JP2021049882A - 車輪速度推定装置、及び、車両 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の乗り心地の悪化を抑制する。【解決手段】車輪速度推定装置が、車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを用いて車輪の速度の推定値を算出する推定部と、車輪の速度の測定値に関する尤度に基づいて駆動系モデルの補正を行うか否かを判定する判定部と、判定部によって補正を行うと判定された場合、測定値と推定値との誤差に基づいて駆動系モデルを補正し、判定部によって補正を行わないと判定された場合、駆動系モデルの補正を中断する補正部と、を備える。【選択図】図２

Description

本開示は、車輪速度推定装置、及び、車両に関する。

従来、オブザーバを用いて車両における車輪の回転速度を推定する技術が知られている。特許文献１には、車輪がスリップ状態の場合に、オブザーバにおける車両の駆動系モデルの車両イナーシャを補正し、補正された駆動系モデルを用いて、車輪の回転速度を推定する技術が開示されている。

特開２００８−２９６７０２号公報

しかしながら、特許文献１では、車輪の回転速度の測定値の確からしさが、何ら考慮されていない。よって、車輪の回転速度の測定値の確からしさが低い場合、オブザーバは、駆動系モデルを精度良く補正できないため、車輪の回転速度を精度良く推定できないおそれがある。低精度の車輪の回転速度の推定値によって車両が制御された場合、車両に振動が発生し、車両の乗り心地が悪化するおそれがある。

本開示は、車両の乗り心地の悪化を抑制する技術の提供を目的とする。

本開示の一態様に係る車輪速度推定装置は、車両に備えられる車輪の速度を推定する車輪速度推定装置であって、前記車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを用いて、前記車輪の速度の推定値を算出する推定部と、前記車輪の速度の測定値に関する尤度に基づいて、前記駆動系モデルの補正を行うか否かを判定する判定部と、前記判定部によって補正を行うと判定された場合、前記測定値と前記推定値との誤差に基づいて前記駆動系モデルを補正し、前記判定部によって補正を行わないと判定された場合、前記駆動系モデルの補正を中断する補正部と、を備える。

本開示の一態様に係る車両は、車輪と、前記車輪の速度を測定するセンサと、前記車輪の駆動を制御する制御装置とを備える車両であって、前記制御装置は、前記車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを用いて、前記車輪の速度の推定値を算出し、前記センサから前記車輪の速度の測定値を受信し、前記測定値に関する尤度に基づいて、前記駆動系モデルの補正を行うか否かを判定し、前記補正を行うと判定された場合、前記測定値と前記推定値との誤差に基づいて前記駆動系モデルを補正し、前記補正を行わないと判定された場合、前記駆動系モデルの補正を中断し、前記測定値及び前記推定値のうちの少なくとも１つを用いて前記車輪の駆動を制御する。

なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、または、記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示によれば、車両の乗り心地の悪化を抑制できる。

実施の形態１に係る車両の構成例を示す模式図 実施の形態１に係るＥＣＵ（Electronic Control Unit）の機能及び当該ＥＣＵに関連する構成要素の例を示すブロック図 車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを説明する模式図 車輪速度センサの構成例を示す模式図 車輪の測定速度と、車輪の実際の速度とのずれの例を示すグラフ図 車両が減速、停止、加速を行った場合における、車輪の測定速度及び実速度の例を示すグラフ図 図２に示す構成から判定部を除いた構成の例を示すブロック図 実施の形態２に係るＥＣＵの機能及び当該ＥＣＵに関連する構成要素の例を示すブロック図 判定部の処理の手順の例を示すフローチャート 補正部の処理の手順の例を示すフローチャート 実施の形態３に係るＥＣＵの機能及び当該ＥＣＵに関連する構成要素の例を示すブロック図

以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明および実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の記載の主題を限定することは意図されていない。

（実施の形態１）
＜車両の構成＞
図１は、実施の形態１に係る車両の構成例を示す模式図である。

図１に示すように、車両１は、左前車輪１０ＬＦ、右前車輪１０ＲＦ、左後車輪１０ＬＲ、右後車輪１０ＲＲ、左前駆動軸１１ＬＦ、右前駆動軸１１ＲＦ、左後駆動軸１１ＬＲ、右後駆動軸１１ＲＲ、左前原動機１２ＬＦ、右前原動機１２ＲＦ、左後原動機１２ＬＲ、右後原動機１２ＲＲ、左前車輪速度センサ１３ＬＦ、右前車輪速度センサ１３ＲＦ、左後車輪速度センサ１３ＬＲ、左前減速装置１４ＬＦ、右前減速装置１４ＲＦ、左後減速装置１４ＬＲ、右後減速装置１４ＲＲ、右後車輪速度センサ１３ＲＲ、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備える。また、車両１は、左前原動機１２ＬＦ、右前原動機１２ＲＦ、左後原動機１２ＬＲ、右後原動機１２ＲＲ、左前車輪速度センサ１３ＬＦ、右前車輪速度センサ１３ＲＦ、左後車輪速度センサ１３ＬＲ、右後車輪速度センサ１３ＲＲとＥＣＵ１００とを双方向通信可能に接続する通信ネットワークＮ（例えばＣＡＮ（Controller Area Network））を備える。

左前原動機１２ＬＦの発生する動力は、左前減速装置１４ＬＦによって減速され、左前駆動軸１１ＬＦを介して、左前車輪１０ＬＦに伝達される。右前原動機１２ＲＦの発生する動力は、右前減速装置１４ＲＦによって減速され、右前駆動軸１１ＲＦを介して、右前車輪１０ＲＦに伝達される。左後原動機１２ＬＲの発生する動力は、左後減速装置１４ＬＲによって減速され、左後駆動軸１１ＬＲを介して、左後車輪１０ＬＲに伝達される。右後原動機１２ＲＲの発生する動力は、右後減速装置１４ＲＲによって減速され、右後駆動軸１１ＲＲを介して、右後車輪１０ＲＲに伝達される。

左前車輪速度センサ１３ＬＦは、左前車輪１０ＬＦの速度を測定する。右前車輪速度センサ１３ＲＦは、右前車輪１０ＲＦの速度を測定する。左後車輪速度センサ１３ＬＲは、左後車輪１０ＬＲの速度を測定する。右後車輪速度センサ１３ＲＲは、右後車輪１０ＲＲの回転を測定する。

左前原動機１２ＬＦ、左前減速装置１４ＬＦ、左前駆動軸１１ＬＦ及び左前車輪１０ＬＦが左前駆動装置３ＬＦを構成する。右前原動機１２ＲＦ、右前減速装置１４ＲＦ、右前駆動軸１１ＲＦ及び右前車輪１０ＲＦが右前駆動装置３ＲＦを構成する。左後原動機１２ＬＲ、左後減速装置１４ＬＲ、左後駆動軸１１ＬＲ及び左後車輪１０ＬＲが左後駆動装置３ＬＲを構成する。右後原動機１２ＲＲ、右後減速装置１４ＲＲ、右後駆動軸１１ＲＲ及び右後車輪１０ＲＲが右後駆動装置３ＲＲを構成する。

以下、左前車輪１０ＬＦ、右前車輪１０ＲＦ、左後車輪１０ＬＲ、右後車輪１０ＲＲを区別せずに、車輪１０と称する場合がある。また、左前駆動軸１１ＬＦ、右前駆動軸１１ＲＦ、左後駆動軸１１ＬＲ、右後駆動軸１１ＲＲを区別せずに、駆動軸１１と称する場合がある。また、左前原動機１２ＬＦ、右前原動機１２ＲＦ、左後原動機１２ＬＲ、右後原動機１２ＲＲを区別せずに原動機１２と称する場合がある。また、左前車輪速度センサ１３ＬＦ、右前車輪速度センサ１３ＲＦ、左後車輪速度センサ１３ＬＲ、右後車輪速度センサ１３ＲＲを区別せずに、車輪速度センサ１３と称する場合がある。また、左前駆動装置３ＬＦ、右前駆動装置３ＲＦ、左後駆動装置３ＬＲ、右後駆動装置３ＲＲを区別せずに、駆動装置３と称する場合がある。

車輪速度センサ１３が測定する車輪１０の速度は、回転速度（例えばｒｐｍ）、角速度（例えばｒａｄ／ｍｓ）、及び、車輪１０の周長に基づく走行速度（例えばｋｍ／ｈ）のうちの何れであってもよい。

原動機１２の一例は、電動モータである。ただし、原動機１２は、電動モータに限られず、例えば内燃機関であってもよい。

なお、図１では、原動機１２に電力を供給する電池機構、及び、各車輪１０の速度を減速させるためのブレーキ機構などが省略されているが、これらの機構が車両１に備えられることは当然である。

また、図１に示す車両１は、各車輪１０が別々の原動機１２によって駆動する構成であるが、車両１は、図１の構成に限定されない。例えば、車両１は、１つの原動機１２が、左前車輪１０ＬＦ及び右前車輪１０ＲＦを駆動する構成であってもよい。あるいは、車両１は、１つの原動機１２が、左後車輪１０ＬＲ及び右後車輪１０ＲＲを駆動する構成であってもよい。

以下の説明は、左前車輪１０ＬＦ、左前駆動軸１１ＬＦ及び左前原動機１２ＬＦの例であるが、他の車輪１０、他の駆動軸１１及び他の原動機１２にも適用できる。また、以下の説明では、便宜上、左前車輪１０ＬＦ、左前駆動軸１１ＬＦ及び左前原動機１２ＬＦを、単に、車輪１０、駆動軸１１及び原動機１２という場合がある。

ＥＣＵ１００は、車両１を制御する制御装置の一例、あるいは、車輪１０の速度を推定する車輪速度推定装置の一例である。ＥＣＵ１００は、メモリ１０１、ストレージ１０２、処理部１０３、通信部１０４、及び、これらの構成要素１０１〜１０４を双方向通信可能に接続するバス１０５を備える。なお、車両１は、１つのＥＣＵ１００を備えてもよいし、複数のＥＣＵ１００を備えてもよい。

メモリ１０１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）又はこれらの組み合わせによって構成され、ＥＣＵ１００が有する機能を実現するためのコンピュータプログラム及びデータを記憶する。ＲＡＭは、例えば、揮発性メモリによって構成される。

ストレージ１０２は、例えばフラッシュメモリといった不揮発性メモリによって構成され、ＥＣＵ１００が有する機能を実現するためのコンピュータプログラム及びデータを格納する。

処理部１０３は、メモリ１０１及び／又はストレージ１０２から読み出したコンピュータプログラム及びデータを処理し、あるいは、組み込まれた回路にしたがって動作し、ＥＣＵ１００が有する機能を実現する。処理部１０３は、プロセッサ、コントローラ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、集積回路又はＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）といった他の用語に読み替えられてもよい。

通信部１０４は、通信ネットワークＮ（例えばＣＡＮ）を介するデータの送受信を制御する。例えば、通信部１０４は、通信ネットワークＮを通じて、車輪速度センサ１３から測定データを受信する。また、通信部１０４は、通信ネットワークＮを通じて、原動機１２に対して、原動機１２を制御するための制御データを送信する。

＜ＥＣＵの機能＞
図２は、実施の形態１に係るＥＣＵ１００の機能及び当該ＥＣＵ１００に関連する構成要素の例を示すブロック図である。

ＥＣＵ１００は、車輪１０のスリップ状態において、原動機１２から出力されるトルクを適切に制御し、車両１の走行安定性を実現する。

ＥＣＵ１００の処理部１０３は、判定部２０１、補正部２０２、推定部２０３、誤差算出部２０４、及びトルク制御部２０５の機能を実現する。なお、判定部２０１は、判断部又は決定部といった他の用語に読み替えられてもよい。補正部２０２は、変更部又は修正部といった他の用語に読み替えられてもよい。推定部２０３は、オブザーバといった他の用語に読み替えられてもよい。オブザーバとは、現代制御理論に基づいて、制御系の内部状態を観測する状態観測器である。

推定部２０３は、左前車輪１０ＬＦの速度を推定するための駆動系モデルに基づいて、左前原動機１２ＬＦから出力されたトルクＴｍに対応する左前車輪１０ＬＦの速度を推定する。以下、推定された左前車輪１０ＬＦの速度を、左前車輪１０ＬＦの推定速度Ｖｅｓｔという。例えば、推定部２０３は、左前原動機１２ＬＦから出力されたトルクＴｍを駆動系モデルに入力し、左前車輪１０ＬＦの推定速度Ｖｅｓｔを算出する。推定部２０３は、算出した左前車輪１０ＬＦの推定速度Ｖｅｓｔを出力する。なお、推定速度Ｖｅｓｔは、回転速度（例えばｒｐｍ）、角速度（例えばｒａｄ／ｍｓ）、及び、左前車輪１０ＬＦの周長に基づく走行速度（例えばｋｍ／ｈ）のうちの何れであってもよい。

推定部２０３は、左前車輪１０ＬＦがスリップ状態の場合とグリップ状態の場合とにおいて、異なる駆動系モデルを用いてよい。また、左前車輪１０ＬＦがスリップ状態の場合の駆動系モデルは、後述するように、補正部２０２によって補正されたものであってよい。

なお、駆動系モデルは、例えば、特許文献１と同様、図３に示す構成であってよい。図３は、車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを説明する模式図である。図３に示すように、駆動系モデル３Ｍは、車両１の駆動系、すなわち駆動装置３の駆動軸１１の剛性と車輪１０の剛性とを考慮し、そのねじれ振動の１次成分に特化することで低次元化して作成したモデルであってよい。ここで、Ｉ１は原動機１２のイナーシャ、Ｔｍは原動機の出力するトルク、ωｍは原動機１２の回転速度、ρは減速装置９の減速比、Ｃｓは駆動軸１１の粘性係数と車輪１０の粘性係数とを合成した合成粘性係数、Ｋｓは駆動軸１１のばね定数と車輪１０のばね定数とを合成した合成ばね定数、θは駆動軸１１のねじれ角度、ωｔは車輪１０の回転速度、Ｉ２は車両１のイナーシャである。車両１のイナーシャは、車両１の車輪１０のイナーシャＩ２ｔと、車両１の車輪１０以外の部分におけるイナーシャＩ２ｂとの和である。なお、車両１のイナーシャＩ２は、車両１の質量Ｍと相関が高く、車両１の質量を車両１のイナーシャに変換する変換係数ｊを用いて、Ｉ２＝ｊ×Ｍで表すことができる。なお、変換係数ｊは、車両１の諸元等によって決定される定数である。

また、左前車輪１０ＬＦがスリップ状態又はグリップ状態の何れであるかは、特許文献１に開示の方法によって判定されてよい。例えば、左前車輪１０ＬＦの摩擦係数μが上昇から下降に転じた場合に、左前車輪１０ＬＦがグリップ状態からスリップ状態に転じたと判定されてよい。なお、摩擦係数μは、左前車輪１０ＬＦが発生する駆動力と相関があるため、当該駆動力を監視することにより、左前車輪１０ＬＦがスリップ状態であるか否かを判定できる。

誤差算出部２０４は、車輪速度センサ１３によって測定された左前車輪１０ＬＦの速度（以下「測定速度」という）Ｖｍｅｓと、推定部２０３から出力された左前車輪１０ＬＦの推定速度Ｖｅｓｔとの間の誤差（以下「速度誤差」という）ｅを算出する。例えば、誤差算出部２０４は、測定速度Ｖｍｅｓから推定速度Ｖｅｓｔを減じて、速度誤差ｅを算出する。なお、推定速度Ｖｅｓｔは、回転速度（例えばｒｐｍ）、角速度（例えばｒａｄ／ｍｓ）、及び、左前車輪１０ＬＦの周長に基づく走行速度（例えばｋｍ／ｈ）のうちの何れであってもよい。

補正部２０２は、左前車輪１０ＬＦがスリップ状態の場合、推定部２０３における駆動系モデル３Ｍのパラメータを補正する。例えば、補正部２０２は、特許文献１に開示されているように、駆動系モデル３Ｍのパラメータの１つである車両イナーシャを補正する。補正部２０２は、誤差算出部２０４から出力される速度誤差ｅに基づいて、車両イナーシャの補正値を算出する。ここで、車両イナーシャを補正する理由は次の通りである。スリップ状態の場合の車輪の摩擦係数は、グリップ状態の場合の車輪の摩擦係数よりも小さい。したがって、スリップ状態の場合の車両イナーシャは、グリップ状態の場合の車両イナーシャよりも小さい。ゆえに、補正部２０２が、スリップ状態において車両イナーシャを補正することにより、推定部２０３は、車両イナーシャの補正された駆動系モデル３Ｍを用いて、左前車輪１０ＬＦの摩擦係数の変化を考慮した推定速度Ｖｅｓｔを算出できる。つまり、スリップ状態における推定速度Ｖｅｓｔの精度が向上する。

トルク制御部２０５は、左前車輪１０ＬＦの測定速度Ｖｍｅｓ及び推定速度Ｖｅｓｔに基づいて、左前原動機１２ＬＦから出力するトルクを制御する。例えば、トルク制御部２０５は、左前車輪１０ＬＦがスリップ状態の場合、左前車輪１０ＬＦの推定速度Ｖｅｓｔから測定速度Ｖｍｅｓを減じた値に所定のゲインＧを乗じて、トルク補正値を算出する。そして、トルク制御部２０５は、目標のトルクからトルク補正値を減じたトルクの出力指示（制御データの一例）を、左前原動機１２ＬＦに送信する。これにより、左前原動機１２ＬＦは、左前車輪１０ＬＦのスリップ状態を考慮した適切なトルクにて左前車輪１０ＬＦを駆動できる。

判定部２０１は、測定速度Ｖｍｅｓの確からしさ（尤度）に基づいて、補正部２０２による駆動系モデル３Ｍの補正を許可するか否かを判定する。例えば、判定部２０１は、測定速度Ｖｍｅｓの尤度が所定の尤度閾値以上の場合、補正部２０２に対して、補正許可を設定する。この場合、補正部２０２は、スリップ状態において、上述したように駆動系モデル３Ｍを随時補正する。一方、判定部２０１は、測定速度Ｖｍｅｓの尤度が所定の尤度閾値未満の場合、補正部２０２に対して、補正不許可を設定する。この場合、補正部２０２は、スリップ状態であっても、駆動系モデル３Ｍのさらなる補正を行わない（つまり補正を中断する）。この場合、スリップ状態における駆動系モデル３Ｍは、最後に補正された状態で維持される。なお、判定部２０１は、補正許可又は補正不許可の設定に代えて、補正許可又は補正不許可の指示を補正部２０２に通知（又は送信）してもよい。以下、判定部２０１について詳細に説明する。

＜判定部の詳細＞
次に、図４、図５を参照しながら、判定部２０１について詳細に説明する。

図４は、車輪速度センサ１３の構成例を示す模式図である。図５は、車輪１０の測定速度と、車輪１０の実際の速度（以下「実速度」という）とのずれの例を示すグラフである。図５のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は速度を示す。また、図５のグラフにおいて、実線は測定速度を示し、破線は実速度を示す。

図４に示すように、車輪速度センサ１３は、車輪１０（又は駆動軸１１）に備えられたロータ２０の回転をセンシングする。そして、車輪速度センサ１３は、ロータ２０の回転に応じて検出されるパルスの単位時間当たりの数に基づいて、車輪１０の速度を算出する。車輪１０の速度は、回転速度（例えばｒｐｍ）、角速度（例えばｒａｄ／ｍｓ）、及び、車輪１０の周長に基づく走行速度（例えばｋｍ／ｈ）のうちの何れであってもよい。

例えば、車輪１０の周長をＬ［ｍｍ］、車輪１回転当たりに検出されるパルス数をｐ［パルス／回転］、測定した車輪１０の速度の出力周期をｔ［ｍｓ］とする。この場合、車輪速度センサ１３が測定可能な車輪１０の最低速度Ｖｌｏｗｅｓｔは、出力周期ｔの間に１パルスを検出できる速度であるので、次の式（１）にて算出される。
Ｖｌｏｗｅｓｔ＝（３．６×Ｌ）／（ｐ×ｔ）［ｋｍ／ｈ］ ・・・（１）

例えば、Ｌが２１４３．２［ｍｍ］、ｐが４８［パルス／回転］、ｔが２０［ｍｓ］の場合、Ｖｌｏｗｅｓｔは約０．８［ｋｍ／ｈ］と算出される。

したがって、車輪１０の実速度が０よりも大きくかつＶｌｏｗｅｓｔ未満である場合、車輪速度センサ１３は、車輪１０の測定速度を０と出力してしまう。すなわち、車輪１０が実際には回転しているにもかかわらず、車輪１０の測定速度が０と出力されてしまう。

このように、確からしさ（尤度）の非常に低い車輪１０の測定速度Ｖｍｅｓを用いて、補正部２０２が駆動系モデル３Ｍを補正した場合、補正された駆動系モデル３Ｍを用いて推定部２０３が算出した車輪１０の推定速度Ｖｅｓｔの確からしさ（尤度）も低くなってしまう。この場合、トルク制御部２０５は、確からしさ（尤度）の低い推定速度Ｖｅｓｔを用いて原動機１２から出力されるトルクを制御することになり、その結果、車両１の走行に振動が発生し得る。つまり、車両１の乗り心地が悪化し得る。

そこで、判定部２０１は、上述のとおり、測定速度Ｖｍｅｓの尤度が所定の尤度閾値未満の場合、補正不許可を設定し、測定速度Ｖｍｅｓの尤度が所定の尤度閾値以上の場合、補正許可を設定する。ここで、測定速度Ｖｍｅｓの尤度は、測定速度Ｖｍｅｓが下記の式（２）に示す閾値Ｖｔｈよりも小さくなったときに急激に小さくなる値であってよい。そして、所定の尤度閾値は、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈのときの尤度であってよい。
Ｖｔｈ＝α×Ｖｌｏｗｅｓｔ ・・・（２）
ここで、αは、車輪の周長Ｌのばらつき、及び／又は、出力周期ｔのばらつきに基づいて決定される安全率を示し、例えば０＜α≦１である。

あるいは、判定部２０１は、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ未満の場合、補正不許可を設定し、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ以上の場合、補正許可を設定してもよい。

図６は、車両が減速、停止、加速を行った場合における、車輪１０の測定速度及び実速度の例を示すグラフである。図６のグラフにおいて、横軸は時間を示し、縦軸は車輪１０の速度を示す。また、図６のグラフにおいて、実線は測定速度を示し、破線は実速度を示す。図６を参照して、判定部２０１が補正許可と補正不許可を切り替えるタイミングの一例を説明する。

判定部２０１は、車両１が減速し、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ未満になったタイミングで、補正不許可を設定する。また、判定部２０１は、車両１が加速し、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ以上になったタイミングで、補正許可を設定する。これにより、上述のとおり、減速時及び加速時における車両１の振動の発生を抑制できる。

なお、補正不許可から補正許可に変更されたときの測定速度と実速度との差がある程度大きな値であっても、補正部２０２を適切に設計することにより、その差を有限時間内に０に収束できる。

図７は、図２に示す構成から判定部２０１を除いた構成の例を示すブロック図である。次に、図７を参照して、図２に示す構成による効果を説明する。

図７に示す構成において、補正部２０２は、図２に示す構成と同様、測定速度Ｖｍｅｓから推定速度Ｖｅｓｔを減じた速度誤差ｅに基づいて、駆動系モデル３Ｍの車両イナーシャを補正する。

上述のとおり、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ未満の場合、測定速度Ｖｍｅｓの尤度が低いので、その測定速度Ｖｍｅｓを用いて算出される速度誤差ｅの尤度も低い。図７に示す構成では、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ未満の場合でも、補正部２０２は、尤度の低い速度誤差ｅを用いて、駆動系モデル３Ｍを補正する。よって、推定部２０３は、尤度の低い駆動系モデル３Ｍを用いて、推定速度Ｖｅｓｔを算出する。この場合、トルク制御部２０５は、尤度の低い推定速度Ｖｅｓｔを用いて原動機１２のトルクを制御することになり、その結果、車両１の走行に振動が発生し得る。つまり、車両１の乗り心地が悪化し得る。

これに対して、判定部２０１を有する図２に示す構成では、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ未満の場合、補正部２０２は駆動系モデル３Ｍの補正を中断するので、推定部２０３は、尤度の十分に高い速度誤差ｅにて補正された直前の駆動系モデル３Ｍを用いて、推定速度Ｖｅｓｔを算出する。よって、図２の構成にて算出される推定速度Ｖｅｓｔの尤度は、図７の構成にて算出される推定速度Ｖｅｓｔの尤度よりも高い。よって、図２に示す構成は、図７に示す構成と比べて、測定速度Ｖｍｅｓが閾値Ｖｔｈ未満の場合における車両の乗り心地の悪化を抑制し得る。

（実施の形態２）
図８は、実施の形態２に係るＥＣＵ１００の機能及び当該ＥＣＵ１００に関連する構成要素の例を示すブロック図である。実施の形態２では、実施の形態１と共通する構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する場合がある。

以下、左前車輪１０ＬＦ、左前駆動軸１１ＬＦ及び左前原動機１２ＬＦの例を説明するが、以下の説明は、実施の形態１と同様、他の車輪１０、他の駆動軸１１及び他の原動機１２にも適用できる。また、以下の説明では、便宜上、左前車輪１０ＬＦ、左前駆動軸１１ＬＦ及び左前原動機１２ＬＦを、単に、車輪１０、駆動軸１１及び原動機１２という場合がある。

ＥＣＵ１００は、判定部２０１、補正部２０２、推定部２０３、誤差算出部２０４、トルク制御部２０５、及び、平均化部２０６を有する。

平均化部２０６は、左前車輪速度センサ１３ＬＦ、右前車輪速度センサ１３ＲＦ、左後車輪速度センサ１３ＬＲ、及び、右後車輪速度センサ１３ＲＲの各々から受信した測定速度を平均化し、４つの車輪１０の平均測定速度ωｔａを出力する。平均測定速度ωｔａは、車両１の走行速度ともいえる。

判定部２０１は、平均化部２０６から出力された平均測定速度ωｔａに基づいて、実施の形態１で説明したように、補正の可否を判定する。例えば、図４にて説明したように、車輪速度センサ１３が測定可能な車輪１０の最低速度Ｖｌｏｗｅｓｔに基づいて閾値Ｖｔｈを設定する。そして、判定部２０１は、平均測定速度ωｔａが閾値Ｖｔｈ未満の場合、補正不許可を設定し、平均測定速度ωｔａが閾値Ｖｔｈ以上の場合、補正許可を設定する。

図４にて説明したように、左前車輪１０ＬＦの実速度が０よりも大きくかつ最低速度Ｖｌｏｗｅｓｔ未満である場合、車輪速度センサ１３は、左前車輪１０ＬＦの測定速度を０と出力してしまう。

したがって、４つの車輪１０のうち少なくとも１つの車輪１０の速度が最低速度Ｖｌｏｗｅｓｔ未満の場合、平均測定速度ωｔａは、４つの車輪１０の速度がいずれも最低速度Ｖｌｏｗｅｓｔ以上の場合の平均測定速度ωｔａと比べて、尤度が非常に低い。よって、判定部２０１は、上述のとおり、平均測定速度ωｔａが閾値Ｖｔｈ未満の場合、補正不許可を設定する。

なお、平均測定速度Ｖｍｅｓの尤度は、上述に限られない。例えば、平均測定速度Ｖｍｅｓの尤度は、４つの車輪１０のうち、閾値Ｖｔｈ以上の速度の車輪数の増加に応じて高くなる関数であってもよい。これは、車両１が旋回中であり、少なくとも２つの車輪１０の速度が異なる場合に有用である。

補正部２０２は、補正許可が設定されている場合、推定部２０３の駆動系モデル３Ｍを補正する。例えば、補正部２０２は、当該補正部２０２に入力された、スリップ状態の左前車輪１０ＬＦの回転加速度ａｒ、グリップ状態の左前車輪１０ＬＦの回転加速度ａｄ、及び、速度誤差ｅに基づいて、補正値を算出する。そして、補正部２０２は、補正値にて、駆動系モデル３Ｍの車両イナーシャを補正する。

スリップ状態の左前車輪１０ＬＦの回転加速度ａｒは、左前車輪１０ＬＦの車輪速度センサ１３から出力された左前車輪１０ＬＦの測定速度ωａ＿ＦＬを時間微分（１／ｓ：ｓはラプラス演算子）して算出できる。

グリップ状態の左前車輪１０ＬＦの回転加速度ａｄは、左前原動機１２ＬＦの駆動軸速度センサ１５から出力された左前原動機１２ＬＦの回転速度に１／ρ（ρは減速装置の減速比）を乗じて得られる左前車輪１０ＬＦの実速度ωｔ＿ＦＬを時間微分（１／ｓ：ｓはラプラス演算子）して算出できる。

速度誤差ｅは、実速度ωｔ＿ＦＬから推定速度ωｔ＿ＦＬ＊を減じて算出できる。

一方、補正部２０２は、補正不許可が設定されている場合、推定部２０３の駆動系モデル３Ｍの補正を中断する。

推定部２０３は、トルクセンサ１６から送信された左前原動機１２ＬＦの出力トルクＴｍを駆動系モデル３Ｍに入力し、左前車輪１０ＬＦの推定速度ωｔ＿ＦＬ＊を出力する。駆動系モデル３Ｍは、実施の形態１にて説明したとおりである。

トルク制御部２０５は、左前車輪１０ＬＦの測定速度ωａ＿ＦＬ及び推定速度ωｔ＿ＦＬ＊に基づいて、左前原動機１２ＬＦの出力トルクを制御する。例えば、トルク制御部２０５は、左前車輪１０ＬＦがスリップ状態の場合、左前車輪１０ＬＦの推定速度ωｔ＿ＦＬ＊から左前車輪１０ＬＦの測定速度ωａ＿ＦＬを減じた値に所定のゲインＧを乗じて、トルク補正値を算出する。そして、トルク制御部２０５は、目標のトルクからトルク補正値を減じた出力トルクの出力指示（制御データの一例）を、左前原動機１２ＬＦに送信する。これにより、左前原動機１２ＬＦは、左前車輪１０ＬＦのスリップ状態を考慮した適切な出力トルクにて左前車輪１０ＬＦを駆動できる。

図９は、判定部２０１の処理の手順の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、判定部２０１は、平均化部２０６から出力された４車輪の平均測定速度ωｔａが閾値Ｖｔｈ未満であるか否かを判定する。

平均測定速度ωｔａが所定の閾値Ｖｔｈ未満である場合（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２において、判定部２０１は、補正部２０２に対して補正不許可を設定する。そして、スタートに戻る。

平均測定速度ωｔａが所定の閾値Ｖｔｈ以上である場合（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０３において、判定部２０１は、補正部２０２に対して補正許可を設定する。そして、スタートに戻る。

図１０は、補正部２０２の処理の手順の例を示すフローチャートである。

ステップＳ２０１において、補正部２０２は、車両１が振動中であるか否かを判定する。例えば、補正部２０２は、車輪１０の回転加速度ａｒ又はａｄが変動しているか否かによって、車両１が振動中であるか否かを判定する。

車両１が振動中でない場合（ステップＳ２０１：ＮＯ）、スタートに戻る。車両１が振動中である場合（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２において、補正部２０２は、補正許可が設定されているか否かを判定する。

補正不許可が設定されている場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、スタートに戻る。すなわち、補正部２０２は、ステップＳ２０４の駆動系モデル３Ｍの補正を行わない。

補正許可が設定されている場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ステップＳ２０３において、補正部２０２は、スリップ状態であるか否かを判定する。

スリップ状態でない場合（ステップＳ２０３：ＮＯ）、スタートに戻る。スリップ状態である場合（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０４において、補正部２０２は、駆動系モデル３Ｍを補正する。そして、ステップＳ２０５において、補正部２０２は、車両１が振動中であるか否かを判定する。

車両１が振動中である場合（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に戻る。車両１が振動中でない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０６において、補正部２０２は、グリップ時の駆動系モデル３Ｍに変更する。そして、スタートに戻る。

＜変形例＞
判定部２０１は、判定結果をトルク制御部２０５に出力してもよい。その場合、トルク制御部２０５は、判定部２０１から出力された判定結果に基づいて、ゲインＧを切り替えてもよい。

また、補正部２０２と推定部２０３との間に、補正値に対してゲインを乗ずるゲイン部を設けてもよい。そして、判定部２０１は、判定結果を当該ゲイン部に出力してもよい。その場合、ゲイン部は、判定部２０１から出力された判定結果に基づいて、ゲイン値を切り替えてもよい。

また、判定部２０１は、判定結果を推定部２０３に出力してもよい。その場合、推定部２０３は、判定部２０１から出力された判定結果に基づいて、出力する推定速度を切り替えてもよい。例えば、推定部２０３は、判定結果が「平均測定速度ωｔａの尤度が尤度閾値未満である」場合、推定速度ωｔ＿ＦＬ＊を出力し、判定結果が「平均測定速度ωｔａの尤度が尤度閾値以上である」場合、推定速度ωａ＿ＦＬを出力してもよい。これにより、トルク制御部２０５からの出力トルクの精度の悪化を抑制できる。

（実施の形態３）
図１１は、実施の形態３に係るＥＣＵ１００の機能及び当該ＥＣＵ１００に関連する構成要素の例を示すブロック図である。実施の形態３では、実施の形態２と共通する構成要素には同じ参照符号を付し、説明を省略する場合がある。

以下、図１１を参照して、車両１の走行抵抗の変化に応じて駆動系モデル３Ｍを補正する例を説明する。

車両１の走行抵抗は、例えば、次のような場合に変化する。
・車輪１０を交換し、車輪１０の周長が変化したとき。
・車輪１０の空気圧が低下し、車輪１０の有効周長が変化、あるいは、車輪１０の転がり抵抗係数が変化したとき。
・上り坂又は下り坂を走行し、走行に必要な推進力が変化したとき。

補正部２０２は、走行抵抗の変化が駆動系モデル３Ｍに反映されるように、駆動系モデル３Ｍを補正する。例えば、補正部２０２は、当該補正部２０２に入力された、左前車輪１０ＬＦの測定速度ωａ＿ＦＬ、左前車輪１０ＬＦの実速度ωｔ＿ＦＬ、及び、速度誤差ｅに基づいて、走行抵抗の変化が駆動系モデル３Ｍに反映されるように、車両イナーシャ及び／又は車輪イナーシャを補正する。

ここで、補正部２０２は、実施の形態１及び２と同様、判定部２０１から補正許可が設定されている場合、駆動系モデル３Ｍを補正し、判定部２０１から補正不許可が設定されている場合、駆動系モデル３Ｍの補正を中断する。なお、この場合、補正部２０２は、図１０に示す手順からステップＳ２０３を除いた処理を実行する。

このように、本開示の判定部２０１は、スリップ状態における駆動系モデル３Ｍの補正に限らず、走行抵抗に応じた駆動系モデル３Ｍの補正に対しても適用できる。

（本開示のまとめ）
本開示の一態様に係る、車両１に備えられる車輪１０の速度を推定する車輪速度推定装置（例えばＥＣＵ１００）は、車両１の駆動系をモデル化した駆動系モデル３Ｍを用いて、車輪１０の速度の推定値を算出する推定部２０３と、車輪１０の速度の測定値に関する尤度に基づいて、駆動系モデル３Ｍの補正を行うか否かを判定する判定部２０１と、判定部２０１によって補正を行うと判定された場合、測定値と推定値との誤差に基づいて駆動系モデル３Ｍを補正し、判定部２０１によって補正を行わないと判定された場合、駆動系モデル３Ｍの補正を中断する補正部２０２と、を備える。

この構成により、車輪１０の速度の測定値に関する尤度に基づいて補正を制御された駆動系モデル３Ｍによって、車輪１０の速度の推定値が算出されるので、推定値の精度が向上し得る。よって、精度の向上した推定値を用いて車輪１０の駆動を制御することにより、車両１の乗り心地の悪化を抑制し得る。

車輪１０の速度の測定値の尤度は、車輪１０の速度を測定するセンサが測定可能な最低速度に基づいて定まる値であり、判定部２０１は、測定値が、最低速度に基づいて予め定められた閾値未満の場合、補正を行わないと判定してよい。

この構成により、測定値が、最低速度に基づいて予め定められた閾値未満の場合、駆動系モデル３Ｍの補正が中断されるので、測定値が上記閾値未満の場合における推定値の精度の低下を抑制できる。したがって、車両１の速度が上記最低速度未満の場合における、車両１の乗り心地の悪化を抑制し得る。

補正部２０２は、判定部２０１によって補正を行うと判定された場合、かつ、車輪１０がスリップ状態の場合、駆動系モデル３Ｍを補正し、判定部２０１によって補正を行わないと判定された場合、かつ、車輪１０がスリップ状態の場合、駆動系モデル３Ｍの補正を中断してよい。

この構成により、車輪１０がスリップ状態であっても判定部２０１によって補正を行わないと判定された場合、駆動系モデル３Ｍの補正が中断されるので、スリップ状態かつ測定値が上記閾値未満の場合における推定値の精度の低下を抑制できる。したがって、スリップ状態かつ車両１の速度が上記最低速度未満の場合における、車両１の乗り心地の悪化を抑制し得る。

判定部２０１は、複数の車輪１０の各々の測定値の平均に関する尤度に基づいて、上記判定を行ってよい。

この構成により、複数の車輪１０の各々の測定値の平均（例えば車両１の走行速度）に関する尤度に基づいて補正を制御された駆動系モデル３Ｍによって、車輪１０の速度の推定値が算出されるので、推定値の精度が向上し得る。よって、車両１の乗り心地の悪化を抑制し得る。

本開示の一態様に係る、車両１に備えられる車輪１０の速度を推定する車輪速度推定装置（例えばＥＣＵ１００）は、車両１の駆動系をモデル化した駆動系モデル３Ｍを用いて、車輪１０の速度の推定値を算出する推定部２０３と、車輪１０の速度の測定値が、車輪１０の速度を測定するセンサが測定可能な最低速度に基づいて予め定められた閾値以上の場合、測定値と推定値との誤差に基づいて駆動系モデル３Ｍを補正し、車輪１０の速度の測定値が、閾値未満の場合、駆動系モデル３Ｍの補正を中断する補正部２０２と、を備える。

この構成により、車輪１０の速度の測定値に基づいて補正を制御された駆動系モデル３Ｍによって、車輪１０の速度の推定値が算出されるので、推定値の精度が向上し得る。よって、精度の向上した推定値を用いて車輪１０の駆動を制御することにより、車両１の乗り心地の悪化を抑制し得る。

以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

本開示は、車両の走行の制御に有用である。

１ 車両
３ 駆動装置
３ＬＦ 左前駆動装置
３ＬＲ 左後駆動装置
３ＲＦ 右前駆動装置
３ＲＲ 右後駆動装置
３Ｍ 駆動系モデル
１０ 車輪
１０ＬＦ 左前車輪
１０ＬＲ 左後車輪
１０ＲＦ 右前車輪
１０ＲＲ 右後車輪
１１ 駆動軸
１１ＬＦ 左前駆動軸
１１ＬＲ 左後駆動軸
１１ＲＦ 右前駆動軸
１１ＲＲ 右後駆動軸
１２ 原動機
１２ＬＦ 左前原動機
１２ＬＲ 左後原動機
１２ＲＦ 右前原動機
１２ＲＲ 右後原動機
１３ 車輪速度センサ
１３ＬＦ 左前車輪速度センサ
１３ＬＲ 左後車輪速度センサ
１３ＲＦ 右前車輪速度センサ
１３ＲＲ 右後車輪速度センサ
１４ 減速装置
１４ＬＦ 左前減速装置
１４ＬＲ 左後減速装置
１４ＲＦ 右前減速装置
１４ＲＲ 右後減速装置
１５ 駆動軸速度センサ
１６ トルクセンサ
２０ ロータ
１００ ＥＣＵ
１０１ メモリ
１０２ ストレージ
１０３ 処理部
１０４ 通信部
１０５ バス
２０１ 判定部
２０２ 補正部
２０３ 推定部
２０４ 誤差算出部
２０５ トルク制御部
２０６ 平均化部
Ｎ 通信ネットワーク

Claims (6)

1. 車両に備えられる車輪の速度を推定する車輪速度推定装置であって、
   前記車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを用いて、前記車輪の速度の推定値を算出する推定部と、
   前記車輪の速度の測定値に関する尤度に基づいて、前記駆動系モデルの補正を行うか否かを判定する判定部と、
   前記判定部によって補正を行うと判定された場合、前記測定値と前記推定値との誤差に基づいて前記駆動系モデルを補正し、前記判定部によって補正を行わないと判定された場合、前記駆動系モデルの補正を中断する補正部と、
   を備える、車輪速度推定装置。
2. 前記車輪の速度の測定値の尤度は、前記車輪の速度を測定するセンサが測定可能な最低速度に基づいて定まる値であり、
   前記判定部は、前記測定値が、前記最低速度に基づいて予め定められた閾値未満の場合、前記補正を行わないと判定する、
   請求項１に記載の車輪速度推定装置。
3. 前記補正部は、
   前記判定部によって補正を行うと判定された場合、かつ、前記車輪がスリップ状態の場合、前記駆動系モデルを補正し、
   前記判定部によって補正を行わないと判定された場合、かつ、前記車輪がスリップ状態の場合、前記駆動系モデルの補正を中断する、
   請求項２に記載の車輪速度推定装置。
4. 前記判定部は、複数の前記車輪の各々の前記測定値の平均に関する尤度に基づいて、前記判定を行う、
   請求項１から３の何れか１項に記載の車輪速度推定装置。
5. 車両に備えられる車輪の速度を推定する車輪速度推定装置であって、
   前記車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを用いて、前記車輪の速度の推定値を算出する推定部と、
   前記車輪の速度の測定値が、前記車輪の速度を測定するセンサが測定可能な最低速度に基づいて予め定められた閾値以上の場合、前記測定値と前記推定値との誤差に基づいて前記駆動系モデルを補正し、前記車輪の速度の測定値が、前記閾値未満の場合、前記駆動系モデルの補正を中断する補正部と、
   を備える、車輪速度推定装置。
6. 車輪と、前記車輪の速度を測定するセンサと、前記車輪の駆動を制御する制御装置とを備える車両であって、
   前記制御装置は、
   前記車両の駆動系をモデル化した駆動系モデルを用いて、前記車輪の速度の推定値を算出し、
   前記センサから前記車輪の速度の測定値を受信し、
   前記測定値に関する尤度に基づいて、前記駆動系モデルの補正を行うか否かを判定し、
   前記補正を行うと判定された場合、前記測定値と前記推定値との誤差に基づいて前記駆動系モデルを補正し、前記補正を行わないと判定された場合、前記駆動系モデルの補正を中断し、
   前記測定値及び前記推定値のうちの少なくとも１つを用いて前記車輪の駆動を制御する、
   車両。

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