JP7633093B2 - 車体速度推定方法及び車体速度推定装置 - Google Patents

Description

本開示は、４輪駆動を行う車両の車体速度を推定する技術に関する。

特許文献１は、４輪駆動車の駆動力制御装置を開示している。その４輪駆動車は、後輪へのエンジン駆動系の途中に設けられた摩擦クラッチを備える。駆動力制御装置は、摩擦クラッチのクラッチ締結力を制御することにより、前輪と後輪への駆動力配分率を可変に制御する。また、駆動力制御装置は、車輪の加速スリップを検出し、駆動輪の駆動力を低減するトラクション制御を行う。

特許文献２は、推定車体速度を算出する方法を開示している。車輪に過大なスリップ又はスピンが起こっていない状態では、車輪速度から推定車体速度が算出される。一方、車輪に過大なスリップ又はスピンが起こっている場合、重力式加速度計の出力に基づいて推定車体速度が算出される。

特許文献３は、車両の車体速度推定装置を開示している。車両は、全ての車輪に駆動力及び制動力を発生可能な制駆動力発生手段を備える。車体速度推定装置は、各車輪の車輪速から、車体速度を推定する。推定された車体速度は、トラクション制御やアンチロックブレーキ制御において用いられる。

特開２００３－００２０７９号公報 特開平５－１８５９２２号公報 特開２０１６－１０３８６７号公報

４輪駆動を行う車両の車体速度を推定することを考える。例えば、４輪全てがスリップ状態になった場合、車輪速に基づいて推定される推定車体速度は、実車体速度よりも高くなる。つまり、推定車体速度の“持ち上がり”が発生する。このような推定車体速度の実車体速度からの乖離は、推定車体速度を利用した車両制御あるいは情報処理の精度の低下を招く。

本開示の１つの目的は、４輪駆動を行う車両の推定車体速度の精度を確保することができる技術を提供することにある。

第１の観点は、４輪駆動を行う車両に適用される車体速度推定方法に関連する。
車体速度推定方法は、
車両の車輪速あるいは前後加速度に基づいて推定車体速度を取得する処理と、
推定車体速度が作動判定速度よりも高いことを少なくとも含む作動条件が成立するか否かを判定する処理と、
作動条件が成立した場合、車両の一部の車輪のトルクを低下させるトルク制限を実行する処理と、
推定車体速度が終了判定速度以下になること、あるいは、上記一部の車輪の車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続すること、を含む終了条件が成立するか否かを判定する処理と、
終了条件が成立した場合、トルク制限を終了させる処理と
を含む。

第２の観点は、４輪駆動を行う車両に適用される車体速度推定装置に関連する。
車体速度推定装置は、１又は複数のプロセッサを備える。
１又は複数のプロセッサは、
車両の車輪速あるいは前後加速度に基づいて推定車体速度を取得する処理と、
推定車体速度が作動判定速度よりも高いことを少なくとも含む作動条件が成立するか否かを判定する処理と、
作動条件が成立した場合、車両の一部の車輪のトルクを低下させるトルク制限を実行する処理と、
推定車体速度が終了判定速度以下になること、あるいは、上記一部の車輪の車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続すること、を含む終了条件が成立するか否かを判定する処理と、
終了条件が成立した場合、トルク制限を終了させる処理と
を実行するように構成される。

本開示によれば、車輪速あるいは前後加速度に基づいて推定車体速度が取得される。推定車体速度が作動判定速度よりも高いことを少なくとも含む作動条件が成立した場合、一部の車輪のトルクを低下させるトルク制限が実行される。その後、終了条件が成立した場合、トルク制限が終了する。このようなトルク制限により、推定車体速度の“持ち上がり”が解消され、推定車体速度の精度が回復する。すなわち、推定車体速度の精度が確保される。

また、本開示によれば、トルク制限の終了条件が存在するため、トルク制限が必要以上に継続することが防止される。その結果、車両の失速が防止される。

第１の実施の形態に係る車両及び車体速度推定装置の概要を説明するための概念図である。 第１の実施の形態に係るトルク制限を説明するための概念図である。 第１の実施の形態に係るトルク制限の一例を示すタイミングチャートである。 第１の実施の形態に係る車両制御システムの構成例を示すブロック図である。 第１の実施の形態に係るトルク制限に関連する処理の例を示すフローチャートである。 トルク制限の作動条件の第１の例を説明するためのフローチャートである。 トルク制限の作動条件の第２の例を説明するためのフローチャートである。 トルク制限の作動条件の第３の例を説明するためのフローチャートである。 トルク制限の作動条件の第４の例を説明するためのフローチャートである。 トルク制限実行時の制限トルクの例を説明するための概念図である。 トルク制限の終了条件の一例を説明するためのフローチャートである。 第２の実施の形態に係るトルク制限を説明するための概念図である。 第２の実施の形態に係るトルク制限に関連する処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るトルク制限に関連する処理の変形例を示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本開示の実施の形態を説明する。

１．第１の実施の形態
１－１．車両及び車体速度推定装置の概要
図１は、第１の実施の形態に係る車両１及び車体速度推定装置１０の概要を説明するための概念図である。車両１は、複数の車輪５を備えている。複数の車輪５は、前輪５Ｆと後輪５Ｒを含んでいる。本実施の形態において、車両１は、４輪駆動可能に構成されている。すなわち、車両１は、前輪５Ｆ及び後輪５Ｒを駆動することができるように構成されている。典型的には、車両１は、前輪５Ｆと後輪５Ｒをそれぞれ独立して駆動することができる。

車体速度推定装置１０は、車両１の車体速度を推定する。推定される車体速度を、以下、「推定車体速度Ｖｅ」と呼ぶ。推定車体速度Ｖｅは、車両１に搭載されたセンサにより検出される車両状態に基づいて推定される。車両１の車両状態としては、車輪速、前後加速度、等が例示される。典型的には、車体速度推定装置１０は、車両１に搭載され、センサにより検出される車両状態に基づいて推定車体速度Ｖｅを取得する。他の例として、車体速度推定装置１０は、車両１と外部システムとに分散的に配置されていてもよい。

推定車体速度Ｖｅは、各種の車両制御や情報処理に利用され得る。車両制御あるいは情報処理を精度良く実施するためには、高精度な推定車体速度Ｖｅを取得することが必要である。

例えば、推定車体速度Ｖｅは、車両１のトラクションコントロール（Traction Control）において利用される。トラクションコントロール（以下、「ＴＲＣ」と略称される場合がある）は、車両１の発進あるいは加速時の車輪５（駆動輪）の空転を抑えるための車両走行制御である。より詳細には、各車輪５の車輪速及び推定車体速度Ｖｅに基づいて、各車輪５のスリップ率が算出される。ある車輪５のスリップ率が閾値を超えた場合、ＴＲＣが作動する。スリップ率が閾値を超えた車輪５を、以下、「ＴＲＣ対象車輪５ｔ」と呼ぶ。ＴＲＣは、ＴＲＣ対象車輪５ｔのスリップ率が目標スリップ率まで低下するように、ＴＲＣ対象車輪５ｔのトルクを低下させる。駆動装置の出力を低下させることによって、あるいは、制動力を付与することによって、ＴＲＣ対象車輪５ｔの実トルクを低下させることができる。これにより、ＴＲＣ対象車輪５ｔの空転が抑制される。このように、推定車体速度Ｖｅは、車輪５のスリップ率を算出するために利用される。ＴＲＣを高精度に実施するためには、高精度な推定車体速度Ｖｅを取得することが必要である。

１－２．トルク制限処理
第１の実施の形態では、車輪５の車輪速に基づいて推定される推定車体速度Ｖｅについて考える。便宜上、車輪速に基づいて推定される推定車体速度Ｖｅを、以下、「第１推定車体速度Ｖｅ１」と呼ぶ。車輪速に基づく第１推定車体速度Ｖｅ１は周知であり、本実施の形態ではその推定方法は特に限定されない。例えば、複数の車輪５のそれぞれの車輪速のうち最も低いものが第１推定車体速度Ｖｅ１として取得される。他の例として、複数の車輪５のそれぞれの車輪速のうち２番目に低いものが第１推定車体速度Ｖｅ１として取得されてもよい。

車輪スリップが発生していない状況では、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度は高い。しかしながら、例えば、全ての車輪５がスリップ状態になった場合、車輪速に基づいて推定される第１推定車体速度Ｖｅ１は、実車体速度Ｖｔよりも高くなる。つまり、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が発生する。このような第１推定車体速度Ｖｅ１の実車体速度Ｖｔからの乖離は、第１推定車体速度Ｖｅ１を利用した車両制御あるいは情報処理の精度の低下を招き、好ましくない。

本実施の形態に係る車体速度推定装置１０は、第１推定車体速度Ｖｅ１の実車体速度Ｖｔからの乖離を抑制する機能を備えている。より詳細には、車体速度推定装置１０は、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が発生しているか否かを判定する。第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が発生していると判定した場合、車体速度推定装置１０は、一部の車輪５のトルクを低下させる「トルク制限」を実行する。トルク制限の実行により、一部の車輪５の車輪速が低下し、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が解消される。

図２は、第１の実施の形態に係るトルク制限の詳細を説明するための概念図である。

まず、車体速度推定装置１０は、トルク制限の「作動条件」が成立するか否かを判定する。トルク制限の作動条件は、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が発生していることである。そのような第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”を検出するために、「作動判定速度Ｖａ」が用いられる。

作動判定速度Ｖａは、車輪スリップが発生していない状態での第１推定車体速度Ｖｅ１よりも高く、車輪スリップが発生した状態での第１推定車体速度Ｖｅ１よりも低くなるように設定される。少なくとも、作動判定速度Ｖａは車輪速には依存しない。例えば、車体速度推定装置１０は、車両１の前後加速度の積分に基づいて作動判定速度Ｖａを算出する。車両１の前後加速度の積分に基づく作動判定速度Ｖａは、例えば、次の式（１）で表される。

式（１）：Ｖａ＝（Ｇｘ×α）×実時間

式（１）において、Ｇｘは、車両１に搭載された加速度センサにより検出される前後加速度（フィルタ処理後）である。αは、１より大きいゲインである。ゲインαは、加速度センサの誤差を考慮して予め設定される。式（１）で表される作動判定速度Ｖａは、前後加速度Ｇｘの積分に基づいて推定される推定車体速度であると言うことができる。

他の例として、作動判定速度Ｖａは、次の式（２）で表されてもよい。

式（２）：Ｖａ＝（Ｇｘ×α）×実時間＋β

式（２）において、βは、一定値（正値）である。例えば、一定値βは、車輪５において適度なグリップが発生する車輪スリップ量に相当する値である。式（２）で表される作動判定速度Ｖａは、「前後加速度Ｇｘの積分に基づいて推定される推定車体速度」と「一定スリップ量に相当する一定値β」との和であると言うことができる。

以上に説明された作動判定速度Ｖａは、車輪スリップが発生した状態での第１推定車体速度Ｖｅ１よりも低い、すなわち、実車体速度Ｖｔにより近い。第１推定車体速度Ｖｅ１が作動判定速度Ｖａを超えることは、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が発生していることを意味する。

以上の観点から、トルク制限の作動条件は、「第１推定車体速度Ｖｅ１が作動判定速度Ｖａよりも高いこと」を少なくとも含むように設定される。トルク制限の作動条件は、「第１推定車体速度Ｖｅ１が作動判定速度Ｖａよりも高い状態が一定時間継続すること」を含んでいてもよい。

作動条件が成立した場合、車体速度推定装置１０は、トルク制限を実行する。トルク制限において、車体速度推定装置１０は、一部の車輪５のトルクを、トルク制限実行前よりも低下させる。例えば、車体速度推定装置１０は、一部の車輪５のトルクに１未満のゲインを掛けることにより、トルク制限を実行する。例えば、車体速度推定装置１０は、前輪５Ｆのトルクを低下させることなく、後輪５Ｒのトルクを低下させる。前輪５Ｆではなく後輪５Ｒのトルクを低下させることは、車両安定性の観点から好ましい。他の例として、車体速度推定装置１０は、後輪５Ｒのトルクを低下させることなく、前輪５Ｆのトルクを低下させてもよい。

このようなトルク制限の実行により、一部の車輪５の車輪速が低下し、一部の車輪５のスリップが緩和される。その結果、第１推定車体速度Ｖｅ１も低下し、実車体速度Ｖｔに近づく。

但し、トルク制限を不必要に継続することは、車両１の加速に影響を与え、場合によっては車両１の失速を招く。そこで、トルク制限の開始後、車体速度推定装置１０は、トルク制限の「終了条件」が成立するか否かを判定する。トルク制限の終了条件は、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が解消していることである。

例えば、トルク制限の終了条件は、「第１推定車体速度Ｖｅ１が終了判定速度Ｖｂ以下になること」を含む。終了判定速度Ｖｂは、上述の作動判定速度Ｖａと同様の観点に基づいて設定される。例えば、終了判定速度Ｖｂは、次の式（３）あるいは式（４）で表される。

式（３）：Ｖｂ＝（Ｇｘ×α）×実時間
式（４）：Ｖｂ＝（Ｇｘ×α）×実時間＋β

車体速度推定装置１０は、車両１の前後加速度Ｇｘの積分に基づいて終了判定速度Ｖｂを算出する。式（３）で表される終了判定速度Ｖｂは、前後加速度Ｇｘの積分に基づいて推定される推定車体速度であると言うことができる。式（４）で表される終了判定速度Ｖｂは、「前後加速度Ｇｘの積分に基づいて推定される推定車体速度」と「一定スリップ量に相当する一定値β」との和であると言うことができる。

尚、作動判定速度Ｖａと終了判定速度Ｖｂは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。式（１）あるいは式（２）におけるゲインαと式（３）あるいは式（４）におけるゲインαは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。式（２）における一定値βと式（４）における一定値βは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。ゲインαや一定値βを調整することによって、作動判定速度Ｖａ及び終了判定速度Ｖｂを適宜調整することが可能である。いずれにせよ、作動判定速度Ｖａ及び終了判定速度Ｖｂは、車輪スリップが発生した状態での第１推定車体速度Ｖｅ１よりも低い、すなわち、実車体速度Ｖｔにより近い。

第１推定車体速度Ｖｅ１が終了判定速度Ｖｂ以下になると、つまり、終了条件が成立すると、車体速度推定装置１０は、トルク制限を終了させる（解除する）。例えば、車体速度推定装置１０は、トルク制限の対象であった一部の車輪５のトルクに上述の１未満のゲインを掛けることを終了する。その結果、第１推定車体速度Ｖｅ１は、実車体速度Ｖｔに近い終了判定速度Ｖｂまで戻ることになる。すなわち、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度が向上（回復）する。言い換えれば、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度が確保される。また、トルク制限は必要以上に継続しないため、車両１の失速も防止される。

特に、上記式（４）で表される終了判定速度Ｖｂは、車輪５において適度なグリップが発生する車輪スリップ量に相当する一定値βを含んでいる。上記式（４）で表される終了判定速度Ｖｂを用いることにより、第１推定車体速度Ｖｅ１の“戻り過ぎ”を防止することが可能となる。つまり、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度を適切に回復させつつ、車両１の失速をより確実に防止することが可能となる。

尚、加速度センサ誤差、路面勾配変化、等の要因により、終了判定速度Ｖｂが実車体速度Ｖｔを下回る可能性もある。その場合、「第１推定車体速度Ｖｅ１が終了判定速度Ｖｂ以下になる」という終了条件が成立せず、トルク制限が継続してしまう可能性がある。そこで、トルク制限の終了条件の変形例として、「トルク制限が適用された車輪５の車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続すること」が追加されてもよい。車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続することは、車輪スリップが収まったことを意味するからである。

このように、本実施の形態に係るトルク制限の終了条件は、「第１推定車体速度Ｖｅ１が終了判定速度Ｖｂ以下になること」、あるいは、「トルク制限が適用された車輪５の車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続すること」を含む。このような終了条件が存在するため、トルク制限が不必要に継続することが防止される。その結果、車両１の失速が防止される。

図３は、トルク制限の一例を示すタイミングチャートである。横軸は、時間を表し、縦軸は、各種車体速度（第１推定車体速度Ｖｅ１、作動判定速度Ｖａ、終了判定速度Ｖｂ、及び実車体速度Ｖｔ）を表す。車両１の加速中に、車輪スリップが発生し、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が発生する。第１推定車体速度Ｖｅ１が作動判定速度Ｖａよりも高い状態が一定時間継続すると、トルク制限が作動する。トルク制限の結果、第１推定車体速度Ｖｅ１が低下する。第１推定車体速度Ｖｅ１が終了判定速度Ｖｂ以下になると、トルク制限は終了する。これにより、第１推定車体速度Ｖｅ１は実車体速度Ｖｔに近い値まで戻る。

１－３．効果
以上に説明されたように、本実施の形態によれば、車輪速に基づいて第１推定車体速度Ｖｅ１が取得される。第１推定車体速度Ｖｅ１が作動判定速度Ｖａよりも高いことを少なくとも含む作動条件が成立した場合、一部の車輪５のトルクを低下させるトルク制限が実行される。その後、終了条件が成立した場合、トルク制限が終了する。このようなトルク制限により、第１推定車体速度Ｖｅ１の“持ち上がり”が解消され、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度が向上（回復）する。すなわち、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度が確保される。

また、本実施の形態によれば、トルク制限の終了条件が存在する。そのため、トルク制限が必要以上に継続することが防止される。その結果、車両１の失速が防止される。特に、上記式（４）で表される終了判定速度Ｖｂを用いることにより、第１推定車体速度Ｖｅ１の“戻り過ぎ”を防止することが可能となる。つまり、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度を適切に回復させつつ、車両１の失速をより確実に防止することが可能となる。

トルク制限が適用される一部の車輪５は、前輪５Ｆではなく、後輪５Ｒであってもよい。前輪５Ｆではなく後輪５Ｒのトルクを低下させることは、車両安定性の観点から好ましい。

第１推定車体速度Ｖｅ１の精度が確保されるため、第１推定車体速度Ｖｅ１を利用した車両制御あるいは情報処理の精度も確保される。

例えば、第１推定車体速度Ｖｅ１は、ＴＲＣにおいて利用される。具体的には、各車輪５の車輪速及び第１推定車体速度Ｖｅ１に基づいて、各車輪５のスリップ率が算出される。第１推定車体速度Ｖｅ１の精度が確保されるため、ＴＲＣの精度も確保される。このことは、加速性や車両安定性の観点から好ましい。

１－４．車両制御システムの構成例
図４は、第１の実施の形態に係る車両制御システム１００の構成例を示すブロック図である。車両制御システム１００は、車両１を制御する。典型的には、車両制御システム１００は、車両１に搭載されている。あるいは、車両制御システム１００の少なくとも一部は、車両１の外部の遠隔システムに含まれ、車両１を遠隔制御してもよい。つまり、車両制御システム１００は、車両１と遠隔システムとに分散的に配置されてもよい。

車両制御システム１００は、センサ群２０、走行装置３０、及び制御装置１１０を含んでいる。

センサ群２０は、車両１に搭載されており、車両１の車両状態を検出する。センサ群２０は、車輪速センサ２１、加速度センサ２２、等を含んでいる。車輪速センサ２１は、各車輪５の車輪速を検出する。加速度センサ２２は、車両１の前後加速度Ｇｘを含む各種加速度を検出する。

走行装置３０は、車両１に搭載されている。走行装置３０は、駆動装置３１及び制動装置３２を含んでいる。駆動装置３１は、車輪５を駆動する。駆動装置３１は、前輪５Ｆと後輪５Ｒを独立して駆動することができる。例えば、駆動装置３１は、前輪５Ｆを駆動する前輪モータと後輪５Ｒを駆動する後輪モータを含んでいる。駆動装置３１は、各車輪５に設けられたインホイールモータを含んでいてもよい。制動装置３２は、各車輪５毎に独立に制動力を付与する。

制御装置１１０は、車両１を制御するコンピュータである。制御装置１１０は、１又は複数のプロセッサ１２０（以下、単にプロセッサ１２０と呼ぶ）と１又は複数の記憶装置１３０（以下、単に記憶装置１３０と呼ぶ）を含んでいる。プロセッサ１２０は、各種の処理を実行する。例えば、プロセッサ１２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含んでいる。記憶装置１３０は、各種の情報を格納する。記憶装置１３０としては、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、等が例示される。制御装置１１０は、１又は複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）を含んでいてもよい。制御装置１１０の一部は、車両１の外部の情報処理装置であってもよい。その場合、制御装置１１０の一部は、車両１と通信を行い、車両１を遠隔制御する。

車両状態情報２００は、センサ群２０によって検出される車両状態を示す。具体的には、車両状態情報２００は、車輪速センサ２１によって検出される各車輪５の車輪速、加速度センサ２２によって検出される前後加速度Ｇｘ、等を含む。制御装置１１０（プロセッサ１２０）は、センサ群２０から車両状態情報２００を取得する。車両状態情報２００は、記憶装置１３０に格納される。

車両制御プログラム３００は、プロセッサ１２０によって実行されるコンピュータプログラムである。プロセッサ１２０が車両制御プログラム３００を実行することにより、制御装置１１０（プロセッサ１２０）による各種処理が実現される。車両制御プログラム３００は、記憶装置１３０に格納される。車両制御プログラム３００は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。

制御装置１１０（プロセッサ１２０）は、各車輪５に関するトルク制御（駆動力制御）を行う。より詳細には、制御装置１１０は、各車輪５の目標トルクを算出する。そして、制御装置１１０は、各車輪５の目標トルクが得られるように、駆動装置３１及び制動装置３２の動作を制御する。

また、制御装置１１０（プロセッサ１２０）は、必要に応じてトラクションコントロール（ＴＲＣ）を行う。より詳細には、制御装置１１０は、車両状態情報２００に基づいて、推定車体速度Ｖｅを取得する。そして、制御装置１１０は、各車輪５の車輪速及び推定車体速度Ｖｅに基づいて、各車輪５のスリップ率を算出する。ある車輪５のスリップ率が閾値を超えた場合、制御装置１１０は、ＴＲＣを作動させる。ＴＲＣ対象車輪５ｔは、スリップ率が閾値を超えた車輪５である。例えば、制御装置１１０は、ＴＲＣ対象車輪５ｔのスリップ率が目標スリップ率（例：１０～１５％）まで低下するようにトルク制御を行う。

制御装置１１０は、本実施の形態に係る「車体速度推定装置１０」の機能も有している。制御装置１１０は、車両状態情報２００に基づいて、推定車体速度Ｖｅを取得する。更に、制御装置１１０は、必要に応じて、上述の「トルク制限」を実行する。以下、本実施の形態に係る制御装置１１０によるトルク制限に関連する処理例について説明する。

１－５．トルク制限に関連する処理フロー例
図５は、第１の実施の形態に係る制御装置１１０によるトルク制限に関連する処理の例を示すフローチャートである。図５に示される処理フローは、一定サイクル毎に繰り返し実行される。

１－５－１．ステップＳ１００
ステップＳ１００において、制御装置１１０は、車両状態情報２００に基づいて、各種の車体速度を算出する「車体速度演算処理」を実行する。具体的には、制御装置１１０は、車輪速に基づいて、第１推定車体速度Ｖｅ１を推定する。また、制御装置１１０は、前後加速度Ｇｘの積分に基づいて、作動判定速度Ｖａ及び終了判定速度Ｖｂを算出する（上記式（１）～（４）参照）。更に、制御装置１１０は、以下の式（５）で表される「第２推定車体速度Ｖｅ２」を算出する。

式（５）：Ｖｅ２＝（Ｇｘ×α＋ＯＦＳＴ）×実時間

式（５）において、Ｇｘは、加速度センサ２２により検出される前後加速度（フィルタ処理後）である。αは、１より大きいゲインである（例：α＝１．１５）。ゲインαは、加速度センサ２２の誤差を考慮して設定される。オフセットＯＦＳＴは、車両１が平坦路から下り坂に乗り移ったときに第２推定車体速度Ｖｅ２が過小評価されないように加算されている。式（５）で表される第２推定車体速度Ｖｅ２は、前後加速度ＧｘとオフセットＯＦＳＴとの和の積分に基づいて推定される推定車体速度であると言うことができる。

１－５－２．ステップＳ２００
ステップＳ２００において、制御装置１１０は、車輪スリップが発生しているか否かを判定する「スリップ判定処理」を実行する。例えば、スリップ判定条件は、「車輪速に基づく第１推定車体速度Ｖｅ１が前後加速度に基づく第２推定車体速度Ｖｅ２よりも高いこと」を少なくとも含む。スリップ判定条件は、「第１推定車体速度Ｖｅ１が第２推定車体速度Ｖｅ２よりも高い状態が一定時間継続すること」を含んでいてもよい。

スリップ判定条件が成立しない場合、制御装置１１０は、車輪スリップは発生していないと判定する。一方、スリップ判定条件が成立した場合、制御装置１１０は、車輪スリップが発生していると判定する。スリップ判定処理の結果は、後に使用される。

１－５－３．ステップＳ３００
ステップＳ３００において、制御装置１１０は、トルク制限の作動条件が成立するか否かを判定する「作動条件判定処理」を実行する。トルク制限の作動条件が成立する場合（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ４００に進む。一方、トルク制限の作動条件が成立しない場合（ステップＳ３００；Ｎｏ）、処理は、ステップＳ４００をスキップしてステップＳ５００に進む。

トルク制限の作動条件は、推定車体速度Ｖｅと作動判定速度Ｖａとの関係に基づいて規定される。以下、トルク制限の作動条件の様々な例について説明する。尚、第１の実施の形態では、推定車体速度Ｖｅは、車輪速に基づいて推定される第１推定車体速度Ｖｅ１である（Ｖｅ＝Ｖｅ１）。

＜作動条件の第１の例＞
図６は、トルク制限の作動条件の第１の例を説明するためのフローチャートである。トルク制限の作動条件の第１の例は、「車輪スリップが発生しており、且つ、推定車体速度Ｖｅが作動判定速度Ｖａよりも高いこと」である。ステップＳ３１０において、制御装置１１０は、車輪スリップが発生しており、且つ、推定車体速度Ｖｅが作動判定速度Ｖａよりも高いか否かを判定する。ステップＳ３１０の結果が否定的である場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ）、作動条件は成立していない（ステップＳ３００；Ｎｏ）。一方、ステップＳ３１０の結果が肯定的である場合（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、作動条件が成立する（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）。

＜作動条件の第２の例＞
図７は、トルク制限の作動条件の第２の例を説明するためのフローチャートである。トルク制限の作動条件の第２の例は、「ＴＲＣが作動中であり、車輪スリップが発生しており、且つ、推定車体速度Ｖｅが作動判定速度Ｖａよりも高いこと」である。ステップＳ３２０において、制御装置１１０は、ＴＲＣが作動中であり、車輪スリップが発生しており、且つ、推定車体速度Ｖｅが作動判定速度Ｖａよりも高いか否かを判定する。ステップＳ３２０の結果が否定的である場合（ステップＳ３２０；Ｎｏ）、作動条件は成立していない（ステップＳ３００；Ｎｏ）。一方、ステップＳ３２０の結果が肯定的である場合（ステップＳ３２０；Ｙｅｓ）、作動条件が成立する（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）。

＜作動条件の第３の例＞
図８は、トルク制限の作動条件の第３の例を説明するためのフローチャートである。第３の例は、第１の例の変形例である。トルク制限の作動条件の第３の例は、「車輪スリップが発生しており、且つ、推定車体速度Ｖｅが作動判定速度Ｖａよりも高い状態が一定時間継続すること」である。ステップＳ３１０の結果が肯定的である場合（ステップＳ３１０；Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、タイマのインクリメントを行う（ステップＳ３３０）。一方、ステップＳ３１０の結果が否定的である場合（ステップＳ３１０；Ｎｏ）、制御装置１１０は、タイマをリセットする（ステップＳ３４０）。タイマが閾値未満である場合（ステップＳ３５０：Ｎｏ）、作動条件は成立していない（ステップＳ３００；Ｎｏ）。一方、タイマが閾値以上である場合（ステップＳ３５０；Ｙｅｓ）、作動条件が成立する（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）。

＜作動条件の第４の例＞
図９は、トルク制限の作動条件の第４の例を説明するためのフローチャートである。第４の例は、第２の例の変形例である。トルク制限の作動条件の第４の例は、「ＴＲＣが作動中であり、車輪スリップが発生しており、且つ、推定車体速度Ｖｅが作動判定速度Ｖａよりも高い状態が一定時間継続すること」である。ステップＳ３２０の結果が肯定的である場合（ステップＳ３２０；Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、タイマのインクリメントを行う（ステップＳ３３０）。一方、ステップＳ３２０の結果が否定的である場合（ステップＳ３２０；Ｎｏ）、制御装置１１０は、タイマをリセットする（ステップＳ３４０）。タイマが閾値未満である場合（ステップＳ３５０：Ｎｏ）、作動条件は成立していない（ステップＳ３００；Ｎｏ）。一方、タイマが閾値以上である場合（ステップＳ３５０；Ｙｅｓ）、作動条件が成立する（ステップＳ３００；Ｙｅｓ）。

１－５－４．ステップＳ４００
ステップＳ４００において、制御装置１１０は、トルク制限を実行する。具体的には、制御装置１１０は、一部の車輪５のトルクを、トルク制限実行前よりも低下させる。例えば、制御装置１１０は、前輪５Ｆのトルクを低下させることなく、後輪５Ｒのトルクを低下させる。前輪５Ｆではなく後輪５Ｒのトルクを低下させることは、車両安定性の観点から好ましい。他の例として、制御装置１１０は、後輪５Ｒのトルクを低下させることなく、前輪５Ｆのトルクを低下させてもよい。

図１０は、トルク制限実行時の制限トルクの例を説明するための概念図である。「フロントトルクＴｆ」及び「リアトルクＴｒ」は、それぞれ、ＴＲＣが作動していない場合の前輪５Ｆ及び後輪５Ｒの目標トルクである。フロントトルクＴｆ及びリアトルクＴｒは、アクセル踏み込み量等から算出される。「フロントＴＲＣトルクＴｆ＿ｔｒｃ」及び「リアＴＲＣトルクＴｒ＿ｔｒｃ」は、それぞれ、ＴＲＣが作動している場合の前輪５Ｆ及び後輪５Ｒの目標トルクである。フロントＴＲＣトルクＴｆ＿ｔｒｃ及びリアＴＲＣトルクＴｒ＿ｔｒｃは、ＴＲＣによって要求される。尚、フロントＴＲＣトルクＴｆ＿ｔｒｃ及びリアＴＲＣトルクＴｒ＿ｔｒｃは、それぞれ、フロントトルクＴｆ及びリアトルクＴｒより小さい。

まず、トルク制限が適用される対象車輪が後輪５Ｒである場合を説明する。制限リアトルクＴＲｒは、後輪５Ｒに対するトルク制限の目標トルクである。ＴＲＣが作動していない場合（図６、図８参照）、制限リアトルクＴＲｒは、「フロントトルクＴｆとゲインγとの積」、あるいは、「リアトルクＴｒとゲインγとの積」である。ここで、ゲインγは、０より大きく１未満の定数である（０＜γ＜１）。一方、ＴＲＣが作動している場合（図７、図９参照）、調停が行われる。例えば、「フロントＴＲＣトルクＴｆ＿ｔｒｃとゲインγとの積」と「リアＴＲＣトルクＴｒ＿ｔｒｃ」のうち小さい方が出力される。あるいは、制限リアトルクＴＲｒは、「リアＴＲＣトルクＴｒ＿ｔｒｃとゲインγとの積」であってもよい。

次に、トルク制限が適用される対象車輪が前輪５Ｆである場合を説明する。制限フロントトルクＴＲｆは、前輪５Ｆに対するトルク制限の目標トルクである。ＴＲＣが作動していない場合（図６、図８参照）、制限フロントトルクＴＲｆは、「リアトルクＴｒとゲインγとの積」、あるいは、「フロントトルクＴｆとゲインγとの積」である。一方、ＴＲＣが作動している場合（図７、図９参照）、調停が行われる。例えば、「リアＴＲＣトルクＴｒ＿ｔｒｃとゲインγとの積」と「フロントＴＲＣトルクＴｆ＿ｔｒｃ」のうち小さい方が出力される。あるいは、制限フロントトルクＴＲｆは、「フロントＴＲＣトルクＴｆ＿ｔｒｃとゲインγとの積」であってもよい。

１－５－５．ステップＳ５００
ステップＳ５００において、制御装置１１０は、トルク制限が作動中であるか否かを判定する。トルク制限が作動中である場合（ステップＳ５００；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ６００に進む。一方、トルク制限が作動していない場合（ステップＳ５００；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。

１－５－６．ステップＳ６００
ステップＳ６００において、制御装置１１０は、トルク制限の終了条件が成立するか否かを判定する「終了条件判定処理」を実行する。トルク制限の終了条件が成立する場合（ステップＳ６００；Ｙｅｓ）、処理は、ステップＳ７００に進む。一方、トルク制限の終了条件が成立しない場合（ステップＳ６００；Ｎｏ）、今回のサイクルにおける処理は終了する。

図１１は、トルク制限の終了条件の一例を説明するためのフローチャートである。例えば、トルク制限の終了条件は、「推定車体速度Ｖｅが終了判定速度Ｖｂ以下になること」、あるいは、「トルク制限が適用された車輪５の車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続すること」を含む（セクション１－２参照）。ステップＳ６１０において、制御装置１１０は、この終了条件が成立するか否かを判定する。

１－５－７．ステップＳ７００
ステップＳ７００において、制御装置１１０は、トルク制限を終了させる。これにより、推定車体速度Ｖｅの精度が確保される。

２．第２の実施の形態
図１２は、第２の実施の形態に係るトルク制限を説明するための概念図である。第２の実施の形態では、上記式（５）で表される「第２推定車体速度Ｖｅ２」が推定車体速度Ｖｅとして用いられる。第２推定車体速度Ｖｅ２は、前後加速度ＧｘとオフセットＯＦＳＴとの和の積分に基づいて推定される推定車体速度である。オフセットＯＦＳＴは、車両１が平坦路から下り坂に乗り移ったときに第２推定車体速度Ｖｅ２が過小評価されないように加算されている。オフセットＯＦＳＴが加算されているため、第２推定車体速度Ｖｅ２も大きめに推定される傾向にある。つまり、第２推定車体速度Ｖｅ２に関しても“持ち上がり”が発生する可能性がある。よって、トルク制限処理は第２推定車体速度Ｖｅ２に対しても有効である。

作動判定速度Ｖａ及び終了判定速度Ｖｂは、第１の実施の形態の場合と同様である。車両制御システム１００の構成も、第１の実施の形態の場合と同様である。第１の実施の形態と重複する説明は適宜省略する。

図１３は、第２の実施の形態に係るトルク制限に関連する処理を示すフローチャートである。既出の図５で示されたステップＳ２００とステップＳ３００との間に、ステップＳ２５０が追加されている。

上述の通り、ステップＳ２００において、制御装置１１０は、車輪スリップが発生しているか否かを判定する。例えば、スリップ判定条件は、「第１推定車体速度Ｖｅ１が第２推定車体速度Ｖｅ２よりも高いこと」を含む。スリップ判定条件は、「第１推定車体速度Ｖｅ１が第２推定車体速度Ｖｅ２よりも高い状態が一定時間継続すること」を含んでいてもよい。

ステップＳ２５０において、制御装置１１０は、ステップＳ２００の結果に応じて推定車体速度Ｖｅの切り替えを行う。より詳細には、車輪スリップが発生していない場合（ステップＳ２５１；Ｎｏ）、制御装置１１０は、第１推定車体速度Ｖｅ１を推定車体速度Ｖｅに設定する。一方、車輪スリップが発生している場合（ステップＳ２５１；Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、第２推定車体速度Ｖｅ２を推定車体速度Ｖｅに設定する。

車輪スリップが発生していない場合、第１推定車体速度Ｖｅ１の精度は高い。しかしながら、車輪スリップが発生している場合、車輪速に依存する第１推定車体速度Ｖｅ１の精度は低下し、車輪速に依存しない第２推定車体速度Ｖｅ２の精度が第１推定車体速度Ｖｅ１よりも高くなる。従って、推定車体速度Ｖｅを第１推定車体速度Ｖｅ１から第２推定車体速度Ｖｅ２に切り替えることにより、推定車体速度Ｖｅの精度が向上する。

但し、上述の通り、第２推定車体速度Ｖｅ２の精度も必ずしも高くない。オフセットＯＦＳＴが加算されているため、第２推定車体速度Ｖｅ２に関しても“持ち上がり”が発生する可能性がある。そこで、第２推定車体速度Ｖｅ２に対してもトルク制限が適用される。トルク制限の結果、車輪速が低下すると、車輪スリップが解消される。車輪スリップが解消されると（ステップＳ２５１；Ｎｏ）、推定車体速度Ｖｅが第２推定車体速度Ｖｅ２から第１推定車体速度Ｖｅ１に切り替わる（ステップＳ２５２）。すなわち、推定車体速度Ｖｅが、高精度な第１推定車体速度Ｖｅ１にリセットされる。これにより、推定車体速度Ｖｅの精度が確保される。

図１４は、第２の実施の形態の変形例を示している。変形例では、２種類の第２推定車体速度Ｖｅ２１、Ｖｅ２２が用いられる。第２推定車体速度Ｖｅ２１、Ｖ２２は、それぞれ、次の式（６）及び式（７）で表される。

式（６）：Ｖｅ２１＝（Ｇｘ×α１＋ＯＦＳＴ１）×実時間
式（７）：Ｖｅ２２＝（Ｇｘ×α２＋ＯＦＳＴ２）×実時間

式（７）中のゲインα２は、式（６）中のゲインα１よりも小さい。式（７）中のオフセットＯＦＳＴ２は、式（６）中のオフセットＯＦＳＴ１よりも小さい。すなわち、第２推定車体速度Ｖｅ２２は、第２推定車体速度Ｖｅ２１よりも更に低い。

ステップＳ２００では、第２推定車体速度Ｖｅ２１が用いられる。車輪スリップが一定時間継続していない場合（ステップＳ２５４；Ｎｏ）、制御装置１１０は、第２推定車体速度Ｖｅ２１を推定車体速度Ｖｅに設定する（ステップＳ２５５）。一方、車輪スリップが一定時間継続した場合（ステップＳ２５４；Ｙｅｓ）、制御装置１１０は、第２推定車体速度Ｖｅ２２を推定車体速度Ｖｅに設定する（ステップＳ２５６）。

このように、車輪スリップが発生した場合に、推定車体速度Ｖｅを段階的に低下させていくことも可能である。これにより、推定車体速度Ｖｅの精度をよりきめ細やかに向上させることが可能となる。

１ 車両
５ 車輪
５Ｆ 前輪
５Ｒ 後輪
１０ 車体速度推定装置
２０ センサ群
２１ 車輪速センサ
２２ 加速度センサ
３０ 走行装置
３１ 駆動装置
３２ 制動装置
１００ 車両制御システム
１１０ 制御装置
１２０ プロセッサ
１３０ 記憶装置
２００ 車両状態情報
３００ 車両制御プログラム
Ｖａ 作動判定速度
Ｖｂ 終了判定速度
Ｖｅ 推定車体速度
Ｖｅ１ 第１推定車体速度
Ｖｅ２ 第２推定車体速度
Ｖｔ 実車体速度

Claims (7)

1. ４輪駆動を行う車両に適用される車体速度推定方法であって、
   前記車両の車輪速に基づいて第１推定車体速度を取得する処理と、
   前記車両の各車輪の車輪速と前記第１推定車体速度に基づいて前記各車輪のスリップ率を算出する処理と、
   前記スリップ率が閾値を超えた車輪を対象車輪とし、前記対象車輪の前記スリップ率が目標スリップ率まで低下するように前記対象車輪のトルクを低下させるトラクションコントロールを行う処理と、
   前記車両の前後加速度とオフセットとの和の積分に基づいて第２推定車体速度を算出する処理と、
   前記第１推定車体速度が前記第２推定車体速度よりも高いことを少なくとも含むスリップ判定条件が成立するか否かを判定する処理と、
   前記スリップ判定条件が成立しない場合に車輪スリップは発生していないと判定し、前記スリップ判定条件が成立する場合に車輪スリップが発生していると判定する処理と、
   前記車輪速には依存しない作動判定速度であって、前記車輪スリップが発生していない状態での前記第１推定車体速度よりも高く、前記車輪スリップが発生した状態での前記第１推定車体速度よりも低い作動判定速度を設定する処理と、
   前記車輪速には依存しない終了判定速度であって、前記車輪スリップが発生していない状態での前記第１推定車体速度よりも高く、前記車輪スリップが発生した状態での前記第１推定車体速度よりも低い終了判定速度を設定する処理と、
   前記車輪スリップが発生し、且つ、前記第１推定車体速度が前記作動判定速度よりも高い状態が一定時間継続することを含む作動条件が成立するか否かを判定する処理と、
   前記作動条件が成立した場合、前記車両の一部の車輪のトルクを低下させるトルク制限を実行する処理と、
   前記第１推定車体速度が前記終了判定速度以下になること、あるいは、前記一部の車輪の車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続すること、を含む終了条件が成立するか否かを判定する処理と、
   前記終了条件が成立した場合、前記トルク制限を終了させる処理と
   を含む
   車体速度推定方法。
2. 請求項１に記載の車体速度推定方法であって、
   前記トルク制限は、前輪の前記トルクを低下させることなく、後輪の前記トルクを低下させる
   車体速度推定方法。
3. 請求項１又は２に記載の車体速度推定方法であって、
   前記作動判定速度は、前記前後加速度の積分に基づいて算出される
   車体速度推定方法。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車体速度推定方法であって、
   前記終了判定速度は、前記前後加速度の積分に基づいて算出される
   車体速度推定方法。
5. 請求項４に記載の車体速度推定方法であって、
   前記終了判定速度は、前記前後加速度の前記積分に基づいて算出される値と一定値との和である
   車体速度推定方法。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の車体速度推定方法であって、
   前記作動条件は、前記トラクションコントロールが作動中であり、前記車輪スリップが発生し、且つ、前記第１推定車体速度が前記作動判定速度よりも高い状態が一定時間継続することを含む
   車体速度推定方法。
7. ４輪駆動を行う車両に適用される車体速度推定装置であって、
   １又は複数のプロセッサを備え、
   前記１又は複数のプロセッサは、
   前記車両の車輪速に基づいて第１推定車体速度を取得する処理と、
   前記車両の各車輪の車輪速と前記第１推定車体速度に基づいて前記各車輪のスリップ率を算出する処理と、
   前記スリップ率が閾値を超えた車輪を対象車輪とし、前記対象車輪の前記スリップ率が目標スリップ率まで低下するように前記対象車輪のトルクを低下させるトラクションコントロールを行う処理と、
   前記車両の前後加速度とオフセットとの和の積分に基づいて第２推定車体速度を算出する処理と、
   前記第１推定車体速度が前記第２推定車体速度よりも高いことを少なくとも含むスリップ判定条件が成立するか否かを判定する処理と、
   前記スリップ判定条件が成立しない場合に車輪スリップは発生していないと判定し、前記スリップ判定条件が成立する場合に車輪スリップが発生していると判定する処理と、
   前記車輪速には依存しない作動判定速度であって、前記車輪スリップが発生していない状態での前記第１推定車体速度よりも高く、前記車輪スリップが発生した状態での前記第１推定車体速度よりも低い作動判定速度を設定する処理と、
   前記車輪速には依存しない終了判定速度であって、前記車輪スリップが発生していない状態での前記第１推定車体速度よりも高く、前記車輪スリップが発生した状態での前記第１推定車体速度よりも低い終了判定速度を設定する処理と、
   前記車輪スリップが発生し、且つ、前記第１推定車体速度が前記作動判定速度よりも高い状態が一定時間継続することを含む作動条件が成立するか否かを判定する処理と、
   前記作動条件が成立した場合、前記車両の一部の車輪のトルクを低下させるトルク制限を実行する処理と、
   前記第１推定車体速度が前記終了判定速度以下になること、あるいは、前記一部の車輪の車輪加速度がゼロより大きい状態が一定時間継続すること、を含む終了条件が成立するか否かを判定する処理と、
   前記終了条件が成立した場合、前記トルク制限を終了させる処理と
   を実行するように構成された
   車体速度推定装置。

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