(57)【要約】【課題】車両に与える挙動の変化を抑えつつ、ＳＯＣの低下による走行不能を回避すること。【解決手段】実施形態に係る車両制御装置は、取得部と、切替部とを備える。取得部は、車両を駆動させる電動機の電源となる蓄電池の充電状態を含む、車両の状況を取得する。切替部は、取得部の取得結果に基づいて充電状態が低下したと判定される場合に、電動機による回生量が増加するように電動機の制御モードを切り替える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動させる電動機の電源となる蓄電池の充電状態を含む、前記車両の状況を取得する取得部と、
前記取得部の取得結果に基づいて前記充電状態が低下したと判定される場合に、前記電動機による回生量が増加するように前記電動機の制御モードを切り替える切替部と
を備えることを特徴とする車両制御装置。
【請求項２】
前記切替部によって前記制御モードが前記回生量を増加させるように切り替えられた場合に、通常時の要求クリープトルクに対し前記回生量を増加させる逆トルクを付与することで前記電動機へのトルク指令を生成する生成部
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記生成部は、
前記取得部の取得結果に含まれる前記電動機の回転数に基づき、前記逆トルクを算出する
ことを特徴とする請求項２に記載の車両制御装置。
【請求項４】
前記生成部は、
前記要求クリープトルクが０となる前記回転数を基準に比例して増加するように前記逆トルクを算出する
ことを特徴とする請求項３に記載の車両制御装置。
【請求項５】
前記切替部は、
前記充電状態を示す値が第１閾値以下となった場合に、前記回生量が増加するように前記制御モードを切り替えるとともに、前記値が前記第１閾値よりも小さい第２閾値以下となった場合に、前記回生量を０とするように前記制御モードを切り替える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の車両制御装置。
【請求項６】
車両を駆動させる電動機の電源となる蓄電池の充電状態を含む、前記車両の状況を取得する取得工程と、
前記取得工程の取得結果に基づいて前記充電状態が低下したと判定される場合に、前記電動機による回生量が増加するように前記電動機の制御モードを切り替える切替工程と
を含むことを特徴とする車両制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、車両制御装置および車両制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＩＢ（Lithium-Ion  rechargeable  Battery）等の蓄電池が搭載されたＥＶ（Electric  Vehicle）において、駆動用のモータを発電機として作動させて回生制動する技術が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１３０９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来技術には、車両に与える挙動の変化を抑えつつ、ＳＯＣ（State  Of  Charge）の低下による走行不能を回避するうえで、更なる改善の余地がある。
【０００５】
具体的には、蓄電池の充電状態を示すＳＯＣが低下した場合、ＥＶのような車両は走行不能に陥るおそれがある。このため、ＳＯＣ低下時には、回生量を増加させて蓄電池を充電することが好ましいが、回生量を増加させ過ぎたりすれば、モータを逆回転させてしまうおそれがある。
【０００６】
実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、車両に与える挙動の変化を抑えつつ、ＳＯＣの低下による走行不能を回避することができる車両制御装置および車両制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一態様に係る車両制御装置は、取得部と、切替部とを備える。前記取得部は、車両を駆動させる電動機の電源となる蓄電池の充電状態を含む、前記車両の状況を取得する。前記切替部は、前記取得部の取得結果に基づいて前記充電状態が低下したと判定される場合に、前記電動機による回生量が増加するように前記電動機の制御モードを切り替える。
【発明の効果】
【０００８】
実施形態の一態様によれば、車両に与える挙動の変化を抑えつつ、ＳＯＣの低下による走行不能を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、実施形態に係る車両制御方法の概要説明図（その１）である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、実施形態に係る車両制御方法の概要説明図（その２）である。
【図２】図２は、実施形態に係る車両制御システムの構成例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係る車両制御装置のブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係る制御モードの説明図である。
【図５】図５は、実施形態に係る制御モードの切り替えのタイミングチャートである。
【図６】図６は、実施形態に係る回生量の算出方法の説明図である。
【図７】図７は、実施形態に係る車両制御装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する車両制御装置および車両制御方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
まず、図１Ａおよび図１Ｂを参照し、実施形態に係る車両制御方法の概要について説明する。図１Ａおよび図１Ｂは、実施形態に係る車両制御方法の概要説明図（その１）および（その２）である。
【００１２】
図１Ａに示すように、本実施形態に係る車両制御方法では、蓄電池の「ＳＯＣが低下」した場合に、「モータの回生量が増加するようにモータの制御モードを切り替え」る。すなわち、ＳＯＣ低下時に、モータの回生量を増加させることによって、蓄電池へ流れ込む電気量を増やし、車両の走行可能距離を延ばすことが可能となる。
【００１３】
ただし、ここで図１Ｂに示すように、「アクセルＯＦＦでの通常時の要求トルク」、すなわち通常時の要求クリープトルクに対し、ＳＯＣ低下時に、単純に回生量をかさ増しする、言い換えれば逆トルクを付与した場合（図中の矢印１０１参照）、モータの「回転数０付近で負トルクを出し過ぎるとモータが逆回転」してしまう（図中のＭ１部参照）。これは、要求クリープトルクは通常、図１Ｂに示すように、モータの回転数が落ちてきたときに回転数０付近でもトルクが出るように、原点を通らないようにマッピングされていることによる。
【００１４】
そこで、本実施形態に係る車両制御方法では、図１Ｂに示すように、要求クリープトルクに基づいて回生量を増加させるにあたって、「モータの回転数に基づいて回生量を算出」することで、このようなモータの逆回転を防止することとした。したがって、本実施形態に係る車両制御方法によれば、回生量の増加によるモータの逆回転を防ぎつつ、すなわち、車両に与える挙動の変化を抑えつつ、ＳＯＣの低下による走行不能を回避することが可能となる。
【００１５】
以下、上述した実施形態に係る車両制御方法を適用した車両制御装置の構成について、より具体的に説明する。なお、以下では、本実施形態に係る車両制御装置が、統合ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit）１０であるものとして説明を行う。
【００１６】
図２は、実施形態に係る車両制御システム１の構成例を示す図である。また、図３は、実施形態に係る統合ＥＣＵ１０のブロック図である。なお、図２および図３では、本実施形態の特徴を説明するために必要な構成要素のみを表しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００１７】
換言すれば、図２および図３に図示される各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。例えば、各ブロックの分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部または一部を、各種の負荷や使用状況などに応じて、任意の単位で機能的または物理的に分散・統合して構成することが可能である。
【００１８】
図２に示すように、車両Ｃは、車両制御システム１を備える。車両Ｃは、たとえば狭義のＥＶ、すなわち電気自動車である。車両制御システム１は、電池２と、インバータ３と、ＩＷＭ（インホイールモータ）４と、電池ＥＣＵ５と、インバータＥＣＵ６と、統合ＥＣＵ１０とを備える。
【００１９】
電池２は、車両Ｃを駆動させるＩＷＭ４の電源となる蓄電池であり、たとえばＬＩＢ等である。インバータ３は、インバータＥＣＵ６から出力されるスイッチング指令に基づいてＩＷＭ４を駆動する。ＩＷＭ４は、たとえば車両Ｃの後輪に配置され、インバータ３により駆動されるとともに、回転角をインバータＥＣＵ６へ出力する。
【００２０】
電池ＥＣＵ５は、電池２の状態を監視し、監視結果を統合ＥＣＵ１０へ出力する。かかる監視結果は、電池２のＳＯＣを含む。インバータＥＣＵ６は、統合ＥＣＵ１０から出力されるトルク指令に基づいてスイッチング指令を生成し、インバータ３へ出力する。また、インバータＥＣＵ６は、ＩＷＭ４から出力される回転角や、回転角から導出される回転数などを含むＩＷＭ４の状態に関する情報を、統合ＥＣＵ１０へ出力する。
【００２１】
統合ＥＣＵ１０は、電池ＥＣＵ５から出力される電池２の状態の監視結果、および、インバータＥＣＵ６から出力されるＩＷＭ４の状態に関する情報を取得し、これらに基づいてインバータＥＣＵ６に対するトルク指令を生成し、インバータＥＣＵ６へ出力する。
【００２２】
また、統合ＥＣＵ１０は、電池２の状態の監視結果およびＩＷＭ４の状態に関する情報のほか、アクセル、ブレーキ、ステアリング等の各状態に関する情報、総じて言えば「車両Ｃの状況」を取得し、かかる車両Ｃの状況に基づいて車両制御システム１を統合的に制御する。
【００２３】
つづいて、図３に示すように、統合ＥＣＵ１０は、制御部１１と、記憶部１２とを備える。制御部１１は、取得部１１ａと、切替部１１ｂと、生成部１１ｃとを備える。記憶部１２は、閾値情報１２ａと、モード情報１２ｂとを記憶する。
【００２４】
制御部１１は、たとえば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、データフラッシュ、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。
【００２５】
コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部１１の各部１１ａ〜１１ｃとして機能する。
【００２６】
また、制御部１１の各部１１ａ〜１１ｃの少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等のハードウェアで構成することもできる。
【００２７】
また、記憶部１２は、たとえば、ＲＡＭやデータフラッシュに対応する。ＲＡＭやデータフラッシュは、閾値情報１２ａやモード情報１２ｂのほか、上記したプログラム等を記憶することができる。
【００２８】
なお、統合ＥＣＵ１０は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して、上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。
【００２９】
制御部１１は、統合ＥＣＵ１０全体を制御する。取得部１１ａは、車両Ｃの状況、すなわち電池ＥＣＵ５からは電池２の状態の監視結果を、インバータＥＣＵ６からはＩＷＭ４の状態に関する情報を取得する。また、取得部１１ａは、取得した取得結果を、切替部１１ｂおよび生成部１１ｃへ通知する。
【００３０】
切替部１１ｂは、取得部１１ａの取得結果に基づいてＳＯＣが低下したと判定される場合に、ＩＷＭ４による回生量が増加するようにＩＷＭ４の制御モードを切り替える。
【００３１】
ここで、ＩＷＭ４の制御モードについて、図４を用いて説明する。図４は、本実施形態に係る制御モードの説明図である。図４に示すように、本実施形態に係る制御モードには、ＳＯＣが低下していない通常時の「通常モード」と、ＳＯＣ低下時の「回生量増加モード」および「トルクカットモード」とがある。
【００３２】
切替部１１ｂは、閾値情報１２ａに含まれる第１閾値に基づき、制御モードを、「通常モード」と「回生量増加モード」との間で切り替える。また、切替部１１ｂは、同じく閾値情報１２ａに含まれる第２閾値に基づき、制御モードを、「回生量増加モード」と「トルクカットモード」との間で切り替える。
【００３３】
なお、切替部１１ｂは、ＳＯＣが第１閾値以下となった場合に、「回生量増加モード」へ制御モードを切り替えるとともに、ＳＯＣが第１閾値よりも小さい第２閾値以下となった場合に、「トルクカットモード」へ制御モードを切り替える。これら各モードでの具体的な動作については、図５および図６を用いて後述する。また、切替部１１ｂは、切り替え後の制御モードを生成部１１ｃへ通知する。
【００３４】
図３の説明に戻る。生成部１１ｃは、取得部１１ａによって通知された車両Ｃの状況に基づき、切替部１１ｂによって通知された制御モードに応じたＩＷＭ４へのトルク指令を生成し、インバータＥＣＵ６に対して出力する。なお、モード情報１２ｂには、制御モードごとの各種パラメータ等が含まれており、生成部１１ｃは、かかるモード情報１２ｂを参照しつつトルク指令を生成する。
【００３５】
また、生成部１１ｃは、切替部１１ｂによって制御モードが「回生量増加モード」へ切り替えられた場合に、通常時の要求クリープトルクに対し回生量を増加させる逆トルクを付与することでＩＷＭ４へのトルク指令を生成する。
【００３６】
また、生成部１１ｃは、取得部１１ａの取得結果に含まれるＩＷＭ４の回転数に基づき、上記逆トルクを算出する。また、生成部１１ｃは、上記要求クリープトルクが０となる回転数を基準に比例して増加するように上記逆トルクを算出する。
【００３７】
ここで、図５および図６を用いて、ＳＯＣ低下時の各モードにおける具体的な動作について説明する。図５は、実施形態に係る制御モードの切り替えのタイミングチャートである。また、図６は、実施形態に係る回生量の算出方法の説明図である。なお、図５では、第１閾値が１０％、第２閾値が７％であるとしているが、説明の便宜上のものであり、値を限定するものではない。
【００３８】
図５に示すように、ＳＯＣが第１閾値より大きい場合、切替部１１ｂは、制御モードを「通常モード」とし、生成部１１ｃは、ＥＶとしての車両Ｃを通常制御するためのトルク指令を生成する。
【００３９】
ここで、時間ｔ１において、ＳＯＣが第１閾値以下となったものとする。かかる場合、切替部１１ｂは、時間ｔ１において、制御モードを「回生量増加モード」へ切り替える。
【００４０】
制御モードがかかる「回生量増加モード」へ切り替えられると、生成部１１ｃは、時間ｔ１において駆動力をカットし、上記要求クリープトルクに対し回生量を増加させるために付与される逆トルクを算出する。
【００４１】
なお、駆動力をカットするとは、ＩＷＭ４の回転方向に対して同じ符号のトルクを出力することを指す。その意味において、「回生量増加モード」を「駆動力カットモード」と言い換えてもよい。
【００４２】
具体的には、図６に示すように、生成部１１ｃは、ＩＷＭ４の回転数に基づき、上記要求クリープトルクが０となる回転数（図中の回転数位置Ｐ１参照）を基準に比例して増加するように上記逆トルクを算出する（図中の矢印６０１参照）。
【００４３】
たとえば、生成部１１ｃは、回転数位置Ｐ１を基準として比例する係数で、付与する逆トルクすなわち回生量を算出する。なお、ここで、回転数が所定の高回転域に入れば、回生量の増加を緩和するようにしてもよい（図中の回転数位置Ｐ２参照）。これにより、ユーザが体感する減速度を緩和することができる。なお、回転数位置Ｐ１，Ｐ２や係数は、たとえばモード情報１２ｂに予め含むことができる。
【００４４】
生成部１１ｃは、「回生量増加モード」中において、このように算出する回生量を上記要求クリープトルクに対し付与したトルク指令を生成し、インバータＥＣＵ６へ出力する。
【００４５】
これにより、回生量を増加させることによる、ＩＷＭ４の回転数０付近での逆回転を防止することができる。すなわち、車両Ｃに与える挙動の変化を抑えつつ、ＳＯＣの低下による走行不能を回避することができる。
【００４６】
また、図５に示すように、時間ｔ２において、ＳＯＣが第２閾値以下となったものとする。かかる場合、切替部１１ｂは、時間ｔ２において、制御モードを「トルクカットモード」へ切り替える。
【００４７】
制御モードがかかる「トルクカットモード」へ切り替えられると、生成部１１ｃは、回生量を０とするトルク指令を生成し、インバータＥＣＵ６へ出力する。すなわち、ＳＯＣが第２閾値以下となれば、ＳＯＣが下がり過ぎているので、生成部１１ｃは、回生するためのトルク自体をカットする。これにより、ＳＯＣが下がり過ぎている場合であっても、慣性により車両Ｃの走行可能距離を延ばすのに資することができる。
【００４８】
次に、実施形態に係る統合ＥＣＵ１０が実行する処理手順について、図７を用いて説明する。図７は、実施形態に係る統合ＥＣＵ１０が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【００４９】
まず、取得部１１ａが、車両Ｃの状況を取得する（ステップＳ１０１）。そして、取得結果に基づき、たとえばイグニッションスイッチのＯＦＦ等によるシステム終了か否かが判定される（ステップＳ１０２）。
【００５０】
ここで、システム終了である場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、処理を終了する。システム終了でない場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、切替部１１ｂが、ＳＯＣが第１閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００５１】
ここで、ＳＯＣが第１閾値より大きい場合（ステップＳ１０３，Ｙｅｓ）、切替部１１ｂはＩＷＭ４の制御モードを通常モードとし、生成部１１ｃは、かかる通常モードでトルク指令を生成する（ステップＳ１０４）。
【００５２】
また、ＳＯＣが第１閾値以下である場合（ステップＳ１０３，Ｎｏ）、切替部１１ｂは、ＳＯＣが第２閾値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１０５）。ここで、ＳＯＣが第２閾値より大きい場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、切替部１１ｂはＩＷＭ４の制御モードを回生量増加モードとし、生成部１１ｃは、かかる回生量増加モードでトルク指令を生成する（ステップＳ１０６）。
【００５３】
また、ＳＯＣが第２閾値以下である場合（ステップＳ１０５，Ｎｏ）、切替部１１ｂはＩＷＭ４の制御モードをトルクカットモードとし、生成部１１ｃは、かかるトルクカットモードでトルク指令を生成する（ステップＳ１０７）。
【００５４】
そして、生成部１１ｃは、インバータＥＣＵ６に対し、生成したトルク指令を出力し（ステップＳ１０８）、統合ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０１からの処理を繰り返す。
【００５５】
上述してきたように、本実施形態に係る統合ＥＣＵ１０（「車両制御装置」の一例に相当）は、取得部１１ａと、切替部１１ｂとを備える。取得部１１ａは、車両Ｃを駆動させるＩＷＭ４（「電動機」の一例に相当）の電源となる電池２（「蓄電池」の一例に相当）のＳＯＣを含む、車両Ｃの状況を取得する。切替部１１ｂは、取得部１１ａの取得結果に基づいてＳＯＣが低下したと判定される場合に、ＩＷＭ４による回生量が増加するようにＩＷＭ４の制御モードを切り替える。したがって、本実施形態に係る統合ＥＣＵ１０によれば、車両Ｃに与える挙動の変化を抑えつつ、ＳＯＣの低下による走行不能を回避することができる。
【００５６】
また、本実施形態に係る統合ＥＣＵ１０は、生成部１１ｃをさらに備える。生成部１１ｃは、切替部１１ｂによって上記制御モードが回生量を増加させるように切り替えられた場合に、通常時の要求クリープトルクに対し回生量を増加させる逆トルクを付与することでＩＷＭ４へのトルク指令を生成する。したがって、本実施形態に係る統合ＥＣＵ１０によれば、ＳＯＣの低下による走行不能を回避することができる。
【００５７】
また、生成部１１ｃは、取得部１１ａの取得結果に含まれるＩＷＭ４の回転数に基づき、上記逆トルクを算出する。したがって、本実施形態に係る統合ＥＣＵ１０によれば、回生量を増加させることによるＩＷＭ４の逆回転を防止することができる。
【００５８】
また、生成部１１ｃは、要求クリープトルクが０となる回転数を基準に比例して増加するように上記逆トルクを算出する。したがって、本実施形態に係る統合ＥＣＵ１０によれば、回生量を増加させることによるＩＷＭ４の逆回転を防止しつつ、ＳＯＣの低下による走行不能を回避することができる。
【００５９】
また、切替部１１ｂは、ＳＯＣを示す値が第１閾値以下となった場合に、回生量が増加するように制御モードを切り替えるとともに、上記値が第１閾値よりも小さい第２閾値以下となった場合に、回生量を０とするように制御モードを切り替える。したがって、本実施形態に係る統合ＥＣＵ１０によれば、ＳＯＣが低下している場合であっても、車両Ｃの走行可能距離を延ばすのに資することができる。
【００６０】
なお、上述した実施形態では、車両Ｃの駆動用のモータがＩＷＭ４である場合を例に挙げたが、ＩＷＭに限らなくともよい。また、上述した実施形態では、車両ＣがＥＶである場合を例に挙げたが、ＨＥＶ（Hybrid  Electric  Vehicle）に適用してもよい。
【００６１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００６２】
１    車両制御システム
２    電池
３    インバータ
４    ＩＷＭ
５    電池ＥＣＵ
６    インバータＥＣＵ
１０    統合ＥＣＵ
１１ａ  取得部
１１ｂ  切替部
１１ｃ  生成部
Ｃ      車両
【図１Ａ】
2019193357.tif 000003
【図１Ｂ】
2019193357.tif 000004
【図２】
2019193357.tif 000005
【図３】
2019193357.tif 000006
【図４】
2019193357.tif 000007
【図５】
2019193357.tif 000008
【図６】
2019193357.tif 000009
【図７】
2019193357.tif 000010