(57)【要約】【課題】メカ機構を変更することなく、制御にてスティックスリップの影響を抑制する。【解決手段】車両の駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、目標駆動力設定手段の出力に応じてモータの出力するトルクを制御するトルク制御手段と、トルク制御手段の出力に応じてモータの駆動電流を制御する電流制御装置と、車両を駆動するモータと、車両の制動力を設定する目標制動力設定手段と、目標制動力設定手段の出力に応じて車両を制動させるブレーキ制御装置とを備えた車両用制御装置であって、車両の発進操作時または停止操作時に、駆動力と制動力の一方が減少し、他方が増加するときに、制動力と駆動力が釣り合う状態を検知して、回転量制御量を定める回転量制御手段を備え、電流制御装置に回転量制御手段が定めた回転量制御量を与えることを特徴とする車両用制御装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、前記目標駆動力設定手段の出力に応じてモータの出力するトルクを制御するトルク制御手段と、前記トルク制御手段の出力に応じて前記モータの駆動電流を制御する電流制御装置と、前記車両を駆動する前記モータと、前記車両の制動力を設定する目標制動力設定手段と、前記目標制動力設定手段の出力に応じて車両を制動させるブレーキ制御装置とを備えた車両用制御装置であって、
前記車両の発進操作時または停止操作時に、駆動力と制動力の一方が減少し、他方が増加するときに、制動力と駆動力が釣り合う状態を検知して、回転量制御量を定める回転量制御手段を備え、前記電流制御装置に前記回転量制御手段が定めた回転量制御量を与えることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
制動力と駆動力が釣り合う状態を検知したときに、前記電流制御装置は前記トルク制御手段の出力と前記回転量制御手段の出力に応じてモータの駆動電流を制御することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の車両用制御装置であって、
制動力と駆動力が釣り合う状態を検知したときに、前記電流制御装置は前記トルク制御手段の出力に代えて、前記回転量制御手段の出力に応じてモータの駆動電流を制御することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
前記車両の発進操作時に、制動力が減少し、駆動力が増加するときに、（駆動力―制動力＞規定値）が所定時間継続することをもって、制動力と駆動力とが釣り合う状態を検知することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
前記車両の停止操作時に、制動力が増加し、駆動力が減少するときに、（制動力―駆動力＞規定値）が所定時間継続することをもって、制動力と駆動力とが釣り合う状態を検知することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
前記駆動力は、前記目標駆動力設定手段で設定した目標駆動力であり、前記制動力は前記目標制動力設定手段で設定した目標制動力であることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の車両用制御装置であって、
前記回転量制御手段は、目標回転設定手段を更に備え、
前記目標回転設定手段は、前記目標駆動力と、前記目標制動力から、前記モータの制御目標とする目標回転量又は、目標回転速度を設定し、
前記回転量制御手段は、前記モータの回転量又は、回転速度が、前記目標回転量、又は前記目標回転速度となるような、前記回転量制御量を算出することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載の車両用制御装置であって、
前記目標駆動力設定手段と前記目標制動力設定手段は、前記モータの駆動電流の電流量を計測する手段と、前記モータの回転量を検出する手段と、路面の勾配量を検出する手段と、アクセルペダル開度を検出する手段と、ブレーキペダルの踏込量を検出する手段と、前記車両の速度を検出する手段と、を備え、前記目標駆動力と前記目標制動力を決定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の車両用制御装置であって、
前記目標制動力となるような制動力を発生する制動力発生装置を更に備え、
前記制動力発生装置は、制動力発生用のモータ及びモータ制御装置から構成されることを特徴とする車両用制御装置。
【請求項１０】
トルク制御されるモータにより駆動される車両の制御方法であって、
前記車両の発進操作時または停止操作時に、駆動力と制動力の一方が減少し、他方が増加するときに、制動力と駆動力が釣り合う状態を検知して回転量制御量を定め、前記モータを回転量制御することを特徴とする車両の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両を駆動するモータと、モータの駆動電流を制御するインバータとを備えた電気自動車又は、ハイブリット自動車などの車両用制御装置及び車両の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保全の一環として、低燃費、低排気量の自動車がもとめられており、電力でモータを駆動し走行する自動車、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車、燃料電池車が注目されている。
【０００３】
これらの車両には、車両の駆動力及び制動力を制御するシステムとして、少なくとも電子制御装置（以下単にＥＣＵという。ＥＣＵは、Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔの略語である）、モータ制御装置、ブレーキ制御装置が搭載されている。
【０００４】
このうちＥＣＵは、ドライバーによる車両操作情報や、車両に搭載された複数のセンサからの情報に基づき、走行に必要な駆動力と制動力を決定し、モータ制御装置には駆動力に相当するモータの出力トルクを、ブレーキ制御装置には制動力に相当するブレーキ力を要求する。
【０００５】
モータ制御装置は、車両駆動用のモータ、モータの駆動電流を制御するインバータから構成され、ＥＣＵから要求されるモータの出力トルクに基づき、インバータによりモータの電流を制御することで、モータにトルクを出力させる。モータの出力軸と車輪は、減速機を介して連結されており、モータにて出力したトルクは、減速機で増幅され、車輪へと伝達する。
【０００６】
ブレーキ制御装置は、ディスクロータ、ブレーキパッド、ブレーキ機構から構成され、車輪部に設けられたディスクロータに、車体に固定されたブレーキパッドを押し当てることで、摩擦力を発生させる。ブレーキパッドを押し当てる力は、ＥＣＵから要求されるブレーキ力に基づき、ブレーキ機構を作動することで調整される。ブレーキ機構は、油圧回路によりブレーキ油圧を制御することで動作するものが一般的であるが、近年では、制動力をより精密に制御する事を目的とし、ブレーキ機構にモータを搭載し、ブレーキパッドにて発生する力をモータで調整する所謂、電動制御式のブレーキ制御装置もある。
【０００７】
尚、制動力を制御するシステムとして、前述したブレーキ制御装置に加え、車両駆動用のモータの回生量を制御することで制動力を発生させる、回生ブレーキ制御装置を含む車両もある。
【０００８】
このようなシステムを備えた車両において、停車中から発進操作する方法に関して、特許文献１、特許文献２が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３２４６１９号公報
【特許文献２】特開２００２−３９２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１は、停車中にてドライバーがブレーキペダルを緩めた際に、ブレーキペダルの踏込量に応じて、車両の駆動力と車輪ブレーキの制動力とを同時に制御し、車両を発進操作させる方法である。
【００１１】
特許文献１の制御方法によれば、ブレーキペダルを緩めた際に、モータの出力トルクを徐々に増加すると共に、ブレーキ油圧を徐々に減少し、ブレーキパッドを解放させる。この時、モータの出力トルクによる車輪の回転力が、車輪ブレーキの摩擦力より大きくなると、車両は徐々にクリープ発進操作する。
【００１２】
このような発進操作方法において、発進操作時にスティックスリップが発生すると、車両駆動用モータの回転が、微小に変動する課題があった。スティックスリップは、ディスクロータとブレーキパッドの摩擦面が付着と滑りを繰り返す現象であり、特にモータの出力トルクによる車輪の回転力と、ブレーキによる摩擦力との釣合点近傍で発生する。スティックスリップが発生した際に生じる、ディスクロータとブレーキパッド間の摩擦力の変動は、減速機を介して、車両駆動用のモータに係る。したがって、公知例のように、モータの出力トルクのみを制御すると、モータの回転が微小に変動する場合がある。その結果、車両が発進操作する際に、ドライバーに引き摺り感を与えてしまうことになる。
【００１３】
なお、上記は発進操作時におけるスティックスリップ現象について述べているが、同じ問題は停止操作時にも発生する。停止操作時にモータの出力トルクによる車輪の回転力が減少過程にあり、かつブレーキによる摩擦力が増加過程にあるとき、両者の釣合点近傍でスティックスリップ現象が発生する。
【００１４】
このような、課題に対し、特許文献２では、スティックスリップを抑制するブレーキ機構を提案しているが、メカ機構の複雑化や大型化が生じるという別の課題を生じる。
【００１５】
そこで本発明では、メカ機構を変更することなく、制御にてスティックスリップの影響を抑制することができる車両用制御装置及び車両の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】
【００１６】
以上のことから本発明においては、「車両の駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、目標駆動力設定手段の出力に応じてモータの出力するトルクを制御するトルク制御手段と、トルク制御手段の出力に応じてモータの駆動電流を制御する電流制御装置と、車両を駆動するモータと、車両の制動力を設定する目標制動力設定手段と、目標制動力設定手段の出力に応じて車両を制動させるブレーキ制御装置とを備えた車両用制御装置であって、
車両の発進操作時または停止操作時に、駆動力と制動力の一方が減少し、他方が増加するときに、制動力と駆動力が釣り合う状態を検知して、回転量制御量を定める回転量制御手段を備え、電流制御装置に回転量制御手段が定めた回転量制御量を与えることを特徴とする車両用制御装置」としたものである。
【００１７】
また本発明においては、「トルク制御されるモータにより駆動される車両の制御方法であって、車両の発進操作時または停止操作時に、駆動力と制動力の一方が減少し、他方が増加するときに、制動力と駆動力が釣り合う状態を検知して回転量制御量を定め、モータを回転量制御することを特徴とする車両の制御方法」としたものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の車両用制御装置によれば、メカ機構を変更することなく、制御にてスティックスリップの影響を抑制し、安定して車両を走行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明が適用される車両と制御システムの構成例を示す図。
【図２】実施例１による、停車からの発進操作時における車両情報を示すタイムチャート。
【図３】実施例１に係る制御方法を実現する為の制御ブロック図。
【図４】実施例１に係る制御方法を実現する為の制御フロー図。
【図５】実施例２に係る車両用制御装置の制御ブロック図。
【図６】実施例３に係る制御方法を実現する為の制御フロー図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００２１】
図１は、本発明が適用される車両と制御システムの構成例を表している。
【００２２】
図１の車両は、車輪１、車両駆動用のモータ２、車輪１のブレーキ機構３、電気系システムに供給する電力の、蓄電、監視、制御を実施する蓄電装置（図示しない）、ＥＣＵ４、モータ２の出力トルクを車輪１へと伝達する出力軸５、出力軸５とモータ２の間で減速するギヤ機構６、モータ２に流れる電流を制御するインバータ７、ブレーキ力を制御するブレーキ制御装置８、センサ群９とを備えて構成されている。尚、本実施例では、１つのＥＣＵにて構成しているが、モータ制御用ＥＣＵとブレーキ制御用ＥＣＵのようにＥＣＵが複数に分割されて構成されたものであってもよい。
【００２３】
車両に搭載される上記の各機器について、さらに付言するならば、以下のようである。まず、実施例１のブレーキ機構３は、油圧制御式のブレーキ機構としているが、ブレーキ機構３にモータを搭載し、ブレーキ制御装置８にてモータを制御することで、ブレーキパッドにて発生する力を調整する所謂、電動制御式のブレーキ制御装置としてもよい。
【００２４】
モータ２は、ブラシレス構造の交流モータであり、永久磁石式モータとしている。
【００２５】
センサ群９は、アクセルペダルストロークセンサ１０、ブレーキペダルストロークセンサ１１、車輪速センサ１２、勾配センサ１３、ブレーキ力検出センサ１４から構成され、ＥＣＵ４には、各センサの検出結果を表す信号が入力される。
【００２６】
アクセルペダルストロークセンサ１０は、アクセルペダルの踏込量を検出する。ブレーキペダルストロークセンサ１１は、ブレーキペダルの踏込量を検出する。車輪速センサ１２は、車輪の回転速度を検出する。尚、実施例１では、前輪の回転速度を検出しているが（図示しない）後輪の回転速度でもよい。又、前輪と後輪の各回転速度を検出してもよい。勾配センサ１３は、路面の勾配量を検出する。ブレーキ力検出センサ１４は、ブレーキ機構３のマスターシリンダー（図示しない）の油圧の入力部に搭載され、ブレーキ油圧を計測する。
【００２７】
尚、実施例１では、ブレーキ力検出センサ１４は、ブレーキ油圧を計測する油圧センサとしているが、その限りではなく、ブレーキ制御装置の構成に合わせた、ブレーキ力の検知方法をとる構成としてよい。
【００２８】
ＥＣＵ４は、マイコン、及び入出力を処理するＩＣ群で構成されており（図示しない）、本発明に関わる、制御の処理は、ＥＣＵ４のメモリに記憶されたプログラムが一定周期にて繰返し操作することで実現される。
【００２９】
ＥＣＵ４は、前述のセンサ群９から出力された信号、ＥＣＵ４のメモリに記憶されたマップ、及びプログラムに基づき、車両が所望の運転状態となるように、車両の目標とする駆動力と制動力を決定する。
【００３０】
尚、実施例１では、センサ情報や記憶情報から、走行の目標とする駆動力と制動力を決定しているが、人口知能ＡＩ（Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を搭載したプロセッサ、たとえば、中央演算処理装置、記憶装置、コンピュータプログラム、入出力部などを備えたコンピュータユニットにて決定してもよい。
【００３１】
ＥＣＵ４は、決定した目標駆動力と目標制動力に基づき、モータ２に要求される出力トルクを算出し、要求される出力トルクとなるパワー素子駆動信号１５をインバータ７へ出力する。又、決定した目標制動力に基づき、要求されるブレーキ油圧を算出し、要求されるブレーキ油圧となる駆動信号１８をブレーキ制御装置８へ出力する。
【００３２】
インバータ７は、パワー素子ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ）を組み合わせた構成（図示しない）となっており、ＥＣＵ４から出力されたパワー素子駆動信号１５により、ＩＧＢＴをＯＮ、ＯＦＦすることで、正弦波電流をモータ２へ流し出力トルクを制御する。又、インバータ７は、モータ２に流れる電流値を検出する回路（図示しない）を備えており、検出した電流値からモータ２が発生している出力トルク値を算出し、ＥＣＵ４へ出力トルクを表す信号１６を出力する。
【００３３】
尚、実施例１では、パワー素子駆動信号１５をマイコンのスイッチ出力による信号とし、出力トルクを表す信号１６を、ＣＡＮ通信による信号とするが、インバータ７にパワー素子駆動信号を生成するマイコンを備え、ＥＣＵ４とインバータ７間はＣＡＮ通信を用いる構成としてもよい。
【００３４】
モータ２は、モータの回転量を検出する、レゾルバ（図示しない）を備えており、ＥＣＵ４へ検出した回転量を表す信号１７を出力する。尚、実施例１では、回転量を表す信号１７は、高速シリアル通信を用いる構成とするが、その限りではない。
【００３５】
ギヤ機構６は、出力軸５とモータ２の間で減速し、モータの出力トルクを増幅する。
【００３６】
ブレーキ制御装置８は、ブレーキ力検出センサ１４、油圧用のソレノイドバルブ及びソレノイド電流制御回路から構成され（図示しない）、ＥＣＵ４から出力された駆動信号に基づき、ソレノイドバルブを駆動し、ブレーキ油圧を制御する。
【００３７】
ブレーキ機構３は、ディスクロータ、ブレーキパッド、油圧機構から構成され（図示しない）、車輪１に設けられたディスクロータに、車体に固定されたブレーキパッドを押し当て、摩擦力を発生させる。ブレーキパッドを押し当てる力は、ＥＣＵ４から出力される駆動信号１８に基づき、ブレーキ制御装置８にてブレーキ力を制御することで、調整される。
尚、実施例１による制動力の制御装置は、制御装置８とブレーキ機構３とで構成されているが、その限りではなく、モータの回生量を制御し制動力を発生させる回生ブレーキ制御装置も含んだ構成としてもよい。
【００３８】
図２は、本発明の実施例１による、停車からの発進操作時における車両情報をタイムチャートで示している。先ず、本タイムチャート図を用いて発明の概要を説明する。図２のタイムチャートにおいて横軸は停車からの発進操作時における各時刻であり、縦軸側の（Ａ）から（Ｈ）には、それぞれ以下のものを記述している。
【００３９】
最上段の（Ａ）はブレーキペダルの踏込量を示している。（Ｂ）は、ＥＣＵ４にて決定された車両に要求される駆動力（ＤＦ：実線）と、制動力（ＢＦ：点線）とを示している。（Ｃ）は、油圧制御装置８にて制御されるブレーキ油圧を示している。（Ｄ）は、インバータ７にて制御されるモータ２の出力トルクを示している。（Ｅ）は、車両駆動用のモータ２の目標回転量を示している。（Ｆ）は、車速を示している。（Ｇ）はスティックスリップが発生しやすいシーンを示している。（Ｈ）はモータ２の制御の状態を示している。
【００４０】
（Ｈ）に示したモータ２の制御の状態として、時刻ｔ３以前、及び時刻ｔ４以降のトルク制御の状態は、ＥＣＵ４にて決定された車両に要求される駆動力に基づき、モータ２の出力トルクのみを制御している状態を示している。また時刻ｔ３―ｔ４間のトルク・回転量制御の状態では、トルクを制御状態のモータ２の出力トルクに対し、車両制御上、意図していないモータの回転変動を抑制する為の回転量補正値を、加算する制御が働いている状態を示している。
【００４１】
詳細は後述するが、本発明の実施例１は要するに停車からの発進操作時において、トルク・回転量制御を行う期間を設けたものである。通常はトルク制御により車両制御を行っているが、停車からの発進操作時において回転量制御の観点を取り入れてトルク・回転量制御として制御したものである。また実施例２では、停車からの発進操作時においてトルク・回転量制御に代えて回転量制御のみを適用することにしたものである。さらに実施例３は、停車からの発進操作時における事象が、停止操作時にも発生することから停止操作時にも適用したものである。
【００４２】
尚、回転量制御の観点を取り入れて制御するにあたり、その適用時期、適用量を定める必要があり、この点が（Ｅ）のモータ２の目標回転量として示されている。モータ２の目標回転量は、車両制御上、意図するモータの回転量であり、前述のトルク・回転量制御の状態において、回転量補正値を算出する為に用いられる。算出の方法については、次項にて説明する。
【００４３】
以下図２のタイムチャートにおける動作について、順を追って説明する。
【００４４】
時刻ｔ１以前の状態では、車両はブレーキを踏んで停車している。この為、（Ｆ）に示す車速は零となっている。またこのとき（Ｂ）に示す制動力ＢＦは、車両の停車に必要な大きさに設定されており、（Ｃ）に示すブレーキ油圧は、制動力ＢＦを発生する圧力に制御される。また、駆動力ＤＦは零点付近に設定されており、（Ｄ）に示すモータ出力トルクは、零点付近に制御されている。車両停止操作時は、車輪の回転が静止している為、（Ｇ）に示すスティックスリップの発生域は、スティックスリップが発生し難い領域となる。更に、（Ｈ）に示すモータ２の制御の状態は、トルク制御状態となっている。
【００４５】
時刻ｔ１において、ドライバーによりブレーキペダル（Ａ）がゆっくりと緩められると、制動力ＢＦが低下し始めると共に、徐々にブレーキ油圧（Ｃ）が減少する。
【００４６】
時刻ｔ２において、更にブレーキペダル（Ａ）の踏込量が小さくなると、制動力ＢＦとブレーキ油圧（Ｃ）はより低下し、発進の準備に入る。この時、駆動力ＤＦは上昇を開始し、モータの出力トルク（Ｄ）が増加し始める。時刻ｔ２から時刻ｔ３の間では、駆動力ＤＦの上昇と制動力ＢＦの低下が、同時に継続する。
【００４７】
時刻ｔ３において、制動力ＢＦよりも、駆動力ＤＦが大きくなる。このとき、モータの出力トルク（Ｄ）による車輪の回転力が、車輪ブレーキの摩擦力より大きくなる為、徐々に車両はクリープ操作する。
【００４８】
しかし、この時、スティックスリップが発生する場合がある。前述したが、スティックスリップは、車輪が回転し始める際の、モータの出力トルク（Ｄ）による車輪の回転力と、ブレーキによる摩擦力との釣合点近傍で発生しやすい。スティックスリップが発生した際の、ディスクロータとブレーキパッド間の摩擦力の変動は、減速機を介して、車両駆動用のモータ２に掛かる。したがって、時刻ｔ３以降も、トルク制御状態を継続した場合には、モータの回転が微小に変動してしまい運転性の悪化を招くことになる。
【００４９】
そこで本発明では、時刻ｔ３以降において、制動力ＢＦよりも、駆動力ＤＦが大きくなった場合に、車輪が回転し始める時と判断し、トルク制御の状態にて制御しているモータ２の出力トルクに対し、回転量の変動を抑制する補正量を加算するよう制御した。
【００５０】
（Ｇ）に示すように、時刻ｔ３から時刻ｔ４の間におけるモータの制御状態は、トルク・回転量制御の状態であり、前述の通り、モータ２の出力トルクに対し、回転量補正値が加算される。回転量補正値は、（Ｅ）記載のモータ２の目標回転量と回転量検出手段にて検出された実回転量に基づき算出され、実回転量が目標回転量となる為に必要な、モータの出力要求トルクである。
【００５１】
時刻ｔ４において、ブレーキペダルの踏込量はゼロであり、車両は、駆動力ＤＦのみでクリープ走行している。この時、車速は数ｋｍ／ｈとなっており、スティックスリップの発生しやすい車速領域を超えている為、トルク制御状態に戻す。
【００５２】
時刻ｔ４以降では、通常の車両同様に、目標駆動力に基づき、モータの出力トルクを制御する。すなわちトルク制御状態で、走行する。
【００５３】
尚、本実施例１では、停車中からの発進操作時について述べているが、本発明を適用するシーンは、その限りではなく、停車からアクセルペダルを踏み込んだ際の発進操作時、走行中の減速時に適用してもよい。
【００５４】
更に、本実施例１では、平地での発進操作時について述べているが、本発明を適用するシーンは、その限りではなく、登坂、降坂での発進操作時に適用してもよい。
【００５５】
図３に、本発明の実施例１に係る制御方法を実現する為の制御ブロック図を示す。
【００５６】
図３の構成に示すＥＣＵにおいて、本発明の特徴は１００で示した回転量制御部１００を追加したことである。このため、回転量制御部１００以外の従来のＥＣＵ構成についてまず説明する。
【００５７】
従来のＥＣＵ構成は、駆動力側について目標駆動力設定手段３０１、トルク制御手段３０３、駆動信号生成手段３０７を含んでおり、インバータ３１３を制御して車両を駆動している。また従来のＥＣＵ構成は、制動力側について目標制動力設定手段３０２、目標ブレーキ力算出手段３１２を含んでおり、ブレーキ制御装置３１４を制御して車両を制動している。
【００５８】
この構成から明らかなように従来のＥＣＵでは、駆動力を得るためにトルク制御を行うものであるが、本発明ではスティックスリップ現象の対策のために回転量制御の観点を採用している。回転量制御部１００では、回転量制御を行うべき条件、期間、与える大きさなどを決定している。実施例１では、この回転量制御をトルク制御と併用して実行するトルク・回転量制御としたものである。
【００５９】
以下、図３のＥＣＵについて順次説明する。
【００６０】
まず、目標駆動力設定手段３０１は、図１のセンサ群９からの情報に基づき車両の目標駆動力を決定する（図示しない）。例えば、車速とアクセル開度、ブレーキペダルストロークセンサからドライバーの車両要求を判断し、その目的に応じて駆動力を決定する。
【００６１】
目標制動力設定手段３０２は、目標駆動力設定手段３０１と同様に、図１のセンサ群９からの情報に基づき車両の目標制動力を決定する（図示しない）。なお、これらの目標駆動力と前記目標制動力は、人口知能を搭載したコンピュータユニットにて決定されるものであってもよい。
【００６２】
トルク制御手段３０３は、目標駆動力決定手段３０１にて設定された目標駆動力に基づき、モータ２に要求される出力トルクを算出する。例えば、図１のギヤ機構６の減速比と目標駆動力の掛け合わせにより、モータに要求される出力トルクを算出する。
【００６３】
本発明により追加設置された回転量制御手段３０４は、目標回転設定手段３１１を更に備えており、目標回転設定手段３１１では、目標駆動力設定手段３０１にて設定された目標駆動力と、目標制動力設定手段３０２にて設定された目標制動力と、車両情報３１０の情報から、モータの制御目標とする目標回転量を算出し、目標値として設定する。
【００６４】
以下に、目標回転量の算出方法の一例を説明する。
【００６５】
車両情報３１０には、図１のセンサ群９から得られた路面の勾配量や、図１の信号１７から得られるモータの実回転量情報が含まれる。又、車輪半径や車重等の物理諸元情報も含まれる。ここで、目標駆動力をＤＦ［Ｎ］、目標制動力をＢＦ［Ｎ］、車輪半径をｒ［ｍ］、減速比をＲ、車重をＭ［ｋｇ］、重力加速度をＧ［Ｎ］、路面の勾配量をθ［ｒａｄ］、モータの目標回転量θｓｐ［ｄｅｇ］とすると、車輪の回転速度Ｎｏｕｔ  ［ｄｅｇ／ｓ］は（１）式で表される。
［数１］
Ｎｏｕｔ＝｛３６０／（２πｒＭ）｝＊∫（ＤＦ−ＢＦ−ＭＧｓｉｎθ）ｄｔ    （１）
この時、モータの目標回転量θｓｐ［ｄｅｇ］は、（２）式となる。
［数２］
θｓｐ＝Ｒ＊∫（Ｎｏｕｔ）ｄｔ        （２）
尚、実施例１における、車両自体に働く駆動力の算出方法は、路面の勾配により車両に働く力を、制動力とみなしＭＧｓｉｎθとして算出し、平地での駆動力ＤＦからＭＧｓｉｎθを差し引く算出方法としているが、この限りではなく、車両の駆動力ＤＦ及び制動力ＢＦを求める際に、予め勾配量θを考慮して求めてもよい。
【００６６】
又、実施例１におけるモータの目標回転量θｓｐ［ｄｅｇ］は、回転速度ωｓｐ［ｄｅｇ／ｓ］及び［ｒａｄ／ｓ］としてもよい。
【００６７】
回転量制御手段３０４は、前述の目標回転量設定手段３１１にて算出した目標回転量θｓｐと、レゾルバにて検出した回転量の実値に基づき、回転量をフィードバック制御する構成とし、スティックスリップによるモータの回転変動を抑制する為の、回転量補正値を算出する。
【００６８】
加算判定手段３０５は、目標駆動力と目標制動力との大きさを比較する比較手段３０５ａを更に備え、比較手段３０５ａでは、目標駆動力と目標制動力の差の値が規定値よりも大きい状態が、一定時間継続して続いているか否かを検出し、継続していることが検出された場合に、加算すると判定する。この判定により、（目標駆動力―目標制動力）＞規定値となる時刻が図２の時刻ｔ３である。比較手段３０５ａにて加算すると判定された場合には、出力処理手段３０５ｂより、回転量制御手段３０４で算出された回転量補正値を出力する。
【００６９】
又、車速値３０８が規定値以上の場合、すなわち車速がスティックスリップの発生しやすい低車速領域を超えている場合、又は、ブレーキペダル踏込量３０９が規定値以上の場合、すなわちドライバーによってブレーキペダルが踏まれた際には、加算しないと判定し、出力処理３０５ｂより、零を出力する。
【００７０】
尚、実施例１の比較手段３０５ａでは、目標駆動力と目標制動力の差の値が規定値よりも大きい状態が、一定時間継続して続く場合に、加算すると判定しているが、判定の方法は、その限りではなく、車両のセンサ情報や推定値等からの値を基に判定してもよい。
【００７１】
要するに、図２の（Ｂ）において時刻ｔ３を判別できるものであればよく、例えば発進操作時に増加する目標駆動力と発進操作時に減少する目標制動力の差の値が規定値を超えて、目標駆動力＞目標制動力となる期間が一定時間以上継続したことで回転量補正値を与えるものであればよい。
【００７２】
加算手段３０６は、加算判定手段３０５より出力されたゼロ又は、回転量補正値を、トルク制御手段３０３にて算出された出力トルクに加算する。加算された値は、モータの要求トルク値として駆動信号生成手段３０７へ出力される。
【００７３】
駆動信号生成手段３０７は、モータで発生させる出力トルクが、加算手段３０６より出力された要求トルク値となるように、ＥＣＵからインバータ３１３へ出力するパワー素子駆動信号を生成する。
【００７４】
目標ブレーキ力算出手段３１２では、目標制動力決定手段３０２にて設定された目標制動力に基づき、ブレーキ装置にて発生させる目標ブレーキ力を算出する。又、目標ブレーキ力になるように、駆動信号をブレーキ制御装置３１４へ出力する。
【００７５】
尚、実施例１では、１つのＥＣＵにて構成しているが、モータ制御用ＥＣＵとブレーキ制御用ＥＣＵのようにＥＣＵが複数あってもよく、図３に記載の３０１から３１２の制御ブロックに相当する機能は、複数のＥＣＵの内部に跨り構成されていてもよい。
【００７６】
図４に、前述した本発明の制御フローを示す。なおこの制御フローは、ＥＣＵを構成する計算機における制御周期に従い一定時間間隔で繰り返し実行されている。
【００７７】
図４の制御フローにおける最初の処理ステップＳ４０１では、ドライバーによってブレーキペダルが踏まれているか否かを判断する。実施例１では、ブレーキペダルストローク量が規定値以上である場合に、ブレーキＯＮと判断している。一方、規定値以下である場合に、ブレーキＯＦＦと判断している。ブレーキのＯＮ、ＯＦＦ各々の規定値には、異なる値が設定され、ヒステリシスで判定される。
【００７８】
ブレーキがＯＮである場合は、処理ステップＳ４０８にて加算判定用のタイマをクリアし、モータはトルク制御を継続する。ブレーキがＯＦＦである場合は、処理ステップＳ４０２にてブレーキペダルが緩められたことを判定している。
【００７９】
処理ステップＳ４０２では、比較手段３０５により目標駆動力と目標制動力を比較し、目標駆動力と目標制動力との差が規定値以上の場合（（目標駆動力―目標制動力）＞規定値）は、処理ステップＳ４０３にて加算判定用のタイマをインクリメントする。規定値以下の場合は、処理ステップＳ４０８にて加算判定用のタイマをクリアし、モータはトルク制御のみを実施する。
【００８０】
処理ステップＳ４０４では、加算判定用のタイマが規定値以上であるかを判定している。
したがって、処理ステップＳ４０２から処理ステップＳ４０４では、規定時間以上継続して目標駆動力が目標制動力よりも大きい状態であるかを判定しており、規定時間以上である場合は、処理ステップＳ４０５へ進み、モータの回転変動を抑制する為の、回転量補正値の算出を開始する。規定時間以下である場合は、無処理とする。
【００８１】
尚、実施例１における、処理ステップＳ４０２から処理ステップＳ４０４の処理では、目標駆動力と目標制動力との差が規定値以上である状態が、一定の期間継続することで、回転量補正値の算出を開始すると判定している。しかし、本発明を実施する形態は、上記方法の限りではなく、走行中に車両駆動用モータの回転が不安定となるようなシーンを、センサ等から検出し、判定してもよい。例えば、車両速度やステアリング角度、車両加速度、駆動用モータの電流値の各々を、各センサで検出し、各値が所定の条件を満たすような場合に、回転量補正値の算出を開始すると判定してもよい。
【００８２】
処理ステップＳ４０５では、前述の目標回転量設定手段３１１にて算出したモータの目標回転量と、レゾルバにて検出したモータ回転量の実値に基づき、回転量補正値を算出する。算出された回転量補正値は、トルク制御手段３０３にて算出された出力トルクに加算され、モータの回転量が制御される。
【００８３】
処理ステップＳ４０６では、車速がスティックスリップの発生しやすい低車速領域を超えているか否かを判定している。車速が規定値以上の場合は、処理ステップＳ４０７に進みトルク制御状態とする。
【００８４】
処理ステップＳ４０７では、回転量補正値を加算せずに、駆動力に基づきモータのトルクのみを制御する。
【００８５】
以上のように構成することで、発進を開始する際に、モータの回転量も制御することが可能となる為、スティックスリップによる摩擦変動の影響が抑制される。
【００８６】
尚、本発明の実施例１は、以下にて説明する実施例２のようにしてもよい。
【実施例２】
【００８７】
以下にて図３、図４を援用しながら、実施例２に係る車両用制御装置について説明する。
【００８８】
前述の実施例１による、図３の加算手段３０６は、モータの回転量の変動を抑制する為に、トルク制御量に対し、回転量補正値を加算する。これに対し、実施例２では、制御自体をトルク制御から回転量制御に切換え、回転量補正値のみで制御する。
【００８９】
図５は、実施例２に係る車両用制御装置の制御ブロック図である。実施例１による図３の加算手段３０６を制御切換え手段５０６とした点が、実施例１と異なる点であり、その他の点については、同様である。
【００９０】
したがって、実施例２は、車両を駆動するモータと、モータの駆動電流を制御する電流制御装置と、車両の駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、車両の制動力を設定する目標制動力設定手段と、モータの出力するトルクを検出する手段と、モータの回転量を検出する手段と、モータの出力するトルクを制御するトルク制御手段と、モータの回転量を制御する回転量制御手段と、を備えた実施例１と同様な電子制御装置であり、回転量制御手段とトルク制御手段とを相互に切換える切換手段と、目標駆動力設定手段にて設定された目標駆動力と、目標制動力設定手段にて設定された目標制動力に基づいて、切換手段を切換えるか否かを判定する切換判定手段を更に備え、切換判定手段にてモータの回転量を制御すると判定された場合、切換手段により、トルク制御手段から回転量制御手段に切換え、モータの回転量が所望の回転量となるように、前記電流制御装置を制御することを特徴とする。
【００９１】
上記のような構成により、実施例１と同様の効果が得られる。要するに実施例１、実施例２に示した本発明は、車両の発進過程において、発進操作時に増加する目標駆動力と発進操作時に減少する目標制動力の差の値が規定値を超えて、目標駆動力＞目標制動力となる期間が一定時間以上継続したことで、回転量制御を実行するものであり、回転量制御のやり方が実施例２ではトルク制御との間での切替えによる全量回転量制御とするのか、実施例１のようにトルク制御との併用によるトルク・回転量制御（一部回転量制御）とするのかといった実現手法上の相違があるにすぎない。
【実施例３】
【００９２】
実施例１、実施例２では、車両の発進操作時におけるスティックスリップ現象について対策したものであるが、同じ問題は停止操作時にも発生する。停止操作時にモータの出力トルクによる車輪の回転力が減少過程にあり、かつブレーキによる摩擦力が増加過程にあるとき、両者の釣合点近傍でスティックスリップ現象が発生する。
【００９３】
従って、停止操作時のスティックスリップ現象に対する対策も、実施例１、実施例２と同様に行うのがよい。
【００９４】
この場合に、図３、図５のＥＣＵの構成はそのままにして、図４の制御フローを停止操作時用に変更すればよい。例えば図６の制御フローとすることができる。
【００９５】
図６の制御フローが図３の制御フローと相違する点は大きく以下の２点である。第１点は、処理ステップＳ４０１Ａの処理を図３の処理ステップＳ４０１の処理と逆にする点であり、ブレーキがＯＦＦである場合は、処理ステップＳ４０８にて加算判定用のタイマをクリアし、モータはトルク制御を継続する。ブレーキがＯＮである場合は、処理ステップＳ４０２にてブレーキペダルが強められたことを判定する。
【００９６】
第２点は、処理ステップＳ４０２Ａの処理を図３の処理ステップＳ４０２の処理と逆にする点であり、制動力―駆動力＞規定値を判断するようにした点である。
【００９７】
なお、発進操作時と停止操作時のスティックスリップ現象に対する対策を実行する場合には、制動力と駆動力の双方が発生している状態でのみ図４、図６の判断を有効にするのがよい。例えば制動力―駆動力＞規定値を判断する場合に、駆動力がゼロであるときにも回転量制御を指示するような流れになるが、このようなケースは当然除外されるべきである。
【００９８】
以上の実施例１、実施例２、実施例３を通じて本発明によれば、トルク制御が行われる車両の発進操作時または停止操作時に制動力と駆動力の一方が減少し、他方が増加するときに、制動力と駆動力が釣り合う状態を検知して、回転量制御を行うものである。回転量制御の手法としては全量回転量制御と一部回転量制御がある。
【００９９】
従来手法によれば、発進操作時の駆動力に基づき、車両駆動用モータの出力トルクを制御している。したがって、車輪周りの摩擦力の変化により、モータの回転が変動しても、補正するような制御となっていない。この点本発明によれば、回転量制御の観点を取り入れたので、車輪周りの摩擦力の変化に対応可能である。
【０１００】
このような車両用制御装置とする事で、スティックスリップが発生しやすい状況において、車両の目標駆動力と目標制動力に基づき、車両制御上、意図する車両駆動用モータの目標回転量を求め、目標回転量となるようにモータの実回転を制御することが可能になる。その結果、車両駆動用モータの回転の微小変動を抑え、安定して車両を走行することができる。
【０１０１】
以上、図面を用いて本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０２】
１：車輪
２：モータ
３：ブレーキ機構
４：ＥＣＵ
５：出力軸
６：ギヤ機構
７：インバータ
８：ブレーキ制御装置
９：センサ群
１０：アクセルペダルストロークセンサ
１１：ブレーキペダルストロークセンサ
１２：車輪速センサ
１３：勾配センサ
１４：ブレーキ力検出センサ
１５：パワー素子駆動信号
１６：モータ出力トルク
１７：モータ回転量信号
１８：駆動信号
【図１】
2019103320.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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