JP7538652B2

JP7538652B2 - 制御装置

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Publication number: JP7538652B2
Application number: JP2020139414A
Authority: JP
Inventors: 智寛大黒
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2024-08-22
Anticipated expiration: 2040-08-20
Also published as: JP2022035234A

Description

本発明は、制御装置に関する。

車両の車体挙動を安定化する目的で、車輪のスリップを抑制するためのスリップ抑制制御に関する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、車輪がスリップした場合に、車両のトルクを要求トルクに対して低下させることによって、スリップを抑制する技術が開示されている。

特開２００７－０４９８２５号公報

駆動源として駆動用モータを備える車両では、車輪のスリップの発生の有無を判定するスリップ判定が駆動用モータの回転数の時間変化量に基づいて行われる場合がある。ここで、車両が段差を乗り越える際には、駆動用モータの回転数の大きな時間変化が発生するので、スリップが発生していると誤って判定されるおそれがある。ゆえに、スリップ判定での誤判定を防ぐために、スリップが発生していると判定されにくくなるように、スリップ判定の判定条件を厳しくすることが考えられる。しかしながら、その結果、スリップが実際に発生している場合であっても、スリップが発生していないと判定され、スリップ抑制制御が実行されなくなってしまう状況が生じ得る。

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、車輪のスリップの発生の有無に応じてスリップ抑制制御を適切に実行することが可能な制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の制御装置は、車両の車輪のスリップの発生の有無を駆動用モータの回転数の時間変化量に基づいて判定するスリップ判定部と、車両が段差の乗り越え中であるか否かを判定する段差乗り越え判定部と、車両が段差の乗り越え中でないと判定される場合に、スリップ判定部による判定結果に応じてスリップ抑制制御を行い、車両が段差の乗り越え中であると判定される場合には、スリップ抑制制御を行わない制御部と、を備え、駆動用モータは、前輪を駆動する動力を出力可能な前輪駆動用モータと、後輪を駆動する動力を出力可能な後輪駆動用モータと、を含み、段差乗り越え判定部は、車両の走行中に、前輪駆動用モータおよび後輪駆動用モータの一方のみで回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する状況を経ずに、前輪駆動用モータおよび後輪駆動用モータの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生した場合、車両が段差の乗り越え中であると判定する。

段差乗り越え判定部は、駆動用モータの回転数の所定変化量以上での時間変化が発生し、かつ、駆動用モータの回転数の時間変化の方向が減速方向である場合、車両が段差の乗り越え中であると判定してもよい。

スリップ判定部は、駆動用モータの回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続時間閾値以上継続した場合、車輪のスリップが発生したと判定してもよい。

段差乗り越え判定部は、車両が段差の乗り越え中であると判定した後、駆動用モータの回転数の時間変化量が時間変化量閾値を下回った場合、車両が段差の乗り越えを終了したと判定してもよい。

本発明によれば、車輪のスリップの発生の有無に応じてスリップ抑制制御を適切に実行することが可能となる。

本発明の実施形態に係る制御装置が搭載される車両の概略構成を示す模式図である。本発明の実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る制御装置が行う全体的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。車輪のスリップが発生しない場合の発進時におけるモータ回転数およびモータ回転数の時間変化量の推移の一例を示す図である。車輪のスリップが発生する場合の発進時におけるモータ回転数およびモータ回転数の時間変化量の推移の一例を示す図である。時間変化量閾値と継続時間閾値との関係の一例を示す模式図である。段差乗り越え時におけるモータ回転数およびモータ回転数の時間変化量の推移の一例を示す図である。本発明の実施形態に係る制御装置が行う処理のうち、段差乗り越え判定の処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る制御装置が行う処理のうち、段差乗り越え判定の処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る制御装置が行う処理のうち、前回の処理サイクルの段差乗り越え判定で車両が段差乗り越え中であると判定された場合に、今回の処理サイクルで行われる段差乗り越え判定の処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

<車両の構成>
図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置１００が搭載される車両１の構成について説明する。

図１は、車両１の概略構成を示す模式図である。図１では、車両１の前進方向を前方向とし、前進方向に対して逆側の後退方向を後方向とし、前方向を向いた状態における左側および右側をそれぞれ左方向および右方向として、車両１が示されている。

車両１は、駆動源として、駆動用モータを備え、駆動用モータから出力されるトルクを用いて走行する電気車両である。

なお、以下で説明する車両１は、あくまでも本発明に係る制御装置が搭載される車両の一例であり、後述されるように、本発明に係る制御装置が搭載される車両の構成は車両１の構成に特に限定されない。

図１に示されるように、車両１は、前輪１１ａ、１１ｂと、後輪１１ｃ、１１ｄと、フロントディファレンシャル装置１３ｆと、リヤディファレンシャル装置１３ｒと、前輪駆動用モータ１５ｆと、後輪駆動用モータ１５ｒと、インバータ１７ｆ、１７ｒと、バッテリ１９と、前輪モータ回転数センサ２１ｆと、後輪モータ回転数センサ２１ｒと、制御装置１００とを備える。

以下、前輪１１ａ、前輪１１ｂ、後輪１１ｃおよび後輪１１ｄを区別しない場合には、これらを単に車輪１１とも呼ぶ。また、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒを区別しない場合には、これらを単に駆動用モータ１５とも呼ぶ。また、インバータ１７ｆおよびインバータ１７ｒを区別しない場合には、これらを単にインバータ１７とも呼ぶ。また、前輪モータ回転数センサ２１ｆおよび後輪モータ回転数センサ２１ｒを区別しない場合には、これらを単にモータ回転数センサ２１とも呼ぶ。

前輪駆動用モータ１５ｆは、前輪１１ａ、１１ｂを駆動するトルクを出力する。なお、前輪１１ａは左前輪に相当し、前輪１１ｂは右前輪に相当する。

前輪駆動用モータ１５ｆは、バッテリ１９から供給される電力を用いて駆動される。前輪駆動用モータ１５ｆは、フロントディファレンシャル装置１３ｆと接続されている。フロントディファレンシャル装置１３ｆは、前輪１１ａ、１１ｂと、駆動軸を介してそれぞれ連結されている。前輪駆動用モータ１５ｆから出力されたトルクは、フロントディファレンシャル装置１３ｆに伝達された後、フロントディファレンシャル装置１３ｆによって、前輪１１ａ、１１ｂへ分配して伝達される。

前輪駆動用モータ１５ｆは、例えば、多相交流式のモータであり、インバータ１７ｆを介してバッテリ１９と接続されている。バッテリ１９から供給される直流電力は、インバータ１７ｆによって交流電力に変換され、前輪駆動用モータ１５ｆへ供給される。

前輪駆動用モータ１５ｆは、前輪１１ａ、１１ｂの駆動トルクを出力する機能の他に、前輪１１ａ、１１ｂの運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能を有してもよい。前輪駆動用モータ１５ｆが発電機として機能する場合、前輪駆動用モータ１５ｆにより発電が行われるとともに、回生制動による制動力が車両１に付与される。前輪駆動用モータ１５ｆにより発電された交流電力は、インバータ１７ｆによって直流電力に変換され、バッテリ１９へ供給される。それにより、バッテリ１９が充電される。

後輪駆動用モータ１５ｒは、後輪１１ｃ、１１ｄを駆動するトルクを出力する。なお、後輪１１ｃは左後輪に相当し、後輪１１ｄは右後輪に相当する。

後輪駆動用モータ１５ｒは、バッテリ１９から供給される電力を用いて駆動される。後輪駆動用モータ１５ｒは、リヤディファレンシャル装置１３ｒと接続されている。リヤディファレンシャル装置１３ｒは、後輪１１ｃ、１１ｄと、駆動軸を介してそれぞれ連結されている。後輪駆動用モータ１５ｒから出力されたトルクは、リヤディファレンシャル装置１３ｒに伝達された後、リヤディファレンシャル装置１３ｒによって、後輪１１ｃ、１１ｄへ分配して伝達される。

後輪駆動用モータ１５ｒは、例えば、多相交流式のモータであり、インバータ１７ｒを介してバッテリ１９と接続されている。バッテリ１９から供給される直流電力は、インバータ１７ｒによって交流電力に変換され、後輪駆動用モータ１５ｒへ供給される。

後輪駆動用モータ１５ｒは、後輪１１ｃ、１１ｄの駆動トルクを出力する機能の他に、後輪１１ｃ、１１ｄの運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能を有してもよい。後輪駆動用モータ１５ｒが発電機として機能する場合、後輪駆動用モータ１５ｒにより発電が行われるとともに、回生制動による制動力が車両１に付与される。後輪駆動用モータ１５ｒにより発電された交流電力は、インバータ１７ｒによって直流電力に変換され、バッテリ１９へ供給される。それにより、バッテリ１９が充電される。

前輪モータ回転数センサ２１ｆは、前輪駆動用モータ１５ｆの回転数を検出し、検出結果を出力する。前輪モータ回転数センサ２１ｆにより検出される前輪駆動用モータ１５ｆの回転数は、前輪１１ａ、１１ｂの車輪速を示す情報に相当し得る。

後輪モータ回転数センサ２１ｒは、後輪駆動用モータ１５ｒの回転数を検出し、検出結果を出力する。後輪モータ回転数センサ２１ｒにより検出される後輪駆動用モータ１５ｒの回転数は、後輪１１ｃ、１１ｄの車輪速を示す情報に相当し得る。

制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、および、ＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等を含む。

制御装置１００は、車両１に搭載される各装置と通信を行う。例えば、制御装置１００は、インバータ１７ｆ、インバータ１７ｒ、前輪モータ回転数センサ２１ｆおよび後輪モータ回転数センサ２１ｒ等と通信を行う。制御装置１００と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。

なお、本実施形態に係る制御装置１００が有する機能は複数の制御装置により分割されてもよく、複数の機能が１つの制御装置によって実現されてもよい。制御装置１００が有する機能が複数の制御装置により分割される場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。

図２は、制御装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。

例えば、図２に示されるように、制御装置１００は、取得部１１０と、判定部１２０と、制御部１３０とを有する。

取得部１１０は、判定部１２０および制御部１３０が行う処理において用いられる各種情報を取得し、判定部１２０および制御部１３０へ出力する。例えば、取得部１１０は、前輪モータ回転数センサ２１ｆおよび後輪モータ回転数センサ２１ｒから情報を取得する。

判定部１２０は、各種判定を行う。判定部１２０による判定結果は、制御部１３０が行う処理に利用される。判定部１２０は、例えば、スリップ判定部１２１と、段差乗り越え判定部１２２とを含む。

スリップ判定部１２１は、車輪１１のスリップの発生の有無を判定するスリップ判定を行う。スリップは、車輪１１のスリップ率が過度に大きくなり、当該車輪１１が空転する現象を意味する。スリップ率は、車輪速と車速との差を車速で除算して得られる値である。スリップは、例えば、凍結している走行路等の低μ路に車両１が進入した際に生じ得る。

段差乗り越え判定部１２２は、車両１が段差の乗り越え中であるか否かを判定する段差乗り越え判定を行う。段差としては、例えば、路面上に設けられたスピードバンプ等の帯状の突出部分、または、車道と歩道との継ぎ目等の高低差のある路面どうしの継ぎ目が挙げられる。

制御部１３０は、車両１内の各装置の動作を制御することによって、車両１の走行を制御する。特に、制御部１３０は、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの動作を制御する。

具体的には、制御部１３０は、インバータ１７ｆのスイッチング素子の動作を制御することによって、バッテリ１９と前輪駆動用モータ１５ｆとの間の電力の供給を制御する。それにより、前輪駆動用モータ１５ｆにより出力される前輪１１ａ、１１ｂのトルクが制御される。また、制御部１３０は、インバータ１７ｒのスイッチング素子の動作を制御することによって、バッテリ１９と後輪駆動用モータ１５ｒとの間の電力の供給を制御する。それにより、後輪駆動用モータ１５ｒにより出力される後輪１１ｃ、１１ｄのトルクが制御される。上記のように、制御部１３０は、前輪１１ａ、１１ｂのトルクと後輪１１ｃ、１１ｄのトルクとを個別に制御することができる。

制御部１３０は、車両１の駆動モードを、前輪駆動モードと、四輪駆動モードとの間で切り替え可能である。前輪駆動モードは、後輪１１ｃ、１１ｄが駆動されずに前輪１１ａ、１１ｂが駆動される駆動モードである。四輪駆動モードは、前輪１１ａ、１１ｂおよび後輪１１ｃ、１１ｄが駆動される駆動モードである。制御部１３０は、例えば、ドライバによる入力操作に応じて駆動モードを切り替えてもよい。また、制御部１３０は、例えば、車両１の走行状態に応じて駆動モードを切り替えてもよい。なお、制御部１３０は、前輪駆動モードに替えて、または、前輪駆動モードに加えて、前輪１１ａ、１１ｂが駆動されずに後輪１１ｃ、１１ｄが駆動される後輪駆動モードを実行可能であってもよい。

ここで、制御部１３０は、車輪１１のスリップを抑制するためのスリップ抑制制御を実行可能である。制御部１３０は、例えば、スリップ抑制制御として、車両１のトルクを要求トルクに対して低下させるトルクダウン制御を実行可能である。

本実施形態では、制御部１３０は、車両１が段差の乗り越え中でないと判定される場合に、スリップ判定部１２１による判定結果に応じてスリップ抑制制御を行い、車両１が段差の乗り越え中であると判定される場合には、スリップ抑制制御を行わない。それにより、車輪１１のスリップの発生の有無に応じてスリップ抑制制御を適切に実行することが可能となる。なお、制御装置１００によるスリップ抑制制御に関する処理の詳細については、後述する。

<制御装置の動作>
続いて、図３～図１０を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置１００の動作について説明する。

図３は、制御装置１００が行う全体的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示される制御フローは、具体的には、スリップ抑制制御が実行されていない場合に、設定時間間隔で繰り返し開始される。

図３に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ１０１において、スリップ判定部１２１は、スリップ判定を実行する。

スリップ判定部１２１は、スリップ判定において、車輪１１のスリップの発生の有無を駆動用モータ１５の回転数の時間変化量に基づいて判定する。なお、本明細書では、駆動用モータ１５の回転数を、モータ回転数とも呼ぶ。モータ回転数の時間変化量は、モータ回転数の単位時間あたりの変化量を意味する。

ここで、車輪１１がスリップすると、車輪１１の車輪速が急激に上昇するので、当該車輪１１と接続される駆動用モータ１５の回転数の大きな時間変化が発生する。そこで、スリップ判定部１２１は、例えば、駆動用モータ１５の回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続時間閾値以上継続した場合、車輪１１のスリップが発生したと判定する。

スリップ判定部１２１は、具体的には、前輪１１ａ、１１ｂに対するスリップ判定と、後輪１１ｃ、１１ｄに対するスリップ判定とを個別に実行する。つまり、スリップ判定部１２１は、前輪駆動用モータ１５ｆの回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続時間閾値以上継続した場合、前輪１１ａ、１１ｂのスリップが発生したと判定する。また、スリップ判定部１２１は、後輪駆動用モータ１５ｒの回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続時間閾値以上継続した場合、後輪１１ｃ、１１ｄのスリップが発生したと判定する。

図４は、車輪１１のスリップが発生しない場合の発進時におけるモータ回転数およびモータ回転数の時間変化量の推移の一例を示す図である。駆動用モータ１５の駆動を開始する際、駆動用モータ１５のねじれ、または、バックラッシュ等に起因して、図４に示されるように、モータ回転数の時間変化量が短時間だけ急激に上昇する。つまり、モータ回転数の大きな時間変化が短時間だけ生じる。図４の例では、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間、モータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続している。しかしながら、この状態の継続時間は継続時間閾値よりも短いので、スリップ判定部１２１は、車輪１１のスリップが発生していないと判定する。

図５は、車輪１１のスリップが発生する場合の発進時におけるモータ回転数およびモータ回転数の時間変化量の推移の一例を示す図である。上述したように、車輪１１がスリップすると、車輪１１の車輪速が急激に上昇する。ゆえに、図５に示されるように、モータ回転数の時間変化量も急激に上昇する。つまり、モータ回転数の大きな時間変化が発生する。図５の例では、時刻ｔ３以降において、モータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続している。この状態の継続時間は継続時間閾値以上となるので、スリップ判定部１２１は、車輪１１のスリップが発生していると判定する。

図６は、時間変化量閾値と継続時間閾値との関係の一例を示す模式図である。図６に示されるように、時間変化量閾値が大きいほど、継続時間閾値は短くなる。スリップ判定部１２１によるスリップ判定で用いられる時間変化量閾値および継続時間閾値は、例えば、図６に示される関係が満たされるような所定の値に予め設定されている。それにより、図４の例のように車輪１１のスリップが発生していない場合には、スリップが発生していると誤って判定されることが抑制されつつ、図５の例のように車輪１１のスリップが発生した場合には、スリップが発生していると適切に判定される。

なお、スリップ判定部１２１は、スリップ判定で用いられる時間変化量閾値および継続時間閾値を車速等に応じて変化させてもよい。その場合、スリップ判定部１２１は、時間変化量閾値および継続時間閾値を、図６に示される関係が満たされるように変化させる。また、その場合、スリップ判定部１２１は、モータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値を超えた時点での継続時間閾値を用いて、スリップ判定を行う。

図７は、段差乗り越え時におけるモータ回転数およびモータ回転数の時間変化量の推移の一例を示す図である。図７の例では、時刻ｔ４において、車両１が段差を乗り越え始め、モータ回転数の大きな時間変化が発生している。ゆえに、スリップ判定部１２１は、スリップ判定において、車輪１１のスリップが発生していると誤って判定してしまうおそれがある。ここで、スリップ判定での誤判定を防ぐために、スリップが発生していると判定されにくくなるように、スリップ判定の判定条件を厳しくすることが考えられる。例えば、時間変化量閾値および継続時間閾値が図６に示される関係を満たす場合と比較して、継続時間閾値を大きくすることが考えられる。しかしながら、その結果、スリップが実際に発生している場合であっても、スリップが発生していないと判定され、スリップ抑制制御が実行されなくなってしまう状況が生じ得る。

そこで、上記の問題を解消し、車輪１１のスリップの発生の有無に応じてスリップ抑制制御を適切に実行するために、図３中のステップＳ１０１の次に、ステップＳ１０２において、段差乗り越え判定部１２２は、段差乗り越え判定を実行する。

図８は、制御装置１００が行う処理のうち、段差乗り越え判定の処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。図８のフローチャートは、図３中のステップＳ１０２における処理の一例である。なお、図８のフローチャートは、具体的には、図３のフローチャートの前回の処理サイクルの段差乗り越え判定で車両１が段差乗り越え中でないと判定された場合に、今回の処理サイクルで行われる段差乗り越え判定の処理の一例である。

図８に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ２０１において、段差乗り越え判定部１２２は、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生したか否かを判定する。なお、本明細書では、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化は、モータ回転数の時間変化量が所定変化量以上となるモータ回転数の時間変化を意味する。

上述したように、車両１が段差を乗り越える際には、モータ回転数の大きな時間変化が発生する。ステップＳ２０１の所定変化量は、車両１が段差を乗り越え中の可能性がある値に設定される。つまり、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生している場合には、車両１が段差を乗り越え中である可能性があると判断できる。一方、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生していない場合には、車両１が段差を乗り越え中である可能性がないと判断できる（ステップＳ２０４）。

ステップＳ２０１において、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生したと判定された場合（ステップＳ２０１／ＹＥＳ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ２０２に進む。一方、ステップＳ２０１において、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生していないと判定された場合（ステップＳ２０１／ＮＯ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ２０４に進み、車両１が段差の乗り越え中でないと判定し、図８に示される制御フローを終了する。

ステップＳ２０１でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ２０２において、段差乗り越え判定部１２２は、モータ回転数の時間変化の方向が減速方向であるか否かを判定する。ステップＳ２０２の判定処理は、モータ回転数の大きな時間変化が、段差の乗り越えによるものであるのか、車輪１１のスリップの発生によるものであるのかを判断するための処理である。

図７の例のように、モータ回転数の大きな時間変化が段差の乗り越えによるものである場合、モータ回転数の時間変化の方向が減速方向となる。つまり、モータ回転数の時間変化量が負の値となり、モータ回転数が減少する。ゆえに、モータ回転数の時間変化の方向が減速方向である場合、車両１が段差の乗り越え中であると判断できる。

一方、図５の例のように、モータ回転数の大きな時間変化が車輪１１のスリップの発生によるものである場合、モータ回転数の時間変化の方向が加速方向となる。つまり、モータ回転数の時間変化量が正の値となり、モータ回転数が増加する。ゆえに、モータ回転数の時間変化の方向が減速方向でない場合、車両１が段差の乗り越え中ではなく、車輪１１のスリップが発生していると判断できる。

ステップＳ２０２において、モータ回転数の時間変化の方向が減速方向であると判定された場合（ステップＳ２０２／ＹＥＳ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ２０３に進み、車両１が段差の乗り越え中であると判定し、図８に示される制御フローを終了する。一方、ステップＳ２０２において、モータ回転数の時間変化の方向が減速方向でないと判定された場合（ステップＳ２０２／ＮＯ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ２０４に進み、車両１が段差の乗り越え中でないと判定し、図８に示される制御フローを終了する。

図９は、制御装置１００が行う処理のうち、段差乗り越え判定の処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。図９のフローチャートは、図３中のステップＳ１０２における処理の一例である。なお、図９のフローチャートは、具体的には、図３のフローチャートの前回の処理サイクルの段差乗り越え判定で車両１が段差乗り越え中でないと判定された場合に、今回の処理サイクルで行われる段差乗り越え判定の処理の一例である。

図９に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ３０１において、段差乗り越え判定部１２２は、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生したか否かを判定する。なお、ステップＳ３０１の所定変化量は、図８中のステップＳ２０１の所定変化量と同様である。

ステップＳ３０１において、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生したと判定された場合（ステップＳ３０１／ＹＥＳ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ３０２に進む。一方、ステップＳ３０１において、モータ回転数の所定変化量以上での時間変化が発生していないと判定された場合（ステップＳ３０１／ＮＯ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ３０４に進み、車両１が段差の乗り越え中でないと判定し、図９に示される制御フローを終了する。

ステップＳ３０１でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ３０２において、段差乗り越え判定部１２２は、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生したか否かを判定する。ステップＳ３０２の判定処理は、図８中のステップＳ２０２と同様に、モータ回転数の大きな時間変化が、段差の乗り越えによるものであるのか、車輪１１のスリップの発生によるものであるのかを判断するための処理である。

モータ回転数の大きな時間変化が段差の乗り越えによるものである場合、車体に衝撃がかかることによって、モータ回転数の時間変化が生じる。ゆえに、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する。よって、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生している場合、車両１が段差の乗り越え中であると判断できる。

一方、モータ回転数の大きな時間変化が車輪１１のスリップの発生によるものである場合、基本的には、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの一方のみで回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する。ゆえに、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生していない場合、車両１が段差の乗り越え中ではなく、車輪１１のスリップが発生していると判断できる。

例えば、前輪駆動モードで車両１が低μ路に進入して車輪１１のスリップが発生する場合、駆動輪である前輪１１ａ、１１ｂと接続されている前輪駆動用モータ１５ｆのみで回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する。また、例えば、後輪駆動モードで車両１が低μ路に進入して車輪１１のスリップが発生する場合、駆動輪である後輪１１ｃ、１１ｄと接続されている後輪駆動用モータ１５ｒのみで回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する。また、例えば、四輪駆動モードで車両１が低μ路に進入して車輪１１のスリップが発生する場合、前輪１１ａ、１１ｂが後輪１１ｃ、１１ｄよりも先にスリップするので、前輪駆動用モータ１５ｆのみで回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する状況が生じる。

なお、低μ路に駐車している車両１が四輪駆動モードで発進する場合、前輪１１ａ、１１ｂおよび後輪１１ｃ、１１ｄが同時にスリップするので、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する。ゆえに、このような状況において、段差乗り越え判定を精度良く行う観点では、図８に示される第１の例の処理を行うことが好ましい。

ステップＳ３０２において、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生したと判定された場合（ステップＳ３０２／ＹＥＳ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ３０３に進み、車両１が段差の乗り越え中であると判定し、図９に示される制御フローを終了する。一方、ステップＳ３０２において、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生していないと判定された場合（ステップＳ３０２／ＮＯ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ３０４に進み、車両１が段差の乗り越え中でないと判定し、図９に示される制御フローを終了する。

なお、駆動モードが四輪駆動モードとなっており、前回の処理サイクルのステップＳ３０２でＮＯと判定されている場合において、今回の処理サイクルのステップＳ３０２でＹＥＳと判定された場合には、前輪１１ａ、１１ｂおよび後輪１１ｃ、１１ｄの双方がスリップしている可能性があるので、段差乗り越え判定部１２２は、車両１が段差の乗り越え中でないと判定してもよい。

図１０は、制御装置１００が行う処理のうち、図３のフローチャートの前回の処理サイクルの段差乗り越え判定で車両１が段差乗り越え中であると判定された場合に、今回の処理サイクルで行われる段差乗り越え判定の処理の流れの一例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、図３中のステップＳ１０２における処理の一例である。

図１０に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ４０１において、段差乗り越え判定部１２２は、モータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値を下回ったか否かを判定する。具体的には、段差乗り越え判定部１２２は、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方のモータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値を下回ったか否かを判定する。

モータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値を下回ったと判定された場合（ステップＳ４０１／ＹＥＳ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ４０２に進み、車両１が段差の乗り越えを終了したと判定し、図１０に示される制御フローを終了する。一方、モータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値を下回っていないと判定された場合（ステップＳ４０１／ＮＯ）、段差乗り越え判定部１２２は、ステップＳ４０３に進み、車両１が段差の乗り越え中であると判定し、図１０に示される制御フローを終了する。

車両１が段差を乗り越え始めた後、段差の乗り越え中において、モータ回転数の時間変化量は、段差の乗り越え前の値に収束していく。例えば、図７の例では、車両１が段差を乗り越え始める時刻ｔ４以降において、モータ回転数の時間変化量は、時刻ｔ４以前の値に収束するように変化している。ここで、段差の乗り越え前におけるモータ回転数の時間変化量は、基本的には、時間変化量閾値より小さい。ゆえに、車両１が段差を乗り越え始めた後において、モータ回転数の時間変化量が時間変化量閾値を下回った場合、車両１が段差の乗り越えを終了したと判断できる。

図３中のステップＳ１０２の次に、ステップＳ１０３において、判定部１２０は、段差乗り越え判定において車両１が段差の乗り越え中であると判定されたか否かを判定する。段差乗り越え判定において車両１が段差の乗り越え中であると判定された場合（ステップＳ１０３／ＹＥＳ）、制御装置１００は、図３に示される制御フローを終了する。段差乗り越え判定において車両１が段差の乗り越え中でないと判定された場合（ステップＳ１０３／ＮＯ）、制御装置１００は、ステップＳ１０４に進む。

ステップＳ１０３でＮＯと判定された場合、ステップＳ１０４において、判定部１２０は、スリップ判定においてスリップが発生していると判定されたか否かを判定する。スリップ判定においてスリップが発生していないと判定された場合（ステップＳ１０４／ＮＯ）、制御装置１００は、図３に示される制御フローを終了する。スリップ判定においてスリップが発生していると判定された場合（ステップＳ１０４／ＹＥＳ）、制御装置１００は、ステップＳ１０５に進み、制御部１３０がスリップ抑制制御を実行する。なお、制御装置１００は、所定の終了条件が満たされた場合にスリップ抑制制御を終了し、図３に示される制御フローを終了する。

なお、ステップＳ１０５では、制御部１３０は、スリップが発生していると判定された車輪１１に対してスリップ抑制制御を実行する。例えば、スリップ判定において前輪１１ａ、１１ｂのスリップが発生していると判定された場合、制御部１３０は、前輪１１ａ、１１ｂに対してスリップ抑制制御を実行する。また、例えば、スリップ判定において後輪１１ｃ、１１ｄのスリップが発生していると判定された場合、制御部１３０は、後輪１１ｃ、１１ｄに対してスリップ抑制制御を実行する。

上記のように、制御部１３０は、車両１が段差の乗り越え中でないと判定される場合に、スリップ判定部１２１による判定結果に応じてスリップ抑制制御を行い、車両１が段差の乗り越え中であると判定される場合には、スリップ抑制制御を行わない。それにより、スリップ判定の判定条件を厳しくすることなく、車両１が段差の乗り越え中である場合に車輪１１のスリップが発生していると誤って判定されることが抑制される。また、スリップが実際に発生している場合に、スリップが発生していないと誤って判定され、スリップ抑制制御が実行されなくなってしまう状況が生じることが抑制される。

なお、上記では、ステップＳ１０１のスリップ判定の処理の後にステップＳ１０２の段差乗り越え判定の処理が行われる例を説明したが、制御装置１００が行う制御フローは、この例に限定されない。例えば、図３のフローチャート中のステップＳ１０１のスリップ判定の処理の前にステップＳ１０２の段差乗り越え判定の処理が実行されてもよい。なお、この場合、判定部１２０は、段差乗り越え判定において車両１が段差の乗り越え中であると判定された場合に、スリップ判定を行わなくてもよい。また、例えば、図３のフローチャート中のステップＳ１０１のスリップ判定の処理とステップＳ１０２の段差乗り越え判定の処理とが並列的に実行されてもよい。

<制御装置の効果>
続いて、本発明の実施形態に係る制御装置１００の効果について説明する。

本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１３０は、車両１が段差の乗り越え中でないと判定される場合に、スリップ判定部１２１による判定結果に応じてスリップ抑制制御を行い、車両１が段差の乗り越え中であると判定される場合には、スリップ抑制制御を行わない。それにより、車両１が段差の乗り越え中である場合に車輪１１のスリップが発生していると誤って判定されることが抑制され、かつ、スリップが実際に発生している場合にスリップが発生していないと誤って判定されることが抑制される。ゆえに、車輪１１のスリップの発生の有無に応じてスリップ抑制制御を適切に実行することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、段差乗り越え判定部１２２は、駆動用モータ１５の回転数の所定変化量以上での時間変化が発生し、かつ、駆動用モータ１５の回転数の時間変化の方向が減速方向である場合、車両１が段差の乗り越え中であると判定することが好ましい。それにより、モータ回転数の大きな時間変化が、段差の乗り越えによるものであるのか、車輪１１のスリップの発生によるものであるのかを、モータ回転数の時間変化の方向に着目して適切に判断することができる。ゆえに、段差乗り越え判定を精度良く行うことができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、段差乗り越え判定部１２２は、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生した場合、車両１が段差の乗り越え中であると判定することが好ましい。それにより、モータ回転数の大きな時間変化が、段差の乗り越えによるものであるのか、車輪１１のスリップの発生によるものであるのかを、いずれの駆動用モータ１５で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生したかに着目して適切に判断することができる。ゆえに、段差乗り越え判定を精度良く行うことができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、スリップ判定部１２１は、駆動用モータ１５の回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続時間閾値以上継続した場合、車輪１１のスリップが発生したと判定することが好ましい。それにより、スリップ判定を精度良く行うことができる。例えば、図４の例のように車輪１１のスリップが発生していない場合にスリップが発生していると誤って判定されることを抑制しつつ、図５の例のように車輪１１のスリップが発生した場合にスリップが発生していると適切に判定することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、段差乗り越え判定部１２２は、車両１が段差の乗り越え中であると判定した後、駆動用モータ１５の回転数の時間変化量が時間変化量閾値を下回った場合、車両１が段差の乗り越えを終了したと判定することが好ましい。それにより、車両１が段差の乗り越えを終了したか否かを精度良く判定することができる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

例えば、上記では、図１を参照して、車両１の構成について説明したが、本発明に係る車両の構成は、このような例に限定されない。本発明に係る車両は、例えば、図１に示される車両１に対して一部の構成要素の削除、追加または変更を加えたものであってもよい。また、本発明に係る車両は、例えば、各車輪１１に対してそれぞれ駆動用モータ１５が設けられる車両であってもよい。

また、例えば、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

本発明は、制御装置に利用できる。

１車両
１１車輪
１３ｆフロントディファレンシャル装置
１３ｒリヤディファレンシャル装置
１５駆動用モータ
１７インバータ
１９バッテリ
２１モータ回転数センサ
１００制御装置
１１０取得部
１２０判定部
１２１スリップ判定部
１２２段差乗り越え判定部
１３０制御部

Claims

車両の車輪のスリップの発生の有無を駆動用モータの回転数の時間変化量に基づいて判定するスリップ判定部と、
前記車両が段差の乗り越え中であるか否かを判定する段差乗り越え判定部と、
前記車両が段差の乗り越え中でないと判定される場合に、前記スリップ判定部による判定結果に応じてスリップ抑制制御を行い、前記車両が段差の乗り越え中であると判定される場合には、前記スリップ抑制制御を行わない制御部と、
を備え、
前記駆動用モータは、前輪を駆動する動力を出力可能な前輪駆動用モータと、後輪を駆動する動力を出力可能な後輪駆動用モータと、を含み、
前記段差乗り越え判定部は、前記車両の走行中に、前記前輪駆動用モータおよび前記後輪駆動用モータの一方のみで回転数の所定変化量以上での時間変化が発生する状況を経ずに、前記前輪駆動用モータおよび前記後輪駆動用モータの双方で回転数の所定変化量以上での時間変化が発生した場合、前記車両が段差の乗り越え中であると判定する、
制御装置。
前記段差乗り越え判定部は、前記駆動用モータの回転数の所定変化量以上での時間変化が発生し、かつ、前記駆動用モータの回転数の時間変化の方向が減速方向である場合、前記車両が段差の乗り越え中であると判定する、
請求項１に記載の制御装置。
前記スリップ判定部は、前記駆動用モータの回転数の時間変化量が時間変化量閾値以上となる状態が継続時間閾値以上継続した場合、前記車輪のスリップが発生したと判定する、
請求項１または２に記載の制御装置。
前記段差乗り越え判定部は、前記車両が段差の乗り越え中であると判定した後、前記駆動用モータの回転数の時間変化量が前記時間変化量閾値を下回った場合、前記車両が段差の乗り越えを終了したと判定する、
請求項３に記載の制御装置。