WO2015041108A1 - 電気自動車のスリップ制御装置 - Google Patents

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張瑩捷
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Ntn株式会社
張瑩捷
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Definitions

  • the present invention relates to a slip control device for an electric vehicle, and relates to a technique capable of accurately performing slip control even when the vehicle speed is in a low speed region.
  • a slip ratio ⁇ is obtained by slip ratio estimation means from the rotational speeds N1 and N2 of the driven wheel and the drive wheel.
  • An estimated torque Te generated by other external forces such as the weight of the vehicle body acting on the vehicle is obtained by a disturbance observer.
  • a total working torque T acting on the drive wheels is obtained from the generated torque estimated value Te and the motor torque Tm by the working torque estimating means, and the friction coefficient ⁇ between the road surface and the tire is obtained by the friction coefficient estimating means from the torque and the slip ratio ⁇ .
  • the allowable maximum torque Tmax is obtained from the friction coefficient ⁇ and the load FZ in the vertical direction, and the torque is limited so as not to exceed it.
  • the torque is controlled so that the rotational speed of the rear wheel does not exceed the calculated maximum rotational speed.
  • a warning area rotational speed set lower than the maximum rotational speed is provided before the rotational speed of the drive wheel reaches the maximum rotational speed.
  • An object of the present invention is to provide a slip control device for an electric vehicle capable of accurately performing slip control by correctly detecting the rotation speed of a wheel regardless of the vehicle speed.
  • the electric vehicle slip control device is an electric vehicle slip control device 20 that performs slip control of an electric vehicle, which is a vehicle including an electric motor 3 that rotationally drives the drive wheels 7.
  • Driving wheel rotational speed observation means 23 and driven wheel rotational speed observation means 21 for observing the rotational speeds of the driving wheel 7 and the driven wheel 6; From the rotational speed of the drive wheel and the rotational speed of the driven wheel observed by the rotational speed observation means 23, 21, it is determined whether or not it is in the slip state, and if it is in the slip state, the torque command to the motor 3 is reduced.
  • Slip control means 28 for performing a series of slip control in a control repetition cycle; Vehicle speed detection means 29 for detecting the vehicle speed; When the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 29 is in a defined low speed region, a control repetition period changing means 30 for increasing the control repetition period of the slip control means 28; Is provided.
  • “Rotation speed” in this specification is the rotation speed per unit time and is synonymous with the rotation speed. In the same specification, “decreasing the torque command” includes making the torque command zero.
  • the slip control means 28 determines whether or not it is in the slip state from the drive wheel speed and the driven wheel speed observed by the drive wheel speed observation means 23 and the driven wheel speed observation means 21. To do. If it is determined that the vehicle is in the slip state, the slip control means 28 performs a series of slip controls for reducing the torque command to the motor 3 at variable control repetition cycles. When this slip control is being performed, the control repetition cycle changing means 30 lengthens the control repetition cycle of the slip control means 28 when the detected vehicle speed is in a defined low speed region (for example, 10 km / h or less). To do.
  • control repetition cycle of the slip control unit 28 is made variable, and the control repetition cycle of the slip control unit 28 is made to be in time with the control repetition cycle of the slip control unit 28 by increasing the control repetition cycle in the low speed region. Is possible. As a result, it is possible to prevent the slip control means 28 from malfunctioning and to accurately detect the rotational speed of the driven wheel and perform the slip control with high accuracy. As described above, according to the present invention, the slip control can be performed with high accuracy by correctly detecting the rotation speed of the wheel regardless of the vehicle speed.
  • the electric vehicle has rotation detection means 15 for detecting the number of rotations of the driven wheel 6, and the rotation detection means 15 has a plurality of detected portions 15aa arranged at a constant pitch around the rotation center. 6, a rotor 15 a that rotates integrally with the rotor 6, and a sensor 15 b that is disposed to face the detected portion 15 aa of the rotor 15 a and detects the detected portion 15 aa,
  • the reaction speed Ts of the sensor 15b that detects the detected portion is calculated by the above formula. According to the above equation, when the vehicle speed is in a low speed region of, for example, 10 km / h or less, the reaction speed Ts of the sensor 15b that detects the detected portion 15aa decreases as the vehicle speed decreases. In such a case, even if the control repetition period T of the slip control means 28 is simply increased by a predetermined magnification, for example, depending on the vehicle speed, the reaction speed Ts of the sensor 15b is changed to the control repetition period T of the slip control means 28. There is a risk that it will not be in time.
  • reaction speed Ts itself corresponding to the vehicle speed in the sensor 15b is designated as the control repetition period T of the slip control means 28, so that the control repetition period T of the slip control means 28 is set to the reaction speed of the sensor 15b in the low speed region. It is possible to reliably match at any vehicle speed.
  • the slip ratio changing means 31 changes the slip ratio ⁇ according to the vehicle speed.
  • the maximum rotational speed calculation means 22 calculates the drive wheel maximum rotational speed with the changed slip ratio ⁇ .
  • the slip state determination means 24 determines that the slip state is present when the observed drive wheel rotational speed exceeds the calculated drive wheel maximum rotational speed.
  • the torque command to the motor 3 is lowered by the determination of the slip state.
  • the maximum drive wheel rotation speed is calculated with the reference slip rate ⁇ 0.
  • the slip state is determined by the slip state determination means 24 in the same manner as described above.
  • the slip control means 28 includes: When the slip state determination means 24 determines that the drive wheel rotational speed does not exceed the drive wheel maximum rotational speed, the warning wheel rotational speed set to be lower than the drive wheel maximum rotational speed Slip warning area determination means 25 for determining whether or not When the slip warning area determination means 25 determines that the rotational speed of the drive wheel has exceeded the warning area rotation speed, the slip warning area determination means 25 may include a warning area time torque reduction means 27 for reducing the torque command value for the motor 3. .
  • the torque of the motor 3 is reduced to some extent in advance so that when the torque is reduced to zero due to the occurrence of slip
  • the shock and vibration of the vehicle body can be reduced, and it can be alleviated that the vehicle occupant feels uncomfortable.
  • the motor 3 may be a motor constituting the in-wheel motor device 11.
  • the drive wheels 7 and 7 are individually motor-driven, and the influence of slip is large, and the effect by the slip control according to the present invention is more effectively exhibited.
  • FIG. 1 is a block diagram of a conceptual configuration of an electric vehicle drive device provided with an electric vehicle slip control device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. It is a block diagram which shows the specific example of the same electric vehicle drive device. It is a block diagram which shows conceptual structure, such as a slip control apparatus in the same electric vehicle drive device. It is a figure which shows schematically the rotation detection means of the same electric vehicle. It is a graph which shows the relationship between the slip ratio of various road surfaces, and driving force. It is a flowchart which shows the control action of the slip control apparatus. It is a graph which shows the relationship between the difference and torque output ratio in the slip control device.
  • FIG. 1 shows an electric vehicle drive device provided with a slip control device according to this embodiment.
  • the electric vehicle drive device includes a VCU (vehicle control unit) 1 and an inverter device 2.
  • the VCU 1 is a computer-type electric control unit that performs integrated control and cooperative control of the entire vehicle, and is also referred to as “ECU”.
  • the inverter device 2 is a device that converts a direct current into an alternating current.
  • the inverter device 2 is a controller that applies a three-phase alternating current to each motor 3 for driving according to a drive command sent from the VCU 1. It has the function of.
  • the VCU 1 and the inverter device 2 are connected so as to be able to transmit signals to each other by CAN (control area network) communication or the like.
  • the motor 3 is a synchronous motor or an induction motor driven by a three-phase alternating current.
  • a torque command indicating the accelerator operation amount output from the accelerator operation sensor 4a is input to the VCU 1 and is distributed from the VCU 1 to the inverter devices 2 and 2 for the motors 3 and 3.
  • a rotation detecting means 15 for detecting the number of rotations of the driven wheel is electrically connected to the VCU 1. The number of rotations of the driven wheel detected by the rotation detection means 15 is used for slip control calculation in the inverter device 2 via the VCU 1.
  • the rotation detecting means 15 may be connected to the inverter device 2.
  • FIG. 2 shows a specific example of an electric vehicle drive device.
  • This electric vehicle is a four-wheeled vehicle provided with driven wheels 6 and 6 as front wheels and driving wheels 7 and 7 as rear wheels on the vehicle body of the vehicle 5.
  • the motor 3 constitutes an in-wheel motor drive device 11 together with the wheel bearing 9 and the speed reducer 10.
  • the speed reducer 10 decelerates the rotational output of the motor 3 and transmits it to a rotating wheel (not shown) of the wheel bearing 9.
  • a direct motor type in-wheel motor drive device that directly transmits the rotation output of the motor 3 to the wheel bearing 9 without using the speed reducer 10 may be used.
  • Accelerator operation amount, brake operation amount, and handle operation amount signals are input to the VCU 1 from the accelerator operation sensor 4a of the accelerator 4, the brake operation sensor 12a of the brake 12, and the steering sensor 13a of the handle 13, respectively.
  • the VCU 1 generates a torque command value to be distributed to the left and right motors 3 and 3 in accordance with the accelerator operation amount signal of the accelerator operation sensor 4a in consideration of the brake operation amount and handle operation amount signals.
  • Each inverter device 2 and 2 converts the direct current of the battery 8 into an alternating current motor drive current, and controls each motor drive current according to the torque command.
  • Each inverter device 2, 2 is provided with a main slip control means 28 in the slip control devices 20, 20 (FIG. 3) of the electric vehicle according to this embodiment.
  • a part of the means constituting the slip control device 20 (FIG. 3) may be provided in the VCU 1.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a conceptual configuration of the slip control device 20 and the like.
  • the inverter device 2 includes an inverter 17 that converts a DC current of a battery (not shown) into a three-phase AC current, and torque control means that controls a current output of the inverter 17 by converting a torque command given from the VCU 1 into a current command. 16.
  • the torque control means 16 has control means such as vector control for measuring efficiency according to the rotation angle of the rotor (not shown) of the motor 3, and a rotation angle sensor provided in the motor 3 for the control. The detected value of the rotation angle 3a is input.
  • Rotational speed conversion means 14a (FIG. 3) is provided for differentiating the rotational angle detection value of the rotational angle sensor 3a and multiplying the deceleration rate of the speed reducer 10 (FIG. 2) to calculate the rotational speed of the drive wheels 7.
  • the rotation speed conversion means 14a and the rotation angle sensor 3a constitute a rotation detection means 14 that detects the rotation speed of the drive wheel 7.
  • a rotation detection means 14 'for detecting the rotation speed of the drive wheel 7 may be provided, for example, in the wheel bearing 10 (FIG. 2).
  • a rotation detecting means 15 for detecting the rotation speed of the driven wheel 6 is provided, for example, in a wheel bearing.
  • the rotation detection means 15 is a radial type rotation detection means having a rotor 15a and a sensor 15b.
  • the rotor 15a has a plurality of detected portions 15aa arranged at a constant pitch around the rotation center L1, and is provided, for example, on a rotating wheel (not shown) of a wheel bearing and integrated with the driven wheel 6 (FIG. 3).
  • the sensor 15b is, for example, an electromagnetic pickup type magnetic sensor, and is disposed to face the detected portion 15aa of the rotor 15a via a radial gap, and detects the detected portion 15aa.
  • gear-type pulse coder teeth formed on the outer periphery of the rotor 15a are applied as the plurality of detected portions 15aa, but the present invention is not limited to this example.
  • a magnetic encoder having a detected portion made of a magnetic pole may be applied in place of the teeth and uneven portions of the gear-type pulse coder.
  • An axial type rotation detection means 15 may be applied to the detected portion 15aa with the detection portion of the sensor 15b facing through the gap in the axial direction.
  • the rotation detection means 15 for the driven wheel 6 has been described. However, when the rotation detection means 14 ′ for the drive wheel 4 is provided, the rotation detection means 14 ′ is the same as the rotation detection means 15.
  • the torque control means 16 is provided in a weak electric circuit portion composed of a microcomputer and other electronic circuits.
  • the slip control means 28 of the slip control device 20 is provided in this weak electric circuit portion.
  • the control by the slip control device 20 is performed individually for the left and right drive wheels 7 through the respective torque control means 16.
  • the slip control device 20 is a device that performs the control shown in the flowchart of FIG.
  • the inverter device 2 performs various controls for driving the motor at the set control repetition cycle.
  • One of the controls performed at the control repetition period in the inverter device 2 is slip control.
  • this slip control processing of one cycle required from the start (START) to the return (RETURN) in the flowchart of FIG. 6 described later is repeatedly performed. Specifically, control is performed to reduce or not change the torque command value at each control repetition period.
  • the control repetition period is not fixed but variable.
  • the slip control device 20 includes a driven wheel rotation speed observation means 21, a drive wheel rotation speed observation means 23, a slip control means 28, a vehicle speed detection means 29, and a control repetition period change means 30.
  • the driven wheel rotation speed observation means 21 observes the driven wheel rotation speed, which is the rotation speed of the driven wheel 6 obtained from the rotation detection means 15, at all times, that is, for each control repetition cycle.
  • the rotation speed of the driven wheel 6 to be observed may be, for example, an average value of the rotation speed detection values of the left and right driven wheels 6 and 6, and the driven wheel 7 that performs slip control is on the same left and right side. It is good also as the rotation speed of the driving wheel 6.
  • the drive wheel rotational speed observation means 23 observes the drive wheel rotational speed that is the rotational speed of the drive wheel 7 obtained from the rotation detection means 14 or 14 '.
  • the slip control means 28 performs a series of slip controls for reducing the torque command to the motor 3.
  • the slip control means 28 determines whether or not it is in a slip state from the observed driving wheel rotational speed and driven wheel rotational speed, and performs the series of slip control in a variable control repetition cycle in the slip state. .
  • the control repetition cycle changing means 30 lengthens the control repetition cycle of the slip control means 28 when the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 29 is in a defined low speed region (for example, 10 km / h or less).
  • Ts 1000 ⁇ 2 ⁇ R / VN (1)
  • R is a tire radius (m)
  • V is a vehicle speed (m / s)
  • N is the number of teeth of the rotor (the detected portion).
  • the lower the vehicle speed V the slower the reaction speed Ts of the rotational speed sensor.
  • the reaction speed Ts of the rotational speed sensor is included in the control repetition period of the slip control means 28. Is not in time.
  • the control repetition cycle changing unit 30 lengthens the control repetition cycle of the slip control unit 28.
  • the slip control is set as a variable control repetition period, and the reaction speed Ts (ms) of the rotational speed sensor calculated by the equation (1) is designated as the control repetition period T of the slip control means 28.
  • the reaction speed Ts of the rotation speed sensor comes in time for the control repetition period T of the slip control means 28.
  • the reaction speed Ts of the rotation speed sensor is shortened to 10 ms or less, so that the reaction speed Ts of the rotation speed sensor is in time for the control repetition period 10 ms initially set in the slip control means 28. .
  • the slip control means 28 includes a slip ratio changing means 31, a maximum rotation speed calculating means 22, a slip state determining means 24, and a slip torque canceling means 26.
  • the maximum rotation speed calculation means 22 calculates the drive wheel maximum rotation speed at a slip ratio corresponding to the aforementioned vehicle speed.
  • the drive wheel maximum rotation speed Nmax can be calculated from the following relational expression (2).
  • the drive wheel maximum rotational speed calculated by the slip ratio is small, and therefore the drive wheel rotational speed N2 is set lower than the drive wheel maximum rotational speed Nmax due to an error of the rotation detecting means 15 (FIG. 3). May be erroneously determined to have entered the warning area rotation speed, or may be erroneously determined to have exceeded the drive wheel maximum rotation speed Nmax.
  • the slip rate is changed from the reference slip rate according to the vehicle speed.
  • the slip state determination means 24 determines that the slip state is present when the drive wheel rotation speed N2 observed by the drive wheel rotation speed observation means 23 exceeds the calculated drive wheel maximum rotation speed Nmax. If the slip state determination means 24 determines that the drive wheel rotational speed N2 exceeds the drive wheel maximum rotational speed Nmax, it can be estimated that slip has occurred. At this time, the slip torque release means 26 sets the torque command value input to the torque control means 16 to zero, or sets the current command output from the torque control means 16 to zero.
  • the slip control means 28 further includes a slip warning area determination means 25 and a warning area torque reduction means 27.
  • the slip warning area determination means 25 determines that the drive wheel rotation speed N2 is the maximum drive wheel rotation speed when the slip state determination means 24 determines that the observed drive wheel rotation speed N2 does not exceed the drive wheel maximum rotation speed Nmax. It is determined whether or not the warning area rotation speed Nc set lower than the number Nmax has been exceeded. In other words, by comparing with the warning area rotation speed Nc, it is determined how close the drive wheel rotation speed N2 is to the drive wheel maximum rotation speed Nmax.
  • the warning area torque reduction means 27 decreases the torque command value for the motor 3. Alternatively, the current command output from the torque control means 16 is reduced.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the control operation of the slip control device. This will be described with reference to FIG. For example, this process starts under the condition of turning on the vehicle power (START), and the control repetition cycle changing means 30 of the slip control device 20 is in a low speed region in which the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means 29 is determined. It is determined whether or not (step S1). When it is determined that the speed is in the low speed region (step S1: Yes), the control repetition period changing unit 30 lengthens the control repetition period of the slip control unit 28 (step S2). Next, the driven wheel rotation speed observation means 21 always monitors or observes the driven wheel rotation speed N1 obtained from the rotation detection means 15 (at each control repetition period) via the VCU 1 (step S3).
  • the maximum rotational speed calculating means 22 uses the equation (2) to calculate the current maximum rotational speed of the drive wheels.
  • the number Nmax is calculated (step S4).
  • the drive wheel speed N2 is observed and obtained by the drive wheel speed observation means 23 (step S5).
  • the process proceeds to step S10.
  • the drive wheel rotation speed N2 may be obtained during or before the calculation of the drive wheel maximum rotation speed Nmax in step S4, not the position of step S5.
  • step S1 If it is determined in step S1 that the vehicle speed is not in the low speed range (step S1: No), the control repetition cycle of the slip control means 28 is fixed to the initially set 10 ms (step S6).
  • the driven wheel rotational speed observation means 21 observes the driven wheel rotational speed N1 (step S7).
  • the maximum rotation speed calculation means 22 calculates the current drive wheel maximum rotation speed Nmax using the equation (2) (
  • step S8 the drive wheel rotational speed N2 is obtained by observing the drive wheel rotational speed N2 (step S9). Thereafter, the process proceeds to step S10.
  • the drive wheel rotation speed N2 may be obtained during or before the calculation of the drive wheel maximum rotation speed Nmax in step S8, instead of the position in step S9.
  • step S10 the slip state determination means 24 determines whether or not the observed drive wheel rotation speed N2 exceeds the drive wheel maximum rotation speed Nmax.
  • step S10: Yes the slip torque release means 26 sets the torque command value input to the torque control means 16 to zero.
  • the current command output from the torque control means 16 is set to zero (step S11).
  • the torque command value is held at zero in a slipping state. Thereafter, the routine returns (RETURN) to return to the start (START), and the routine of FIG. 6 is repeated again from the first step S1.
  • step S10 when it is determined that the observed driving wheel rotational speed N2 does not exceed the driving wheel maximum rotational speed Nmax (step S10: No), the slip warning area determination means 25 determines that the driving wheel rotational speed N2 is the warning area. It is determined whether it has entered (step S12). If it is determined that the drive wheel speed N2 is not in the warning area (step S12: No), it is a safe state without slipping, and without returning to the torque change process (step S13), the process returns and starts. Returning to FIG. 6, the routine of FIG. 6 is repeated again from the first step S1.
  • the warning area torque reduction means 27 decreases the torque command value input to the torque control means 16. Or the current command output from the torque control means 16 is reduced (step S14). More specifically, the difference between the drive wheel rotation speed N2 and the drive wheel maximum rotation speed Nmax is calculated, and sequential deceleration is performed to decrease the torque command value as the difference decreases.
  • Curve A sets the torque output ratio to zero when the difference becomes zero, and increases the ratio of torque to be output as the difference increases, but the increase decreases, and when the difference goes out of the alert basin, the torque output ratio Is a curve with 100%.
  • the curve A is a curve having a continuous shape (a shape that can be differentiated at an arbitrary point) from a point where the difference is zero and the torque is zero to a point where the torque is 100%.
  • step S14 the process returns to start, and the routine of FIG. 6 is repeated again from the first step S1.
  • the slip control means 28 when the vehicle is in a slip state, the slip control means 28 performs a series of slip control for reducing a torque command to the motor 3 at a variable control repetition cycle.
  • the control repetition cycle changing means 30 lengthens the control repetition cycle of the slip control means 28 when the detected vehicle speed is in a defined low speed region (for example, 10 km / h or less). To do.
  • a defined low speed region for example, 10 km / h or less.
  • the slip ratio changing means 31 changes the slip ratio ⁇ from the reference slip ratio ⁇ 0 in accordance with the vehicle speed as described above. It is possible to prevent the vehicle from entering the region or exceeding the maximum rotational speed of the drive wheel.
  • the warning area torque reduction means 27 decreases the torque command value for the motor 3. Alternatively, the current command output from the torque control means 16 by the warning area torque reduction means 27 is reduced. Thus, even if no slip has occurred, when entering a warning area where slip is likely to occur, the torque of the motor 3 is reduced to some extent in advance so that when the torque is reduced to zero due to the occurrence of slip The shock and vibration of the vehicle body can be reduced, and it can be alleviated that the vehicle occupant feels uncomfortable.
  • each drive wheel 7 is individually driven by a motor, and the effect of the slip control is more effectively exhibited when the influence of slip is large.
  • the reaction speed Ts itself corresponding to the vehicle speed in the sensor 15b is specified as the control repetition period T of the slip control means 28, but is not limited to this example.
  • the control repetition period T may be lengthened uniformly.
  • the control repetition period T may be lengthened by multiplying the magnification set for each divided area.
  • the vehicle speed detecting means 29 is provided independently, it is not limited to this example.
  • the vehicle speed may be obtained by differentiating the rotation angle detected by the rotation detection means 15 of the driven wheel 6.

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Abstract

　車速にかかわらず車輪の回転数を正しく検出することで、スリップ制御を精度良く行うことができる電気自動車のスリップ制御装置を提供する。電気自動車のスリップ制御装置において、各回転数観測手段２３，２１で観測される駆動輪回転数および従動輪回転数から、スリップ状態であるか否かを判定し、スリップ状態である場合にモータ３へのトルク指令を低下させる一連のスリップ制御を制御繰り返し周期で行うスリップ制御手段２８を設ける。車速を検出する車速検出手段２９と、車速検出手段２９で検出された車速が定められた低速領域であるとき、スリップ制御手段の前記制御繰り返し周期を長くする制御繰り返し周期変更手段３０を設ける。

Description

電気自動車のスリップ制御装置 関連出願
　本出願は、２０１３年９月１８日出願の特願２０１３－１９２６０２の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
　この発明は、電気自動車のスリップ制御装置に関し、車速が低速領域のときにも、精度良くスリップ制御を行うことができる技術に関する。
　スリップ制御を行う電気自動車として、次の従来技術１が提案されている（特許文献１）。従動輪と駆動輪の回転数Ｎ１，Ｎ２から、スリップ率推定手段によりスリップ率λを求める。外乱オブザーバによって、車両に作用する車体重量等の、その他の外力による発生トルク推定値Ｔｅを求める。作用トルク推定手段により、発生トルク推定値ＴｅやモータトルクＴｍから駆動輪に作用する全体の作用トルクＴを求め、そのトルクとスリップ率λから、摩擦係数推定手段により路面・タイヤ間の摩擦係数μを推定する。この摩擦係数μと上下方向の荷重ＦＺから、許容最大トルクＴｍａｘを求めて、これを超えないようにトルク制限を行う。
　他の従来技術２では、従動輪回転数Ｎ１と理想のスリップ率（λ＝０．１５）から駆動輪の最大回転数を計算する。実際に、後輪の回転数が上記計算した最大回転数を超えないように、トルクを制御する。さらに、乗り心地を良くするために、駆動輪の回転数が最大回転数に到達する前に、この最大回転数よりも低く設定された警戒領域回転数を設ける。駆動輪の回転数が警戒領域回転数に入ってしまうと、逐次（徐々に）トルクを減らすことにより、最大回転数に到達するときのトルク変動を小さくし、車体のショックを低減させる（特願２０１３－１１６７２６）。
特開２０１２－１８６９２８号公報
　従来技術１，２では、従動輪および駆動輪の回転数とスリップ率との関係を用いることが必須条件であるが、現実に、例えば車速１０Ｋｍ／ｈ以下の低速領域では、従動輪の回転数を正しく計測できないことが多い。これは、車輪速度センサーは、電磁ピックアップ式であるので、車両が極低速の場合などにセンサーローターの歯数により反応速度が遅くて、制御器の制御繰り返し周期に間に合わないことによる。モータを制御する制御器では、現在では１０ｍｓ程度の制御繰り返し周期が一般的である。
　例えば、半径０．３ｍのタイヤについて、センサーローター一周あたり６６歯がある場合、車速５Ｋｍ／ｈのときに、車輪速度センサーの反応速度として１歯あたり２０ｍｓかかる。この場合、電気自動車のモータ制御に使われていた制御器の制御繰り返し周期１０ｍｓに間に合わなくて、制御器の誤動作に繋がる。センサーローターの歯数を増やせば増やす程反応速度が速くなるが、加工する限界がある。したがって、前記低速領域では、車輪の回転数を正しく検出することができない場合がある。
　この発明の目的は、車速にかかわらず車輪の回転数を正しく検出することで、スリップ制御を精度良く行うことができる電気自動車のスリップ制御装置を提供することである。
　以下、本発明について、理解を容易にするために、便宜上実施形態の符号を参照して説明する。
　この発明の電気自動車のスリップ制御装置は、駆動輪７を回転駆動する電動のモータ３を備えた車両である電気自動車のスリップ制御を行う電気自動車のスリップ制御装置２０であって、
　前記駆動輪７および従動輪６の回転数を観測する駆動輪回転数観測手段２３および従動輪回転数観測手段２１と、
　前記各回転数観測手段２３，２１で観測される駆動輪回転数および従動輪回転数から、スリップ状態であるか否かを判定し、スリップ状態である場合に前記モータ３へのトルク指令を低下させる一連のスリップ制御を制御繰り返し周期で行うスリップ制御手段２８と、
　車速を検出する車速検出手段２９と、
　この車速検出手段２９で検出された車速が定められた低速領域であるとき、前記スリップ制御手段２８の前記制御繰り返し周期を長くする制御繰り返し周期変更手段３０と、
を設けている。
　この明細書における「回転数」は、単位時間当たりの回転数であり、回転速度と同義である。同明細書において、「トルク指令を低下させる」とは、トルク指令を零にすることも含む。
　この構成によると、スリップ制御手段２８は、駆動輪回転数観測手段２３および従動輪回転数観測手段２１で観測される駆動輪回転数および従動輪回転数から、スリップ状態であるか否かを判定する。この判定によりスリップ状態である場合、スリップ制御手段２８は、モータ３へのトルク指令を低下させる一連のスリップ制御を可変の制御繰り返し周期で行う。このスリップ制御を行っているとき、制御繰り返し周期変更手段３０は、検出された車速が定められた低速領域（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）であるとき、スリップ制御手段２８の前記制御繰り返し周期を長くする。
　このようにスリップ制御手段２８の制御繰り返し周期を可変としたうえで、低速領域において前記制御繰り返し周期を長くすることで、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期に、前記センサーの反応速度を間に合わせることが可能となる。これにより、スリップ制御手段２８の誤動作を未然に防止し、従動輪回転数を正確に検出してスリップ制御を精度良く行うことが可能となる。このように、本発明により、車速にかかわらず車輪の回転数を正しく検出することで、スリップ制御を精度良く行うことができる。
　前記電気自動車が、前記従動輪６の回転数を検出する回転検出手段１５を有し、この回転検出手段１５は、回転中心回りに一定ピッチで並ぶ複数の被検出部１５ａａを有し前記従動輪６と一体に回転するローター１５ａと、このローター１５ａの前記被検出部１５ａａに対向して配置されて前記被検出部１５ａａを検出するセンサー１５ｂとを有し、
　前記制御繰り返し周期変更手段３０は、前記定められた低速領域であるとき、次式に従って、車速に応じて前記制御繰り返し周期Ｔを定めるようにしても良い。
　Ｔ＝１０００×２πＲ／ＶＮ
　但し、Ｒはタイヤ半径（ｍ）、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ｎは前記ローター１５ａの被検出部数である。
　前記被検出部を検出するセンサー１５ｂの反応速度Ｔｓは、前記式により計算される。前記式によると、車速が、例えば、１０ｋｍ／ｈ以下の低速領域にある場合に、車速が低くなる程、前記被検出部１５ａａを検出するセンサー１５ｂの反応速度Ｔｓは遅くなる。このような場合に、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔを、例えば、定められた倍率で単に長くしても、車速によっては、センサー１５ｂの反応速度Ｔｓがスリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔに間に合わないおそれがある。
　そこで、センサー１５ｂにおける車速に応じた反応速度Ｔｓそのものを、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔとして指定することで、センサー１５ｂの反応速度に、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔを低速領域中のいかなる車速においても確実に一致させることができる。
　前記スリップ制御手段２８は、
　前記車速検出手段２９で検出される車速が定められた低速領域のとき、スリップ率λを変更させるスリップ率変更手段３１と、
　このスリップ率変更手段３１により変更させたスリップ率λと、前記従動輪回転数観測手段で観測した従動輪の現在の回転数Ｎ１とから、現在の駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを、次式
　（Ｎｍａｘ－Ｎ１）／Ｎ１＝λに従って計算する最大回転数計算手段２２と、
　前記駆動輪回転数観測手段２３で観測した駆動輪回転数が、計算された前記駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを超えたときスリップ状態と判定するスリップ状態判定手段２４と、
を有するものとしても良い。
　車速が定められた低速領域のとき、基準となるスリップ率λ０のスリップ率λ（例えばλ＝λ０＝０．１５）で計算した駆動輪最大回転数が小さいため、前記センサーの誤差により駆動輪回転数が誤って警戒領域に入ったり、駆動輪最大回転数を超えたりすることがある。それを防ぐために、低速領域では、スリップ率変更手段３１は、スリップ率λを車速に応じて変更する。最大回転数計算手段２２は、前記変更したスリップ率λで駆動輪最大回転数を計算する。
　その後、スリップ状態判定手段２４は、観測した駆動輪回転数が、計算された前記駆動輪最大回転数を超えたときスリップ状態と判定する。このスリップ状態との判定により、モータ３へのトルク指令を低下させる。なお車速が、例えば中・高速領域に移行した場合には、基準となるスリップ率λ０で駆動輪最大回転数を計算する。その後、前記と同様にスリップ状態判定手段２４によるスリップ状態の判定を行う。
　前記スリップ制御手段２８は、
　前記スリップ状態判定手段２４により駆動輪回転数が前記駆動輪最大回転数を超えていないと判定された場合に、駆動輪回転数が前記駆動輪最大回転数よりも低く設定された警戒領域回転数を超えたか否かを判定するスリップ警戒領域判定手段２５と、
　このスリップ警戒領域判定手段２５により駆動輪回転数が警戒領域回転数を超えたと判定されると、前記モータ３に対するトルクの指令値を低下させる警戒領域時トルク低下手段２７とを有するものとしても良い。
　このように、スリップが発生していなくても、スリップが発生しそうな警戒領域に入ると、事前にモータ３のトルクをある程度低下させておくことで、スリップの発生によりトルクを零にしたときの車体のショック、振動が低減され、車両の乗員に違和感を生じさせることが緩和できる。
　前記モータ３は、インホイールモータ装置１１を構成するモータであっても良い。インホイールモータ装置１１の場合、各駆動輪７，７が個別にモータ駆動されて、スリップの影響が大きく、この発明によるスリップ制御による効果が、より効果的に発揮される。
　請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
　本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明から、より明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の符号は、同一または相当する部分を示す。
この発明の実施形態に係る電気自動車のスリップ制御装置を備えた電気自動車駆動装置の概念構成のブロック図である。 同電気自動車駆動装置の具体例を示すブロック図である。 同電気自動車駆動装置におけるスリップ制御装置等の概念構成を示すブロック図である。 同電気自動車の回転検出手段を概略示す図である。 各種路面のスリップ率と駆動力の関係を示すグラフである。 同スリップ制御装置の制御動作を示す流れ図である。 同スリップ制御装置における差分とトルク出力割合との関係を示すグラフである。
　この発明の実施形態を図１ないし図７と共に説明する。図１は、この実施形態に係るスリップ制御装置を備えた電気自動車駆動装置を示す。この電気自動車駆動装置は、ＶＣＵ（車両制御ユニット）１と、インバータ装置２とを備える。ＶＣＵ１は、車両の全体の統合制御，協調制御をするコンピュータ式の電気制御ユニットであり、「ＥＣＵ」とも呼ばれる。インバータ装置２は、直流電流を交流電流に変換する装置であり、本実施形態ではＶＣＵ１から送られた駆動指令に応じ、走行駆動用の各モータ３に３相交流の駆動電流を与える制御器としての機能を備える。
　ＶＣＵ１とインバータ装置２とは、ＣＡＮ（コントロールエリアネットワーク）通信等によって相互に信号伝達可能に接続されている。モータ３は、この例では３相交流で駆動される同期モータまたは誘導モータからなる。アクセル操作センサー４ａから出力されたアクセル操作量を示すトルク指令は、ＶＣＵ１に入力され、このＶＣＵ１から各モータ３，３に対するインバータ装置２，２に分配して与えられる。また従動輪の回転数を検出する回転検出手段１５がＶＣＵ１に電気的に接続されている。回転検出手段１５で検出される従動輪の回転数は、ＶＣＵ１を介してインバータ装置２においてスリップ制御の演算に用いられる。なお回転検出手段１５は、インバータ装置２に接続されていても良い。
　図２は、電気自動車駆動装置の具体例を示す。この電気自動車は、車両５の車体に、前輪となる従動輪６，６、および後輪となる駆動輪７，７を備えた４輪の車両である。この例では、モータ３は、車輪用軸受９および減速機１０と共に、インホイールモータ駆動装置１１を構成する。減速機１０は、モータ３の回転出力を減速して車輪用軸受９の回転輪（図示せず）に伝達する。なお、減速機１０を用いずにモータ３の回転出力をダイレクトに車輪用軸受９に伝達するダイレクトモータタイプのインホイールモータ駆動装置であってもよい。
　ＶＣＵ１には、アクセル４のアクセル操作センサー４ａ、ブレーキ１２のブレーキ操作センサー１２ａ、およびハンドル１３の操舵センサー１３ａから、アクセル操作量、ブレーキ操作量、およびハンドル操作量の信号が各々入力される。ＶＣＵ１は、アクセル操作センサー４ａのアクセル操作量の信号に伴い、前記ブレーキ操作量およびハンドル操作量の信号を加味して左右の各モータ３，３に分配すべきトルク指令値を生成し、各インバータ装置２，２に与える。
　各インバータ装置２，２は、バッテリ８の直流電流を交流電流のモータ駆動電流に変換すると共に、前記トルク指令に従って前記の各モータ駆動電流を制御する。各インバータ装置２，２に、この実施形態に係る電気自動車のスリップ制御装置２０，２０（図３）における主たるスリップ制御手段２８が設けられている。なお、スリップ制御装置２０（図３）を構成する手段の一部が、ＶＣＵ１に設けられていても良い。
　図３は、スリップ制御装置２０等の概念構成を示すブロック図である。インバータ装置２は、図示外のバッテリの直流電流を３相の交流電流に変換するインバータ１７と、ＶＣＵ１から与えられたトルク指令を電流指令に変換してインバータ１７の電流出力を制御するトルク制御手段１６とを有する。トルク制御手段１６は、モータ３のロータ（図示せず）の回転角度に応じた効率化を測るベクトル制御等の制御手段を有し、その制御のために、モータ３に設けられた回転角センサ３ａの回転角度の検出値が入力される。
　回転角センサ３ａの回転角検出値を微分しかつ減速機１０（図２）の減速率を掛け合わせて駆動輪７の回転数を計算する回転数換算手段１４ａ（図３）が設けられる。この回転数換算手段１４ａと回転角センサ３ａとで、駆動輪７の回転数を検出する回転検出手段１４が構成される。なお、回転角センサ３ａとは別に、駆動輪７の回転数を検出する回転検出手段１４´を、例えば車輪用軸受１０（図２）に設けても良い。従動輪６に対しては、この従動輪６の回転数を検出する回転検出手段１５が、例えば、車輪用軸受等に設けられている。
　図４に示すように、回転検出手段１５は、ローター１５ａと、センサー１５ｂとを有するラジアル式の回転検出手段である。ローター１５ａは、回転中心Ｌ１回りに一定ピッチで並ぶ複数の被検出部１５ａａを有し、例えば、車輪用軸受の回転輪（図示せず）に設けられて従動輪６（図３）と一体に回転する。センサー１５ｂは、例えば、電磁ピックアップ式の磁気センサーであり、ローター１５ａの被検出部１５ａａに径方向のギャップを介して対向して配置されて被検出部１５ａａを検出する。この例では、複数の被検出部１５ａａとして、ローター１５ａの外周部に形成される歯車型のパルスコーダの歯が適用されるが、この例に限定されるものではない。例えば、前記歯車型のパルスコーダの歯や凹凸部に代えて、磁極からなる被検出部を有する磁気エンコーダを適用しても良い。被検出部１５ａａに対し、センサー１５ｂの検出部がアキシアル方向のギャップを介して対向するアキシアル式の回転検出手段１５を適用しても良い。また、従動輪６の回転検出手段１５について説明したが、駆動輪４の回転検出手段１４´が設けられる場合には、当該回転検出手段１４´も上記回転検出手段１５と同じものである。
　図３に示すように、トルク制御手段１６は、マイクロコンピュータやその他の電子回路で構成される弱電回路部分に設けられている。この弱電回路部分に、スリップ制御装置２０のスリップ制御手段２８が設けられている。スリップ制御装置２０による制御は、各トルク制御手段１６を介して左右の駆動輪７，７につき個別に行う。スリップ制御装置２０は、後述する図６の流れ図で示す制御を行う装置である。
　インバータ装置２は、設定された制御繰り返し周期でモータ駆動のための各種制御を行う。インバータ装置２における制御繰り返し周期で行う制御の一つが、スリップ制御である。このスリップ制御では、後述する図６の流れ図のスタート（ＳＴＡＲＴ）からリターン（ＲＥＴＵＲＮ）までに要する１周期の処理を繰り返し行う。具体的には、制御繰り返し周期毎に、トルク指令値を低下させるか不変とするかの制御を行っている。この実施形態に係るインバータ装置２では、制御繰り返し周期を固定ではなく可変としている。
　スリップ制御装置２０は、従動輪回転数観測手段２１と、駆動輪回転数観測手段２３と、スリップ制御手段２８と、車速検出手段２９と、制御繰り返し周期変更手段３０とを有する。従動輪回転数観測手段２１は、回転検出手段１５から得られる従動輪６の回転数である従動輪回転数を、ＶＣＵ１を介して、常に、すなわち、前記制御繰り返し周期毎に観測する。この観測する従動輪６の回転数は、例えば、左右両側の従動輪６，６の回転数検出値の平均値としても良く、また、スリップ制御を行う駆動輪７と左右の同じ側にある従動輪６の回転数としても良い。
　駆動輪回転数観測手段２３は、回転検出手段１４または１４´から得られた駆動輪７の回転数である駆動輪回転数を観測する。スリップ制御手段２８は、モータ３へのトルク指令を低下させる一連のスリップ制御を行う。スリップ制御手段２８は、観測される駆動輪回転数および従動輪回転数から、スリップ状態であるか否かを判定し、スリップ状態である場合に前記一連のスリップ制御を可変の制御繰り返し周期で行う。制御繰り返し周期変更手段３０は、車速検出手段２９で検出された車速が定められた低速領域（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）であるとき、スリップ制御手段２８の前記制御繰り返し周期を長くする。
　低速領域のスリップ制御手段２８の制御繰り返し周期について
　回転検出手段１５の前記回転速度センサーの反応速度Ｔｓ（ｍｓ）は、次式（１）により計算される。
　Ｔｓ＝１０００×２πＲ／ＶＮ …（１）
　但し、Ｒはタイヤ半径（ｍ）、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ｎは前記ローターの歯（前記被検出部）の数である。
　式（１）によると、車速Ｖが低くなる程、回転速度センサーの反応速度Ｔｓが遅くなる。特に、車速Ｖが１０ｋｍ／ｈ以下の低速領域において、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期を１０ｍｓで固定のままにしておくと、このスリップ制御手段２８の制御繰り返し周期に回転速度センサーの反応速度Ｔｓが間に合わない。
　そこで、車速が定められた低速領域（１０ｋｍ／ｈ以下）のとき、制御繰り返し周期変更手段３０が、スリップ制御手段２８の前記制御繰り返し周期を長くする。具体的には、スリップ制御を可変の制御繰り返し周期とし、式（１）で計算された回転速度センサーの反応速度Ｔｓ（ｍｓ）を、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔとして指定する。これにより、低速領域において、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔに、回転速度センサーの反応速度Ｔｓが間に合うようになる。回転速度センサーにおける車速に応じた反応速度Ｔｓそのものを、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔとして指定することで、確実に、センサーの反応速度にスリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔを、低速領域中のいかなる車速においても略一致させることができる。なお車速が中・高速領域では、回転速度センサーの反応速度Ｔｓは１０ｍｓ以下に短くなるため、スリップ制御手段２８に初期設定された制御繰り返し周期１０ｍｓに回転速度センサーの反応速度Ｔｓが間に合うようになる。
　スリップ制御手段２８は、スリップ率変更手段３１と、最大回転数計算手段２２と、スリップ状態判定手段２４と、スリップ時トルク解除手段２６とを有する。スリップ率変更手段３１は、基準となるスリップ率λ０（例えばλ０＝０．１５）から、スリップ率λを車速に応じて変更する。スリップ率変更手段３１は、例えば、車速が０ｋｍ／ｈを越え５ｋｍ／ｈ以下のときスリップ率λを０．３とし、車速が５ｋｍ／ｈを越え１０ｋｍ／ｈ以下のときスリップ率λを０．２とする。なお車速が１０ｋｍ／ｈを越える中・高速領域のとき、スリップ率λを基準となるスリップ率λ０（例えばλ＝λ０＝０．１５）のままとする。
　最大回転数計算手段２２は、前述の車速に応じたスリップ率で駆動輪最大回転数を計算する。駆動輪最大回転数Ｎｍａｘは、次式（２）の関係式から計算することができる。なお式（２）は、車両の減速時ではなく加速時の場合の計算式である。
　（Ｎｍａｘ－Ｎ１）／Ｎｍａｘ＝λ …（２）
　Ｎ１は従動輪６の回転数である。
　前記中・高速領域では、駆動輪７のスリップ率λが０．１５を越えてしまうと、タイヤと地面とのグリップ力が減って、車両が不安定な状態に陥る。そういう状況を回避するために、スリップ率λで計算した駆動輪最大回転数を越えないようにモータ３のトルク指令を制御する。
　駆動輪７のタイヤの路面に対するスリップ率λは、図５に例を示すように、乾燥している路面、濡れている路面、および凍結している路面のいずれであっても、λ＝０．１５のところに最小となる値、すなわちグリップ率が最大となる値が存在する。したがって、この０．１５の付近に理想のスリップ率λ０を適宜設定すると、上記の式（２）に従って、従動輪回転数Ｎ１から駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを定めることができる。
　ただし前記低速領域では、スリップ率で計算した駆動輪最大回転数が小さいため、回転検出手段１５（図３）の誤差により、駆動輪回転数Ｎ２が、駆動輪最大回転数Ｎｍａｘよりも低く設定された警戒領域回転数に入ったと誤判定されたり、駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを越えたと誤判定されることがある。そのような誤判定を防ぐために、低速領域では、前述のように、スリップ率を基準となるスリップ率から車速に応じて変更する。
　図３に示すように、スリップ状態判定手段２４は、駆動輪回転数観測手段２３で観測した駆動輪回転数Ｎ２が、計算された駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを越えたときスリップ状態と判定する。スリップ状態判定手段２４により、駆動輪回転数Ｎ２が駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを越えていると判定された場合、スリップが生じていると推定できる。このとき、スリップ時トルク解除手段２６は、トルク制御手段１６に入力するトルク指令値を零とするか、またはトルク制御手段１６から出力する電流指令を零とする。
　スリップ制御手段２８は、さらにスリップ警戒領域判定手段２５と、警戒領域時トルク低下手段２７とを有する。スリップ警戒領域判定手段２５は、観測した駆動輪回転数Ｎ２が駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを越えていないとスリップ状態判定手段２４により判定された場合に、駆動輪回転数Ｎ２が、駆動輪最大回転数Ｎｍａｘよりも低く設定された警戒領域回転数Ｎｃを越えたか否かを判定する。換言すれば、警戒領域回転数Ｎｃと比較することで、駆動輪回転数Ｎ２が駆動輪最大回転数Ｎｍａｘに対して、どの程度近づいたかを判定する。
　警戒領域回転数Ｎｃは、例えば、駆動輪最大回転数Ｎｍａｘに対して、従動輪回転数Ｎ１の１０％低い回転数とする。すなわち、警戒領域回転数Ｎｃ＝駆動輪最大回転数Ｎｍａｘ－(従動輪回転数Ｎ１＊１０％)とする。このスリップ警戒領域判定手段２５により駆動輪回転数Ｎ２が警戒領域回転数Ｎｃを越えたと判定されると、警戒領域時トルク低下手段２７は、モータ３に対するトルクの指令値を低下させる。または、トルク制御手段１６から出力する電流指令を低下させる。
　図６は、このスリップ制御装置の制御動作を示す流れ図である。図３も参照しつつ説明する。例えば、車両の電源を投入する条件で本処理が開始し（ＳＴＡＲＴ）、スリップ制御装置２０の制御繰り返し周期変更手段３０は、車速検出手段２９で検出された車速が定められた低速領域であるか否かを判定する（ステップＳ１）。低速領域であるとの判定で（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御繰り返し周期変更手段３０がスリップ制御手段２８の制御繰り返し周期を長くする（ステップＳ２）。次に、従動輪回転数観測手段２１は、回転検出手段１５から得られる従動輪回転数Ｎ１を、ＶＣＵ１を介して、常に（前記制御繰り返し周期毎に）監視すなわち観測する（ステップＳ３）。
　得られた従動輪６の現在の回転数Ｎ１と、スリップ率変更手段３１により変更されたスリップ率λとから、最大回転数計算手段２２により、（２）式を用いて現在の駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを計算する（ステップＳ４）。この駆動輪最大回転数Ｎｍａｘの計算の後、駆動輪回転数観測手段２３により駆動輪回転数Ｎ２を観測して得る（ステップＳ５）。次にステップＳ１０に移行する。なお、駆動輪回転数Ｎ２は、ステップＳ５の位置ではなく、ステップＳ４での駆動輪最大回転数Ｎｍａｘの計算中または計算前に得られても良い。
　ステップＳ１にて車速が低速領域ではないとの判定で（ステップＳ１：Ｎｏ）、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期を、初期設定された１０ｍｓに固定する（ステップＳ６）。次に、従動輪回転数観測手段２１により従動輪回転数Ｎ１を観測する（ステップＳ７）。得られた従動輪６の現在の回転数Ｎ１と、基準となるスリップ率λ０とから、最大回転数計算手段２２により、（２）式を用いて現在の駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを計算し（ステップＳ８）、駆動輪回転数観測手段２３により駆動輪回転数Ｎ２を観測して得る（ステップＳ９）。その後ステップＳ１０に移行する。なお、駆動輪回転数Ｎ２は、ステップＳ９の位置ではなく、ステップＳ８での駆動輪最大回転数Ｎｍａｘの計算中または計算前に得られても良い。
　ステップＳ１０では、スリップ状態判定手段２４により、観測した駆動輪回転数Ｎ２が駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを超えたか否かを判定する。観測した駆動輪回転数Ｎ２が駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを越えたとの判定で（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、スリップ時トルク解除手段２６は、トルク制御手段１６に入力するトルク指令値を零とするか、またはトルク制御手段１６から出力する電流指令を零とする（ステップＳ１１）。スリップした状態でトルク指令値を零に保持する。その後リターン（ＲＥＴＵＲＮ）してスタート（ＳＴＡＲＴ）に戻り、最初のステップＳ１から再度、図６のルーチンを繰り返す。
　ステップＳ１０にて、観測した駆動輪回転数Ｎ２が駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを超えていないとの判定で（ステップＳ１０：Ｎｏ）、スリップ警戒領域判定手段２５は、駆動輪回転数Ｎ２が警戒領域に入ったか否かを判定する（ステップＳ１２）。駆動輪回転数Ｎ２が警戒領域に入っていないと判定された場合は（ステップＳ１２：Ｎｏ）、スリップのない安全状態であり、トルク変更の処理を行うことなく（ステップＳ１３）、リターンしてスタートに戻り、最初のステップＳ１から再度、図６のルーチンを繰り返す。
　スリップ警戒領域判定手段２５により駆動輪回転数Ｎ２が警戒領域に入ったと判定されると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、警戒領域時トルク低下手段２７が、トルク制御手段１６に入力するトルク指令値を低下させるか、またはトルク制御手段１６から出力する電流指令を低下させる（ステップＳ１４）。より具体的には、駆動輪回転数Ｎ２と駆動輪最大回転数Ｎｍａｘの差分を計算し、差分が小さくなるに従って前記トルクの指令値を多く減らす逐次減速を行う。
　例えば、図７に示すように、前記差分（横軸）と、アクセルから入力されるトルク指令に対して出力させるトルクの割合（縦軸）との関係を定めた非線形な曲線Ａに従って、前記差分が小さくなる程（同図横軸左向き）、前記トルクを大きく減らす。駆動輪の回転数が最大回転数に近づく程不安定な状態が高まるため、早く安定状態に戻るように、トルクを大きく減らす。そうすると、たとえ駆動輪回転数が最大回転数を突破して、トルクを強制的に零としても、事前に警戒領域でトルクを減らしておいたため、急激なトルク変動がなく、車体の振動が少なくなる。
　曲線Ａは、差分が零になるとトルクの出力割合を零とし、差分が大きくなるに従って出力させるトルクの割合が増えるが、増え方は小さくなり、差分が前記警戒流域を脱すると、トルクの出力割合が１００％となる曲線とする。また、この曲線Ａは、差分が零、トルクが零となる点から、トルクを１００％とする点まで、連続した形状（任意点で微分可能な形状）の曲線とされている。
　図６に示すように、ステップＳ１４の後、リターンしてスタートに戻り、最初のステップＳ１から再度、図６のルーチンを繰り返す。
　以上説明したスリップ制御装置２０によると、車両がスリップ状態である場合、スリップ制御手段２８は、モータ３へのトルク指令を低下させる一連のスリップ制御を可変の制御繰り返し周期で行う。このスリップ制御を行っているとき、制御繰り返し周期変更手段３０は、検出された車速が定められた低速領域（例えば、１０ｋｍ／ｈ以下）であるとき、スリップ制御手段２８の前記制御繰り返し周期を長くする。このようにスリップ制御手段２８の制御繰り返し周期を可変としたうえで、低速領域において前記制御繰り返し周期を長くすることで、例えば、従動輪回転数を検出するためのセンサーの反応速度と前記制御繰り返し周期とを略一致させ、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期に、センサーの反応速度が間に合うようにできる。これにより、スリップ制御手段２８の誤動作を未然に防止し、従動輪回転数を正確に検出してスリップ制御を精度良く行うことが可能となる。
　また低速領域では、スリップ率変更手段３１が、基準となるスリップ率λ０からスリップ率λを車速に応じて前記のように変更するため、回転検出手段１５の誤差により駆動輪回転数が誤って警戒領域に入ったり、駆動輪最大回転数を超えたりすることを未然に防止することができる。
　スリップ警戒領域判定手段２５により駆動輪回転数が警戒領域回転数を超えたと判定されると、警戒領域時トルク低下手段２７がモータ３に対するトルクの指令値を低下させる。または、警戒領域時トルク低下手段２７がトルク制御手段１６から出力する電流指令を低下させる。このように、スリップが発生していなくても、スリップが発生しそうな警戒領域に入ると、事前にモータ３のトルクをある程度低下させておくことで、スリップの発生によりトルクを零にしたときの車体のショック、振動が低減され、車両の乗員に違和感を生じさせることが緩和できる。
　この実施形態のようなインホイールモータ装置１１の場合、各駆動輪７が個別にモータ駆動されて、スリップの影響が大きいところ、上記スリップ制御による効果が、より効果的に発揮される。
　実施形態では、センサー１５ｂにおける車速に応じた反応速度Ｔｓそのものを、スリップ制御手段２８の制御繰り返し周期Ｔとして指定しているが、この例に限定されるものではない。例えば、車速が、例えば１０ｋｍ／ｈ以下の低速領域にある場合に、制御繰り返し周期Ｔを一律に長くしてもよく、またこの低速領域を複数に分割して、初期の制御繰り返し周期Ｔに対して、分割した領域毎に設定した倍率を乗じて制御繰り返し周期Ｔを長くしても良い。また、車速検出手段２９が独立して設けられているが、この例に限定されるものではない。例えば、従動輪６の回転検出手段１５で検出される回転角を微分して車速を求めても良い。
　以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、当業者であれば、本件明細書を見て、自明な範囲内で種々の変更および修正を容易に想定するであろう。したがって、そのような変更および修正は、請求の範囲から定まる発明の範囲内のものと解釈される。
３…モータ
６…従動輪
７…駆動輪
１１…インホイールモータ装置
２０…スリップ制御装置（スリップ制御手段）
２１…従動輪回転数観測手段
２２…最大回転数計算手段
２３…駆動輪回転数観測手段
２４…スリップ状態判定手段
２５…スリップ警戒領域判定手段
２７…警戒領域時トルク低下手段
２８…スリップ制御手段
２９…車速検出手段
３０…制御繰り返し周期変更手段
３１…スリップ率変更手段

Claims (6)

  1. 　駆動輪を回転駆動する電動のモータを備えた車両である電気自動車のスリップ制御を行う電気自動車のスリップ制御装置であって、
    　前記駆動輪および従動輪の回転数を観測する駆動輪回転数観測手段および従動輪回転数観測手段と、
    　前記各回転数観測手段で観測される駆動輪回転数および従動輪回転数から、スリップ状態であるか否かを判定し、スリップ状態である場合に前記モータへのトルク指令を低下させる一連のスリップ制御を制御繰り返し周期で行うスリップ制御手段と、
    　車速を検出する車速検出手段と、
    　この車速検出手段で検出された車速が定められた低速領域であるとき、前記スリップ制御手段の前記制御繰り返し周期を長くする制御繰り返し周期変更手段と、
    を設けたスリップ制御装置。
  2. 　請求項１記載の電気自動車のスリップ制御装置において、
    　前記電気自動車は、前記従動輪の回転数を検出する回転検出手段を有し、この回転検出手段は、回転中心回りに一定ピッチで並ぶ複数の被検出部を有し前記従動輪と一体に回転するローターと、このローターの前記被検出部に対向して配置されて前記被検出部を検出するセンサーとを有し、
    　前記制御繰り返し周期変更手段は、前記定められた低速領域であるとき、次式に従って、車速に応じて前記制御繰り返し周期Ｔを定める電気自動車のスリップ制御装置。
    　Ｔ＝１０００×２πＲ／ＶＮ
    　但し、Ｒはタイヤ半径（ｍ）、Ｖは車速（ｍ／ｓ）、Ｎは前記ローターの被検出部数である。
  3. 　請求項１または請求項２記載の電気自動車のスリップ制御装置において、
    　前記スリップ制御手段は、
    　前記車速検出手段で検出される車速が定められた低速領域のとき、スリップ率λを変更させるスリップ率変更手段と、
    　このスリップ率変更手段により変更させたスリップ率λと、前記従動輪回転数観測手段で観測した従動輪の現在の回転数Ｎ１とから、現在の駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを、次式
    　（Ｎｍａｘ－Ｎ１）／Ｎ１＝λに従って計算する最大回転数計算手段と、
    　前記駆動輪回転数観測手段で観測した駆動輪回転数が、計算された前記駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを超えたときスリップ状態と判定するスリップ状態判定手段と、
    を有する電気自動車のスリップ制御装置。
  4. 　請求項３記載の電気自動車のスリップ制御装置において、
    　前記最大回転数計算手段は、
    　前記車速が定められた中速領域または高速領域のとき、前記変更させたスリップ率λに代えて、基準となるスリップ率λ０を使用して、前記現在の駆動輪最大回転数Ｎｍａｘを計算する電気自動車のスリップ制御装置。
  5. 　請求項３または請求項４記載の電気自動車のスリップ制御装置において、
    　前記スリップ制御手段は、
    　前記スリップ状態判定手段により駆動輪回転数が前記駆動輪最大回転数を超えていないと判定された場合に、駆動輪回転数が前記駆動輪最大回転数よりも低く設定された警戒領域回転数を超えたか否かを判定するスリップ警戒領域判定手段と、
    　このスリップ警戒領域判定手段により駆動輪回転数が警戒領域回転数を超えたと判定されると、前記モータに対するトルクの指令値を低下させる警戒領域時トルク低下手段と、を有する電気自動車のスリップ制御装置。
  6. 　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気自動車のスリップ制御装置において、前記モータは、インホイールモータ装置を構成するモータである電気自動車のスリップ制御装置。
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