다지 크게 힘을 사용하지 않고, 좌우 방향의 힘을 확보한다.

슬립률 산출부(513c)에서는, 가속도용 목표 슬립률 게인과 조타각용 목표 슬립률 게인을 승산하여, 양자의 상태를 고려한 목표 슬립률을 산출한다. 목표 슬립량 산출부(513d)에서는, 산출된 목표 슬립률에 추정 차체 속도(VC)를 승산하여, 목표 슬립량을 산출한다. 리미터 처리부(513e)에서는, 목표 슬립량에 리미트 처리를 실시하여, 목표값의 급변을 억제한다. 가산부(513f)에서는, 추정 차체 속도(VC)에 목표 슬립량을 가산하여 목표 구동륜 속도(VD*)를 산출한다. 리미터 처리부(513g)에서는, 목표 구동륜 속도(VD*)에 리미터 처리를 실시하여, 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)을 산출한다. 한편, 요 레이트 센서를 구비하고 있는 경우에는, 요 레이트 센서값과, 조타각과 추정 차체 속도(VC)로부터 산출되는 추정 요 레이트를 비교하여, 괴리가 큰 경우에는 목표 슬립률이나 토크 지령값을 수정함으로써 요 레이트 센서값과 추정 요 레이트와의 괴리를 억제하도록 제어해도 좋다.

(가속 슬립 제어 개시 속도 산출 처리) 가속 슬립 제어 개시 속도 산출부(514)에서는, 추정 차체 속도(VC)에 기초하여 제어 개시 속도(VS)를 산출한다. 도 13은 실시예 1의 가속 슬립 제어 개시 속도 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 제어 개시용 슬립량 맵(514a)에서는, 추정 차체 속도(VC)가 높을수록 큰 슬립량이 산출된다. 이것은 슬립률로 생각했을 때에 제어 개시 슬립률이 대략 일정하게 되도록 하기 위함이다. 단, 발진시를 포함하는 저차속시에는 슬립률의 산출이 곤란해지기 때문에 맵(514a)은 일정한 슬립량을 설정한다. 그리고, 가산부(514b)에서는, 추정 차체 속도(VC)에 제어 개시용 슬립량 맵(514a)으로부터 산출된 슬립량을 가산하여, 제어 개시 속도(VS)를 산출한다.

(가속 슬립 제어 종료 속도 산출 처리) 가속 슬립 제어 종료 속도 산출부(515)에서는, 추정 차체 속도(VC)에 기초하여 제어 종료 속도(VF)를 산출한다. 도 14는 실시예 1의 가속 슬립 제어 종료 속도 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 제어 종료용 슬립량 맵(515a)에서는, 추정 차체 속도(VC)가 높을수록 큰 슬립량이 산출된다. 한편, 제어 종료 속도(VF)를 설정할 때에, 제어 헌팅을 회피하는 관점에서, 동일한 추정 차체 속도(VC)에서 비교한 경우, 제어 종료용 슬립량 맵(515a)에 설정되는 슬립량은, 제어 개시용 슬립량 맵(514a)에 설정되는 슬립량보다 작게 설정된다. 다음으로, 가산부(515b)에서는, 추정 차체 속도(VC)에 제어 종료용 슬립량 맵(515a)으로부터 산출된 슬립량을 가산하여, 제어 종료 속도 연산값을 산출한다. 다음으로, 제1 선택부(515c)에서는, 제어 종료 속도 연산값과 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*) 중, 작은 쪽의 값을 선택함으로써, 제어 종료 속도(VF)를 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)보다 추정 차체 속도(VC)측으로 설정하여, 헌팅을 방지한다. 마찬가지로, 제2 선택부(515d)에서는, 제1 선택부(515c)에서 선택된 값과 제어 개시 속도(VS) 중, 작은 쪽의 값을 선택함으로써, 제어 종료 속도(VF)를 제어 개시 속도(VS)보다 추정 차체 속도(VC)측으로 설정하여, 헌팅을 방지한다. 그리고, 최종적으로 선택된 값을 제어 종료 속도(VF)로서 출력한다.

(가속 슬립 제어 플래그 산출 처리) 가속 슬립 제어 플래그 산출부(516)에서는, 구동륜의 상태에 기초하여 가속 슬립 제어를 실행할지의 여부를 판단하여, 실행하는 경우에는 가속 슬립 제어 플래그(FA)를 ON으로서 출력하고, 실행하지 않는 경우에는 OFF로서 출력한다. 도 15는 실시예 1의 가속 슬립 제어 플래그 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 한편, 도 15는 시프트 레버가 D레인지인 경우를 나타내지만, 다른 시프트 레인지여도 기본적으로는 동일한 처리를 행한다.

제어 종료 판단부(516a)에서는, 구동륜 속도(VD)와 제어 종료 속도(VF)를 비교하여, 구동륜 속도(VD)가 제어 종료 속도(VF) 이하일 때에는 종료측 제1 스위치(516b)에 전환 신호를 출력한다. 종료측 제1 스위치(516b)는, 0과 전회값 출력부(516c) 및 카운트업부(516d)로 구성되는 카운터값을 전환하는 스위치이며, 구동 슬립 제어중에 0이 선택되어 있는 상태에서, 제어 종료 판단부(516a)로부터 전환 신호를 수신하면, 전회값 출력부(516c) 및 카운트업부(516d)에 의해 카운트업을 개시하여 제어 종료 지연 판단부(516f)에 출력한다. 제어 종료 지연 판단부(516f)에서는, 종료측 제1 스위치(516b)로부터 출력된 값이 미리 설정된 타이머값(TimeF) 이상일 때에는 AND 조건 판단부(516k)에 제어 종료 조건 중 하나가 성립되고 있는 것을 나타내는 신호를 출력한다. 바꿔 말하면, 구동륜 속도(VD)가 제어 종료 속도(VF) 이하가 되고 나서 TimeF 이상의 시간이 경과했는지의 여부를 판단하여, 경과했을 때에는 제어 종료 조건 중 하나가 성립되고 있는 것을 나타내는 신호를 출력한다.

토크 편차 연산부(516g)에서는, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)과 전동 모터(1)에의 최종 토크 지령값(TFB)의 토크 편차를 산출하고, 절대값 처리부(516h)에서 절대값화한 값을 토크 상태 판단부(516j)에 출력한다. 토크 상태 판단부(516j)에서는, 토크 편차가 미리 설정된 소정 토크값(TrpF) 이하로 되어 있을 때에는 제어 종료 조건 중 하나가 성립되고 있다는 신호를 출력한다.

AND 조건 판단부(516k)에서는, 구동륜 속도(VD)에 기초한 종료 판단 및 지연 처리의 조건이 성립되고, 또한, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)이 전동 모터(1)에 지령되어 있는 토크와 거의 일치하고 있는 조건이 성립된 경우에는, OR 조건 판단부(516m)에 제어 종료 조건 성립 신호를 출력한다. 또한, 마이너스값 판단부(516l)에서는, 운전자 요구 토크(TRDV*)가 0 이하일 때에는 제어 종료 조건 성립 신호를 출력한다. OR 조건 판단부(516m)에서는, AND 조건 판단부(516k) 혹은 마이너스값 판단부(516l) 중 어느 한쪽이 제어 종료 조건 성립 신호를 출력한 경우에는, 제어 플래그 스위치(516s)에 전환 신호를 출력한다.

제어 개시 판단부(516n)에서는, 구동륜 속도(VD)와 제어 개시 속도(VS)를 비교하여, 구동륜 속도(VD)가 제어 개시 속도(VS) 이상일 때에는 개시측 스위치(516q)에 전환 신호를 출력하여 1을 출력한다. 제어 개시 판단의 장면에서는, 구동륜의 슬립이 증대하고 있는 상태이기 때문에, 신속히 제어를 개시할 필요가 있다. 따라서, 지연 시간 등은 마련하지 않고 신속히 슬립 제어를 개시한다. 개시측 스위치(516q)는, 제어 플래그 스위치(516s)의 전회값인 제어 플래그 전회값 출력부(516p)의 신호가 입력되고, 제어 개시 판단부(516n)로부터의 전환 신호에 의해 1을 출력할 때에, 제어 개시 판단부(516n)의 조건이 성립되지 않은 경우, 1로부터 제어 플래그 전회값으로 전환된다. 이때, OR 조건 판단부(516m)로부터 제어 종료 조건 성립 신호가 출력되고 있지 않으면, 제어 플래그 스위치(516s)로부터는 계속적으로 1이 출력되게 되기 때문에, 제어 플래그는 ON 상태가 된다.

(목표 구동륜 속도 산출 처리) 목표 구동륜 속도 산출부(517)에서는, 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)에 기초하여 목표 구동륜 속도(VD*)를 산출한다. 도 10은 실시예 1의 목표 구동륜 속도 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 한편, 슬립 제어를 개시하기 전의 상태에서는, 목표 구동륜 속도(VD*)로서 구동륜 속도(VD)를 초기값으로서 설정한다. 목표값 편차 연산부(517a)에서는, 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)과 목표 구동륜 속도 전회값 산출부(517g)에서 산출된 전회의 목표 구동륜 속도(VD*)의 목표값 편차를 연산한다. 리미터(517b)에서는, 매끄러운 토크 변화를 달성시키기 위해서, 편차에 제한을 가하는 리미트 처리를 행하여, 제1 가산부(517e)에 출력한다. 또한, 변화량 연산부(517d)에서는, 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)의 전회값을 출력하는 전회값 출력부(517c)로부터 출력된 전회의 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)과 이번의 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)의 차분으로부터 변화량을 산출하여, 제1 가산부(517e)에 출력한다.

제1 가산부(517e)에서는, 목표값 편차와 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)의 변화량을 가산하여, 이번의 제어로 변화시켜야 할 구동륜 속도의 변화량을 산출한다. 이에 의해 슬립 제어 개시 후에 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)이 리미터(517b)의 제한을 초과하는 변화를 했다고 해도 목표 구동륜 속도(VD*)는 목표 구동륜 속도 기준값(VDbase*)에 추종할 수 있다. 제2 가산부(517f)에서는, 전회의 목표 구동륜 속도(VD*)에 제1 가산부(517e)로부터 출력된 값을 가산하여 일차 목표 구동륜 속도를 산출해서, 목표 구동륜 속도 전환 스위치(517h)에 출력한다. 목표 구동륜 속도 전환 스위치(517h)에서는, 가속 슬립 제어 플래그(FA)가 0일 때에는, 구동륜 속도(VD)를 최종적인 목표 구동륜 속도(VD*)로서 출력하고, 가속 슬립 제어 플래그(FA)가 1일 때에는, 일차 목표 구동륜 속도를 최종적인 목표 구동륜 속도(VD*)로서 출력한다.

(가속 슬립 제어 토크 지령값 산출 처리) 가속 슬립 제어 토크 지령값 산출부(518)에서는, 구동륜 속도(VD)와 목표 구동륜 속도(VD*)의 편차에 기초하여 가속 슬립 제어 토크 지령값을 산출한다. 도 11은 실시예 1의 가속 슬립 제어 토크 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 속도 편차 연산부(518a)에서는, 목표 구동륜 속도(VD*)와 구동륜 속도(VD)의 속도 편차를 연산한다. 비례 게인 승산부(518b)에서는, 속도 편차에 비례 게인(Kp)을 승산하여 비례 성분을 출력한다. 적분 게인 승산부(518c)에서는, 속도 편차에 적분 게인(Ki)을 승산한다. 적분부(518d)에서는, 최종 토크 지령값(TFB)을 초기값으로서 적분한 값과, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 중 작은 쪽의 값을 적분 성분으로서 출력한다. PI 제어량 연산부(518e)에서는, 비례 성분과 적분 성분을 가산하여 PI 제어 토크 지령값을 출력한다. 가속 슬립 제어 토크 지령 결정부(518f)에서는, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)과 PI 제어 토크 지령값 중 작은 쪽의 값을 최종적인 가속 슬립 제어 토크 지령값(TA*)으로서 출력한다. 한편, 목표 구동륜 속도(VD*)의 초기값은 구동륜 속도(VD)이기 때문에, 비례 성분은 제로가 되고, 적분 성분도 최종 토크 지령값(TFB)이 설정되는 것이며, 제어 개시 직후에 편차가 발생하지 않기 때문에, 토크 변동을 초래하는 일이 없다.

(슬립 제어 토크 지령값 산출 처리) 슬립 제어 토크 지령값 산출부(519)에서는, 가속 슬립 제어 플래그(FA) 및 감속 슬립 제어 플래그(FD) 등의 신호에 기초하여, 슬립 제어 토크 지령값(TA*)과 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*) 중 어느 하나를 선택해서, 최종적인 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)을 출력한다. 도 12는 실시예 1의 슬립 제어 토크 지령값 산출 처리를 나타내는 제어 블록도이다. 가속 슬립 제어 실시 허가 플래그(FAExecOK) 및 감속 슬립 제어 실시 허가 플래그(FDExecOK)는, 각각 슬립 제어의 실시 허가 플래그이며, 회생 금지 상태나 슬립 제어 오프 스위치가 눌려진 경우, 혹은 어떠한 이상(예컨대 차륜 속도 센서 이상)을 검출한 경우에는 실시가 금지되고, 그 이외의 경우에는 허가된다. 가속측 AND 판단부(519a)에서는, 가속 슬립 제어 플래그(FA) 및 가속 슬립 제어 실시 허가 플래그(FAExecOK)가 모두 조건을 만족시키고 있을 때에는, 가속 슬립 제어 토크 지령값 전환 스위치(519c) 및 NAND 판단부(519e)에 전환 신호를 출력한다. 마찬가지로, 감속측 AND 판단부(519b)에서는, 감속 슬립 제어 플래그(FD) 및 감속 슬립 제어 실시 허가 플래그(FDExecOK)가 모두 조건을 만족시키고 있을 때에는, 감속 슬립 제어 토크 지령값 전환 스위치(519d) 및 NAND 판단부(519e)에 전환 신호를 출력한다. 한편, NAND 판단부(519e)는, 가속 슬립 제어 플래그(FA)와 감속 슬립 제어 플래그(FD)가 동시에 성립된 경우에 이상이라고 판단하여, 슬립 제어 요구에 따르지 않고 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)을 출력하도록 처리하는 구성이다.

제1 토크 지령값 전환 스위치(519c)에서는, 가속측 AND 판단부(519a)로부터 가속 슬립 제어 요구가 출력되고 있는 경우에는, 제2 토크 지령값 전환 스위치(519d)로부터 출력된 신호(TD* 또는 TDRV*)로부터, 가속 슬립 제어 토크 지령값(TA*)으로 전환하여 슬립 제어 토크 지령값 산출부(519f)에 출력하고, 가속 슬립 제어 요구가 출력되고 있지 않은 경우에는, 제2 토크 지령값 전환 스위치(519d)로부터 출력된 신호를 출력한다. 제2 토크 지령값 전환 스위치(519d)에서는, 감속측 AND 판단부(519b)로부터 감속 슬립 제어 요구가 출력되고 있는 경우에는, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)으로부터 감속 슬립 제어 토크 지령값(TD*)으로 전환하여 제1 토크 지령값 전환 스위치(519c)에 출력하고, 감속 슬립 제어 요구가 출력되고 있지 않은 경우에는, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)을 제1 토크 지령값 전환 스위치(519c)에 출력한다. 슬립 제어 토크 지령값 산출부(519f)는, NAND 판단부(510e)에 의해 이상 판단이 이루어진 경우에는 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)을 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)으로서 출력하고, 이상 판단이 이루어지고 있지 않은 경우에는 제1 토크 지령값 전환 스위치(519c)로부터 출력된 신호를 슬립 제어 토크 지령값(TESC*)으로서 출력한다.

(응답성을 개선한 슬립 제어에 의한 작용에 대해) 다음으로, 상기 제어 구성에 의해 얻어지는 슬립 제어시의 작용에 대해 설명한다. 도 16은 구동 슬립 제어를 행한 경우의 회전수와 토크의 관계를 나타내는 타임차트이다. 도 16의 (a)는 실시예 1의 구성을 채용한 경우이고, 도 16의 (b)는 상기 도 3의 비교예의 구성을 채용하고, 또한, 제어 게인을 높게 한 경우이며, 도 16의 (c)는 상기 도 3의 비교예의 구성을 채용하고, 또한, 제어 게인을 낮게 한 경우이다. 도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 운전자 요구 토크 지령값(TDRV*)을 출력하고 있을 때에 구동 슬립이 발생하면, 가속 슬립 제어 플래그(FA)가 1이 되고, 목표 구동륜 속도(VD*)를 향해 구동륜 속도(VD)가 수속되도록 가속 슬립 제어 토크 지령값(TA*)이 출력된다. 이때, 실시예 1의 구성에서는, 브레이크 컨트롤러(50)의 트랙션 제어부(51)로부터, 차량 컨트롤러(110)를 통하지 않고 모터 컨트롤러(100)에 직접 가속 슬립 제어 토크 지령값(TA*)이 출력되기 때문에, 응답 지연이 없고, 양호하게 목표 구동륜 속도(VD*)에 수속되고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 주행중에 노면이 갑자기 빙결로(氷結路)가 되어, 노면 마찰 계수가 급격히 저하되는 것과 같은 μ체인지가 발생한 경우라도, 역시 양호한 응답성에 의해 매우 수속성이 높은 트랙션 제어가 실현되고 있고, 특히 수속성이 양호하기 때문에 코너링 포스를 확보할 수 있는 점이 특필해야 할 사항이라고 생각된다.

이에 비해, 도 16의 (b)에 도시된 비교예에서는, 구동륜 속도(VD)가 목표 구동륜 속도(VD*)를 초과하고 나서 트랙션 제어를 개시했다고 해도, 응답 지연에 의해 크게 오버슈트되어 버린다. 또한, 이 오버슈트된 회전수를 수속시키기 위해서 모터 토크를 저하시켰다고 해도, 트랙션 제어가 진동적이 되어, 수속될 때까지 시간이 걸린다. 또한, μ체인지가 발생한 경우에도, 역시 진동적인 움직임을 함으로써 수속성이 나쁘다. 도 16의 (b)의 문제를 해결하는 관점에서, 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이, 제어 게인을 낮게 설정하여, 진동적인 움직임을 억제하는 것이 고려된다. 이 경우, 제어의 진동적인 움직임은 억제되지만, 구동륜 속도(VD)가 목표 구동륜 속도(VD*)에 수속될 때까지는 시간이 걸리고, 그 동안에는, 슬립량이 큰 상태를 계속하기 때문에, 타이어와 노면 사이에 충분한 트랙션을 전달할 수 없고, 또한, 코너링 포스도 저하 기미가 되며, 차량 안정성도 충분하다고는 말할 수 없다. 즉, 실시예 1과 같이 모터 컨트롤러(100)에 직접 지령함으로써, 매우 큰 수속성의 차이가 발생하고 있다. 이 효과는, 실제로 실시예 1의 차량을 빙결로 등에서 주행시킨 경우에, 책상 검토로부터 상상되는 안정성을 넘어, 운전자에게 지금까지 체감한 적이 없는 안정성을 부여할 수 있다.

(슬립 제어중의 μ점프에 관한 과제) 다음으로, 상기 슬립 제어를 행할 때에, 슬립 제어중의 μ점프에 관한 과제에 대해 설명한다. μ점프란, 노면 마찰 계수가 급변하는 것을 의미하며, 예컨대, 압설로(壓雪路)가 빙결로로 바뀌어, 노면 마찰 계수가 급격히 저하되는 것과 같은 장면을 나타낸다. 이하, μ점프에 관한 과제에 대해, 슬립 제어를 행할 때에 가장 구동력이 높게 얻어지는 슬립률을 목표 슬립률로서 설정한 비교예를 이용하여 설명한다. 도 17은 비교예에 있어서 슬립 제어를 행했을 때의 슬립률과 구동력의 관계를 나타내는 특성도이다. 이 특성도는, 횡축에 슬립률을 설정하고, 종축에 구동력을 취한 것이다. 도 17 중의 실선은, 구동륜과 노면 사이에 발생하는 구동력을 나타낸다. 이 구동력은, 수직 항력과 마찰 계수에 의해 결정되기 때문에, 바꿔 말하면 노면의 마찰 계수(μ)를 나타내고 있다(이하, μ-s 특성이라고도 기재함). 이 μ-s 특성은, 일반적으로, 최대 제동 마찰 계수가 되는 슬립률(SP1)까지는 슬립률의 증대에 따라 구동력이 상승(슬립률의 감소에 따라 구동력이 저하)하고, 슬립률(SP1) 이후에서는, 아래로 볼록한 경향을 가지고 서서히 감소한다. 노면 마찰 계수가 변화한 경우에는, 최대 제동 마찰 계수가 되는 슬립률은 거의 변하지 않고, 마찰 계수가 하측으로 어긋나 가도록 특성 변화한다.

또한, 도 17 중의 점선은, 전동 모터(2)에, 어떤 모터 토크 지령값을 출력했을 때의 구동력 성분을 나타낸다. 전동 모터(2)에 대해 모터 토크 지령값을 출력하면, 그 모터 토크 지령값에 기초하여 전동 모터(2)로부터 출력하는 성분은, 노면에 전달되는 구동력 성분과, 구동륜을 공전시키는 공전 성분으로 나뉜다. 도 17 중의 점선으로 나타내는 특성에서는, 슬립률이 커지면, 공전 성분의 증대에 의해 구동력 성분이 저하되어 가는 상태를 나타내고 있다.

노면 마찰 계수가 μA인 노면을 주행하는 중에 구동 슬립이 발생하면, μA의 피크가 되는 슬립률(SP1)로 목표 슬립률이 설정되어 있기 때문에, 모터 토크 지령값으로서 TK가 출력되고 있을 때에는 포인트(S1)에 위치하여, 이 모터 토크 지령값(TK)과 μ-s 특성이 평형 상태가 된다. 이때, 슬립 제어는 행해지지 않고, 평형 상태로 가장 높은 마찰 계수로 주행하고 있는 상태이다. 이 상태에서, μ점프가 발생하여, 노면 마찰 계수가 μB로 변화하면, μ-s 특성은 하측으로 이동한다. 따라서, 모터 토크 지령값(TK)을 출력하고 있는 상태에서는, 포인트(S1)의 구동력을 받아낼 수 없어, 슬립률이 증대하기 때문에, 슬립 제어가 개시된다. 여기서, 저하된 노면 마찰 계수(μB)에서의 목표 슬립률과 평형하는 포인트(S4)를 달성하는 모터 토크 지령값은 TM이기 때문에, TK로부터 TM으로 토크 다운된다.

그러나, 토크 다운이 행해졌다고 해도, 일단 슬립 상태가 되어 슬립률이 증대하고 있기 때문에, 모터 토크 지령값(TM)과 노면 마찰 계수(μB)의 μ-s 특성이 평형 상태가 되는 것은, 슬립률이 상당히 증대한 포인트(S2)가 된다. 이래서는, 구동력이 얻어지지 않고, 슬립률도 크기 때문에, 슬립률이 일단 목표 슬립률(SP1)보다 낮아지도록 제어할 필요가 있다. 모터 토크 지령값으로서 노면 마찰 계수(μB)와 슬립률(SP1)보다 작은 슬립률에서만 평형 상태가 되는 포인트(S3)를 달성하는 모터 토크 지령값은 TL이다. 따라서, 모터 토크 지령값(TK)에서 슬립 제어를 개시하면, 일단 TL까지 토크 다운되고, 그 후, 노면 마찰 계수(μB)의 최대 제동 마찰 계수와 평형 상태가 되는 TM까지 토크 업되기 때문에, 큰 토크 다운이 발생함으로써 전후 가속도 변화에 의한 위화감이 되고, 슬립률의 큰 변화는 코너링 포스의 변동을 발생시키기 때문에, 차량의 안정성을 충분히 확보할 수 없다. 또한, 구동륜의 한쪽, 예컨대 우륜에만 μ점프가 발생한 경우, 좌우륜은 디퍼렌셜 기어(3)를 통해 구동되고 있기 때문에, 우륜의 슬립률 증대에 의해 우륜의 회전수가 증가하여 구동력이 감소한다. 이에 따라, 좌륜의 구동력은 우륜의 구동력 저하에 따라 저하되기 때문에, 전체로서의 구동력을 확보할 수 없고, 또한, 좌우륜의 차회전에 따르는 디퍼렌셜 기어(3) 내의 프릭션(friction)에 의해 좌우 구동력차가 발생하여, 의도하지 않는 모멘트가 발생할 우려가 있다.

바꿔 말하면, 목표 슬립률로서 최대 제동 마찰 계수가 되는 슬립률(SP1)을 설정한 경우, 일단 슬립률이 증대해 버리면, 저하된 노면 마찰 계수에 알맞은 모터 토크 지령값까지 토크 다운을 행했다고 해도, 과대한 슬립이 발생한 위치에 있어서 평형 상태가 되어, 보다 큰 토크 다운이 필요해져 버리기 때문에, 전후 가속도 변화에 의한 위화감이나 차량의 안정성 저하라고 하는 문제가 있었다. 이 문제는, 노면과 구동륜 사이에 발생하는 문제이기 때문에, 가령 전동 모터(2)의 제어 응답성을 높게 했다고 해도 대처할 수 없다. 그래서, 실시예 1에서는, μ-s 특성에 있어서 노면 마찰 계수의 피크값의 슬립률보다 작은 슬립률의 영역에서 슬립 제어를 개시하는 것으로 하였다.

도 18은 실시예 1에 있어서 우륜에만 μ점프가 발생하여, 슬립 제어를 행했을 때의 슬립률과 구동력의 관계를 나타내는 특성도이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 목표 슬립률은, 비교예와 같이 μ-s 특성의 피크가 되는 슬립률(SP1)이 아니라, SP1보다 낮은 슬립률(SP2)로 설정되어 있다. 또한, 도 18 중의 ○가 우륜의 포인트를 나타내고, ×가 좌륜의 포인트를 나타낸다. 목표 슬립률이 설정되면, 이 목표 슬립률에 따른 목표 구동륜 속도(VD*)가 산출된다. 이 목표 구동륜 속도(VD*)는 구동륜인 좌우 전륜의 평균 차륜 속도가 목표 구동륜 속도(VD*)에 추종하도록 슬립 제어가 행해진다.

좌우륜 모두 노면 마찰 계수가 μA인 노면을 주행하는 중에는, μA의 피크가 되는 슬립률(SP1)보다 낮은 SP2로 목표 슬립률이 설정되어 있다. 이 목표 슬립률과 평형 상태가 되는 모터 토크 지령값으로서 TP가 출력되고 있을 때, 좌우륜은 모두 포인트(S11)에 위치한다. 이때, 슬립 제어는 행해지지 않고, 평형 상태로 높은 마찰 계수로 주행하고 있으며, 코너링 포스도 확보되어 있다.

이 상태에서, 우륜만 μ점프가 발생하여, 노면 마찰 계수가 μB로 변화하면, 우륜의 μ-s 특성은 하측으로 이동한다. 모터 토크 지령값(TP)을 출력하고 있는 상태에서는, 우륜을 나타내는 ○는 도 18 중의 점선으로 나타내는 모터 토크 지령값(TP)을 출력했을 때의 구동력 성분 상에서, 포인트(S11)로부터, 노면 마찰 계수(μB)와 평형 상태가 되는 포인트(S12)로 이동한다. 한편, 이 포인트(S12)는 노면 마찰 계수(μB)에서의 μ-s 특성의 피크가 되는 슬립률(SP1)보다 작은 슬립률이며, 비교예와 같이 슬립률(SP1)을 초과하는 일이 없다. 따라서, 우륜의 노면 마찰 계수가 μB로 급변했다고 해도, 단숨에 슬립률이 증대하는 일은 없고, 큰 토크 변동이나 차량 안정성의 저하를 초래하는 일이 없다. 다음으로, 슬립률을 목표 슬립률(SP2)에 수속시키는 관점에서, 좌우륜의 평균 슬립률이 목표 슬립률(SP2)이 되는 모터 토크 지령값(TQ)까지 토크 다운을 행한다. 그러면, 우륜은 노면 마찰 계수(μB)의 μ-s 특성과 모터 토크 지령값(TQ)이 평형 상태가 되는 포인트(S13)로 이동하고, 좌륜은 노면 마찰 계수(μA)의 μ-s 특성과 모터 토크 지령값(TQ)이 평형 상태가 되는 포인트(S14)로 이동한다. 이와 같이, 실시예 1의 슬립 제어에서는, μ-s 특성에 있어서 노면 마찰 계수의 피크값의 슬립률보다 작은 슬립률의 영역에서 슬립 제어를 개시하기 때문에, μ점프의 발생에 의해 토크 다운을 행한 경우, μ-s 특성의 피크값을 초과하지 않고 목표 슬립률에 수속시킬 수 있고, 큰 토크 다운을 필요로 하는 일이 없다. 따라서, 슬립률의 변화도 작기 때문에 코너링 포스를 정상적으로 확보할 수 있고, 좌우 구동력의 차이의 확대도 억제되기 때문에, 의도하지 않는 모멘트의 발생을 회피할 수 있다.

도 19는 실시예 1의 슬립 제어를 행했을 때의 좌우 구동륜 차륜 속도와 모터 토크 지령값의 관계를 나타내는 타임차트이다. 좌우륜 모두 노면 마찰 계수(μA)의 노면을 주행하고 있는 상태에서, 추정 차체 속도(VC)보다 좌우 구동륜 회전수가 상승하여, 목표 구동륜 속도(VD*)를 미리 정해진 것 이상 상회한 시각 t1에 있어서, 구동 슬립 제어에 의한 토크 다운이 행해져, 전륜 평균 차륜 속도가 목표 구동륜 속도(VD*)에 수속되도록 제어된다. 시각 t2에 있어서, 도 18에서 설명한 우륜만의 μ점프가 발생하면, 우륜의 차륜 속도가 단숨에 상승하고, 좌륜의 차륜 속도는 저하된다. 이때, 구동 슬립 제어에 의한 토크 다운이 행해져, 전륜 평균 차륜 속도가 목표 구동륜 속도(VD*)에 수속된다. 이때, 우륜측의 차륜 속도는 좌륜측의 차륜 속도보다 약간 높은 상태이지만, 이것은 동일한 구동력을 출력한 경우의 노면 마찰 계수의 차이에 의한 슬립률의 차이를 의미하며, 좌우 구동륜의 구동력은 동일한 값을 확보할 수 있기 때문에, 의도하지 않는 모멘트 등은 발생하지 않는다.

다음으로, 전륜 평균 차륜 속도가 목표 구동륜 속도(VD*)에 수속되도록 제어하는 것의 작용 효과에 대해 설명한다. 이 작용 효과를 설명할 때에, 실시예 1과, 좌우 전륜 차륜 속도의 평균값이 아니라 한쪽의 차륜 속도를 목표 구동륜 속도(VD*)에 수속시키는 비교예를 대비하여 설명한다. 한편, 도 18을 이용하여 설명하는 관계상, 차륜 속도가 아니라 슬립률로 바꿔 읽어 설명한다. 우측 전륜에 μ점프가 발생하면, 우륜의 차륜 속도가 단숨에 상승하고, 우륜 슬립률도 상승하기 때문에, 목표 슬립률(SP2)에 수속되도록 제어한다. 이때, 우륜 슬립률이 목표 슬립률에 수속되도록 제어하기 위해서는, 도 18에 도시된 바와 같이, 노면 마찰 계수(μB)와 목표 슬립률(SP2)이 평형하는 포인트(S15)를 지나는 구동력선(TR)으로 제어할 필요가 있다. 모터 토크 지령값을 TR로 하면, 좌륜의 슬립률은 목표 슬립률(SP2)보다 낮은 포인트(S16)에서 평형한다. 여기서, 실시예 1에서는 μ-s 특성의 피크값보다 작은 슬립률을 목표 슬립률(SP2)로서 설정하고 있는 데도, 더욱 목표 슬립률(SP2)보다 작은 슬립률이 되는 포인트(S16)를 지나는 구동력선(TR)에 기초하여 모터 토크 지령값을 출력하는 것은, 지나치게 구동력이 억제된 상태라고 말할 수 있다.

그래서, 전륜 평균 차륜 속도가 목표 구동륜 속도(VD*)에 수속되도록, 바꿔 말하면, 좌우륜의 평균 슬립률이 목표 슬립률(SP2)에 수속되도록 제어한다. 이에 의해, 우륜의 슬립률은, 목표 슬립률(SP2)보다 높은 슬립률인 포인트(S13)가 된다. 디퍼렌셜 기어(3)의 구성에 의해 저μ로측이 구동력의 기준이 되기 때문에, 모터 토크 지령값으로서는, 포인트(S13)를 지나는 구동력선(TQ)을 달성할 수 있다. 즉, 전륜 평균 차륜 속도를 이용하여 제어함으로써, 좌우륜 중 한쪽만이 저μ측으로 μ점프했다고 해도, 저μ측의 μ-s 특성과 목표 슬립률이 평형 상태가 되는 포인트보다 높은 모터 토크 지령값에 의해 구동할 수 있어, 구동력을 확보할 수 있다.

[실시예 1의 효과]

이하, 실시예 1에 기재된 전동 차량 제어 시스템이 발휘하는 작용 효과를 열거한다.

(1) 차량의 전륜(FR, FL)(구동륜)에 감속 기구(3a) 및 구동축(4)을 통해 접속하여, 전륜(FR, FL)을 제구동하는 토크를 발생시키는 전동 모터(2)(구동원)와, 전륜(FR, FL)의 회전 속도를 검출하는 차륜 속도 센서(9)(구동륜 속도 검출부)와, 추정 차체 속도(VC)(차량의 차체 속도)를 산출하는 차체 속도 추정부(512)(차체 속도 산출부)와, 구동륜 속도(VD)가, 목표 슬립률에 기초하여 산출된 목표 구동륜 속도(VD*)를 초과했다면 전동 모터(2)의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 트랙션 제어부(51)(산출된 차체 속도와 검출된 구동륜 속도에 기초하여 상기 구동륜의 슬립률을 산출하는 슬립률 산출부와, 상기 산출된 슬립률이 미리 정해진 슬립률일 때에 상기 구동원의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 슬립 억제 제어부)를 구비하고, 목표 구동륜 속도(VD*)를 산출할 때의 목표 슬립률(미리 정해진 슬립률)은, μ-s 특성(슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 특성)에 있어서 노면 마찰 계수의 피크값의 슬립률(SP1)보다 작은 슬립률의 영역에 설정되어 있는 구동력 제어 장치를 제공한다. 바꿔 말하면, 목표 구동륜 속도(VD*)를 산출할 때의 목표 슬립률(미리 정해진 슬립률)은, μ-s 특성(슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 특성)에 있어서, 슬립률의 변화가 증가 방향이며 노면 마찰 계수가 증가 방향인 영역, 또는, 슬립률의 변화가 감소 방향이며 노면 마찰 계수가 감소 방향인 영역에 설정하였다. 따라서, 한쪽 바퀴만이 μ피크를 초과하는 것을 회피할 수 있고, 좌우륜 사이의 구동력차가 확대되는 것을 회피할 수 있어, 의도하지 않는 요 모멘트를 발생시키지 않고, 차량 거동을 안정시킬 수 있다. 한편, 실시예 1의 구성에서는, 목표 슬립률을 산출하고, 그 후, 슬립량으로 환산해서 차륜 속도 베이스에 기초하여 슬립 제어를 행하고 있으나, 실제 슬립률과 목표 슬립률의 편차에 기초하여 슬립 제어를 행하는 구성으로 해도, 실질적으로 동일하다.

(2) 상기 (1)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 구동원은 전동 모터(2)이다. 따라서, 높은 응답성에 의해 토크 다운을 실시할 수 있고, 과도한 슬립 등에 따르는 토크 변동이나 차량 불안정화를 회피할 수 있다.

(3) 상기 (1)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 목표 슬립률은 차량의 주행 상태에 따라 산출된다. 따라서, 주행 상태에 따른 적절한 슬립률을 설정할 수 있다.

(4) 상기 (3)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 조타각을 산출하는 조타각 센서(21)(조타각 산출부)를 구비하고, 조타각용 목표 슬립률 게인 산출부(513b)에 있어서, 목표 슬립률은 산출된 조타각에 따라 산출된다. 따라서, 직진 상태나 조타 상태에 따른 목표 슬립률을 설정할 수 있다.

(5) 상기 (4)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 목표 슬립률은, 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출된다. 즉, 조타각이 클수록 코너링 포스가 필요해지기 때문에, 목표 슬립률을 작게 하여, 타이어의 마찰원의 전후 방향으로 그다지 크게 힘을 사용하지 않고, 좌우 방향의 힘을 확보할 수 있다.

(6) 상기 (3)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 목표 슬립률은, 조타 상태로 주행하고 있는 경우에는, 직진 상태로 주행하고 있을 때보다 작은 슬립률로 설정되는 구동력 제어 장치.

즉, 직진 상태이면, 그다지 코너링 포스를 필요로 하지 않기 때문에, 타이어의 마찰원의 전후 방향으로 크게 힘을 사용하게 하고, 조타 상태이면, 코너링 포스가 필요해지기 때문에, 타이어의 마찰원의 전후 방향으로 그다지 크게 힘을 사용하지 않고, 좌우 방향의 힘을 확보할 수 있다.

(7) 상기 (3)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 차량의 주행 상태로서의 차체의 가속도를 산출하는 차체 가속도 검출부를 구비하고, 목표 슬립률은, 산출된 차체 가속도(GC)가 작을 때에는 클 때에 비해 작아지도록 산출된다. 즉, 큰 가속도가 얻어지고 있으면, 어느 정도의 슬립률을 허용해도 노면과의 사이에서 마찰력을 확보할 수 있다고 생각되기 때문에 목표 슬립률을 크게 함으로써, 구동력을 확보할 수 있다.

(8) 상기 (7)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 목표 슬립률은, 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출된다. 즉, 조타각이 클수록 코너링 포스가 필요해지기 때문에, 목표 슬립률을 작게 하여, 타이어의 마찰원의 전후 방향으로 그다지 크게 힘을 사용하지 않고, 좌우 방향의 힘을 확보할 수 있다.

(9) 상기 (1)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 실시예 1에서는 목표 구동륜 속도(VD*)를 산출하고, 목표 구동륜 속도(VD*)와 구동륜 속도의 관계에 기초하여 슬립 제어를 행하였으나, 목표 슬립률과 실제 슬립률의 관계에 기초하여 슬립 제어를 행하는 경우에는, 전륜 회전수의 평균값과, 후륜의 회전수에 기초하여 산출된 차체 속도에 기초하여 설정해도 좋다.

전륜 회전수의 평균값을 이용함으로써, 좌우륜 중 한쪽만이 저마찰 계수측으로 μ점프한 경우라도, 저μ측의 μ-s 특성과 목표 슬립률이 평형 상태가 되는 포인트보다 높은 모터 토크 지령값에 의해 구동할 수 있어, 구동력을 확보할 수 있다.

이하에, 상기 실시예로부터 파악할 수 있는 기술적 사상의 예를 열거한다.

(1) 차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속하여, 상기 구동륜을 제구동하는 토크를 발생시키는 구동원과, 상기 구동륜의 회전 속도를 검출하는 구동륜 속도 검출부와, 상기 차량의 차체 속도를 산출하는 차체 속도 산출부와, 상기 산출된 차체 속도와 검출된 구동륜 속도에 기초하여 상기 구동륜의 슬립률을 산출하는 슬립률 산출부와, 상기 산출된 슬립률이 미리 정해진 슬립률일 때에 상기 구동원의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 슬립 억제 제어부를 구비하고, 상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 특성에 있어서 노면 마찰 계수의 피크값의 슬립률보다 작은 슬립률의 영역에 설정되는 구동력 제어 장치.

(2) 상기 (1)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 구동원은 모터인 구동력 제어 장치.

(3) 상기 (1)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은 차량의 주행 상태에 따라 산출되는 구동력 제어 장치.

(4) 상기 (3)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 조타각을 산출하는 조타각 산출부를 구비하고, 상기 미리 정해진 슬립률은 상기 산출된 조타각에 따라 산출되는 구동력 제어 장치.

(5) 상기 (4)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은, 산출된 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출되는 구동력 제어 장치.

(6) 상기 (3)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은, 조타 상태로 주행하고 있는 경우에는, 직진 상태로 주행하고 있을 때보다 작은 슬립률로 설정되는 구동력 제어 장치.

(7) 상기 (3)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 차체의 가속도를 산출하는 차체 가속도 산출부를 구비하고, 상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 산출된 차체 가속도가 작을 때에는 클 때에 비해 작아지도록 산출되는 구동력 제어 장치.

(8) 상기 (7)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 조타각을 산출하는 조타각 산출부를 구비하고, 상기 미리 정해진 슬립률은 산출된 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출되는 구동력 제어 장치.

(9) 상기 (1)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 슬립률 산출부는, 상기 구동륜 회전수의 평균값과, 종동륜의 회전수에 기초하여 산출된 차체 속도에 기초하여 슬립률을 산출하는 구동력 제어 장치.

(10) 차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속하여, 상기 구동륜을 제구동하는 토크를 발생시키는 구동원과, 상기 구동륜의 회전 속도를 검출하는 구동륜 속도 검출부와, 상기 차량의 차체 속도를 산출하는 차체 속도 산출부와, 상기 산출된 차체 속도와 검출된 구동륜 속도에 기초하여 상기 구동륜의 슬립률을 산출하는 슬립률 산출부와, 상기 산출된 슬립률이 미리 정해진 슬립률일 때에 상기 구동원의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 슬립 억제 제어부를 구비하고, 상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 관계를 나타내는 μ-s 특성에 있어서, 슬립률의 변화가 증가 방향이며 노면 마찰 계수가 증가 방향인 영역, 또는, 슬립률의 변화가 감소 방향이며 노면 마찰 계수가 감소 방향인 영역에 설정한 구동력 제어 장치.

(11) 상기 (10)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 구동원은 모터인 구동력 제어 장치.

(12) 상기 (11)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 슬립률 산출부는, 상기 구동륜의 회전 속도 평균값과, 종동륜의 회전수에 기초하여 산출된 차체 속도에 기초하여 슬립률을 산출하는 구동력 제어 장치.

(13) 상기 (12)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 조타각을 산출하는 조타각 산출부를 구비하고, 상기 미리 정해진 슬립률은 상기 산출된 조타각에 따라 산출되는 구동력 제어 장치.

(14) 상기 (13)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은 산출된 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출되는 구동력 제어 장치.

(15) 상기 (14)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 차체의 가속도를 산출하는 차체 가속도 산출부를 구비하고, 상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 산출된 차체 가속도가 작을 때에는 클 때에 비해 작아지도록 산출되는 구동력 제어 장치.

(16) 상기 (12)에 기재된 구동력 제어 장치에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은, 조타 상태로 주행하고 있는 경우에는, 직진 상태로 주행하고 있을 때보다 작은 슬립률로 설정되는 구동력 제어 장치.

(17) 차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속되어, 상기 구동륜을 제구동하는 모터의 토크를 제어하는 구동력 제어 방법으로서, 차륜의 슬립률이, 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 관계를 나타내는 μ-s 특성에 있어서, 슬립률의 변화가 증가 방향이며 노면 마찰 계수가 증가 방향인 영역, 또는, 슬립률의 변화가 감소 방향이며 노면 마찰 계수가 감소 방향인 영역이 되도록 상기 모터의 토크를 제어하는 구동력 제어 방법.

(18) 상기 (17)에 기재된 구동력 제어 방법에 있어서, 상기 슬립률이, 조타 상태로 주행하고 있을 때에는, 직진 상태로 주행하고 있을 때보다 작은 슬립률이 되도록 상기 모터의 토크를 제어하는 구동력 제어 방법.

(19) 상기 (17)에 기재된 구동력 제어 방법에 있어서, 상기 슬립률이, 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 상기 모터의 토크를 제어하는 구동력 제어 방법.

(20) 상기 (17)에 기재된 구동력 제어 방법에 있어서, 상기 슬립률이, 차체 가속도가 작을 때에는 클 때에 비해 작아지도록 상기 모터의 토크를 제어하는 구동력 제어 방법.

따라서, 한쪽 바퀴만이 μ피크를 초과하는 것을 회피할 수 있고, 좌우륜 사이의 구동력차가 확대되는 것을 회피할 수 있어, 의도하지 않는 요 모멘트를 발생시키지 않고, 차량 거동을 안정시킬 수 있다.

이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태만을 설명하였으나, 본 발명의 신규의 교시나 이점으로부터 실질적으로 벗어나지 않고 예시된 실시형태에, 다양한 변경 또는 개량을 가할 수 있는 것이 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 변경 또는 개량을 가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함되는 것을 의도한다.

본원은 2013년 9월 12일 출원의 일본 특허 출원 번호 2013-189386호에 기초한 우선권을 주장한다. 2013년 9월 12일 출원의 일본 특허 출원 번호 2013-189386호의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시 내용은, 참조에 의해 전체로서 본원에 원용된다.

일본 특허 공개 공보 제2011-97826호(특허문헌 1)의 명세서, 특허청구의 범위, 도면 및 요약서를 포함하는 모든 개시는, 참조에 의해 전체로서 본원에 원용된다.

1: 전동 모터 2: 리졸버
3: 디퍼렌셜 기어 3a: 감속 기구
4: 구동축 5: 액압 유닛
5a: 액압 배관 6: 고전압 배터리
7: 컨버터 8: 보조 기계용 배터리
9: 차륜 속도 센서 10: 인버터
20: 파워 스티어링 컨트롤러 21: 조타각 센서
22: 미터 컨트롤러 50: 브레이크 컨트롤러
51: 트랙션 제어부 60: 배터리 컨트롤러
100: 모터 컨트롤러 101: 전환 스위치
103: 제진 제어 정보 산출부 104: 제진 제어부
105: 모터 전류 제어부 110: 차량 컨트롤러
110a: 제어계 이상 판정부 111: 운전자 요구 토크 산출부
511: 구동륜 속도 산출부 512: 차체 속도 추정부
513: 목표 구동륜 속도 기준값 산출부
514: 가속 슬립 제어 개시 속도 산출부
515: 가속 슬립 제어 종료 속도 산출부
516: 가속 슬립 제어 플래그 산출부
517: 목표 구동륜 속도 산출부
518: 가속 슬립 제어 토크 지령값 산출부
519: 슬립 제어 토크 지령값 산출부
CAN1: 제1 CAN 버스 CAN2: 제2 CAN 버스
CAN3: 제1 접속 버스 CAN4: 제2 접속 버스
FAExecOK: 가속 슬립 제어 실시 허가 플래그
FA: 가속 슬립 제어 플래그
FDExecOK: 감속 슬립 제어 실시 허가 플래그
FD: 감속 슬립 제어 플래그 FH: ESC 상태 플래그
FTQR: 토크 제어 상태를 나타내는 플래그 W/C: 휠 실린더

Claims

구동력 제어 장치로서,
차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속하여, 상기 구동륜을 제구동(制驅動)하는 토크를 발생시키는 구동원과,
상기 구동륜의 회전 속도를 검출하는 구동륜 속도 검출부와,
상기 차량의 차체 속도를 산출하는 차체 속도 산출부와,
상기 산출된 차체 속도와 검출된 구동륜 속도에 기초하여 상기 구동륜의 슬립률을 산출하는 슬립률 산출부와,
상기 산출된 슬립률이 미리 정해진 슬립률일 때에 상기 구동원의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 슬립 억제 제어부
를 구비하고,
상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 특성에 있어서 노면 마찰 계수의 피크값의 슬립률보다 작은 슬립률의 영역에 설정되는 것인 구동력 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 구동원은 모터인 것인 구동력 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은 차량의 주행 상태에 따라 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 조타각을 산출하는 조타각 산출부를 구비하고,
상기 미리 정해진 슬립률은 상기 산출된 조타각에 따라 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제4항에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은, 산출된 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은, 조타 상태로 주행하고 있는 경우에는, 직진 상태로 주행하고 있을 때보다 작은 슬립률로 설정되는 것인 구동력 제어 장치.
제3항에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 차체의 가속도를 산출하는 차체 가속도 산출부를 구비하고,
상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 산출된 차체 가속도가 작을 때에는 클 때에 비해 작아지도록 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제7항에 있어서, 조타각을 산출하는 조타각 산출부를 구비하고,
상기 미리 정해진 슬립률은 산출된 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제1항에 있어서, 상기 슬립률 산출부는, 상기 구동륜의 회전 속도의 평균값과, 종동륜의 회전수에 기초하여 산출된 차체 속도에 기초하여 슬립률을 산출하는 것인 구동력 제어 장치.
구동력 제어 장치로서,
차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속하여, 상기 구동륜을 제구동하는 토크를 발생시키는 구동원과,
상기 구동륜의 회전 속도를 검출하는 구동륜 속도 검출부와,
상기 차량의 차체 속도를 산출하는 차체 속도 산출부와,
상기 산출된 차체 속도와 검출된 구동륜 속도에 기초하여 상기 구동륜의 슬립률을 산출하는 슬립률 산출부와,
상기 산출된 슬립률이 미리 정해진 슬립률일 때에 상기 구동원의 구동 토크를 감소시켜 구동륜의 슬립 상태를 억제하는 슬립 억제 제어부
를 구비하고,
상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 관계를 나타내는 μ-s 특성에 있어서, 슬립률의 변화가 증가 방향이며 노면 마찰 계수가 증가 방향인 영역, 또는, 슬립률의 변화가 감소 방향이며 노면 마찰 계수가 감소 방향인 영역에 설정되는 것인 구동력 제어 장치.
제10항에 있어서, 상기 구동원은 모터인 것인 구동력 제어 장치.
제11항에 있어서, 상기 슬립률 산출부는, 상기 구동륜의 회전 속도의 평균값과, 종동륜의 회전수에 기초하여 산출된 차체 속도에 기초하여 슬립률을 산출하는 것인 구동력 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 조타각을 산출하는 조타각 산출부를 구비하고,
상기 미리 정해진 슬립률은 상기 산출된 조타각에 따라 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제13항에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은 산출된 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제14항에 있어서, 상기 차량의 주행 상태로서의 차체의 가속도를 산출하는 차체 가속도 산출부를 구비하고,
상기 미리 정해진 슬립률은, 상기 산출된 차체 가속도가 작을 때에는 클 때에 비해 작아지도록 산출되는 것인 구동력 제어 장치.
제12항에 있어서, 상기 미리 정해진 슬립률은, 조타 상태로 주행하고 있는 경우에는, 직진 상태로 주행하고 있을 때보다 작은 슬립률로 설정되는 것인 구동력 제어 장치.
차량의 구동륜에 감속 기구 및 구동축을 통해 접속되어, 상기 구동륜을 제구동하는 모터의 토크를 제어하는 구동력 제어 방법으로서,
차륜의 슬립률이, 슬립률에 대한 노면 마찰 계수의 관계를 나타내는 μ-s 특성에 있어서, 슬립률의 변화가 증가 방향이며 노면 마찰 계수가 증가 방향인 영역, 또는, 슬립률의 변화가 감소 방향이며 노면 마찰 계수가 감소 방향인 영역이 되도록 상기 모터의 토크를 제어하는, 구동력 제어 방법.
제17항에 있어서, 상기 슬립률이, 조타 상태로 주행하고 있을 때에는, 직진 상태로 주행하고 있을 때보다 작은 슬립률이 되도록 상기 모터의 토크를 제어하는, 구동력 제어 방법.
제17항에 있어서, 상기 슬립률이, 조타각이 클 때에는 작을 때보다 작아지도록 상기 모터의 토크를 제어하는, 구동력 제어 방법.
제17항에 있어서, 상기 슬립률이, 차체 가속도가 작을 때에는 클 때에 비해 작아지도록 상기 모터의 토크를 제어하는, 구동력 제어 방법.