(57)【要約】      （修正有）【課題】ハイブリッド車両において回転数センサにより検出されるモータ回転数の精度を向上する。【解決手段】車両の制御装置は、車軸に回生トルクを出力可能なモータ・ジェネレータＭＧ２と、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数を検出する回転数センサと、車軸に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、モータ・ジェネレータＭＧ２及び油圧ブレーキを制御する車両制動制御手段とを備える。車両制動制御手段は、モータ・ジェネレータＭＧ２から出力された回生トルクと、油圧ブレーキにより付与された制動力とに基づいて、車軸（ドライブ・シャフト）の捩れ角度を算出し、算出された捩れ角度と、検出されたＭＧ２回転数とに基づいて車両速度を推定する。【選択図】図２
2015186373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車軸に回生トルクを出力可能なモータ・ジェネレータと、前記モータ・ジェネレータの回転数を検出する回転数センサと、前記車軸に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、前記モータ・ジェネレータ及び前記油圧ブレーキを制御する車両制動制御手段と、を備える車両の制御装置であって、
前記車両制動制御手段は、前記モータ・ジェネレータから出力された回生トルクと、前記油圧ブレーキにより付与された制動力とに基づいて前記車軸の捩れ角を算出し、前記算出された捩れ角と、前記検出された回転数とに基づいて車両速度を推定する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
車軸に回生トルクを出力可能なモータ・ジェネレータと、前記モータ・ジェネレータの回転数を検出する回転数センサと、前記車軸に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、前記モータ・ジェネレータ及び前記油圧ブレーキを制御する車両制動制御手段と、を備える車両の制御装置であって、
前記回転数センサは、動力伝達路の少なくとも一部を覆うケース内に設置されており、
前記車両制動制御手段は、前記モータ・ジェネレータから出力された回生トルクに基づいて前記動力伝達路に係るロール角を算出し、前記算出されたロール角と、前記検出された回転数とに基づいて車両速度を推定する
ことを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、例えばハイブリッド車両、電気自動車等の所謂回生ブレーキを備える車両に搭載される車両の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、例えば、回生制動の結果モータ回転数が極微速度領域又はその近傍の領域に属している場合に、モータの振動に起因してモータ回転数検出値が変動したとしても、力行トルクや回生トルクの指令・出力を禁止する装置が提案されている（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８−１４０２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、モータ回転数を検出する回転数センサから出力される値は、外乱の影響を受けることが多い。このため、回転数センサのみではモータ回転数の検出精度が十分ではないという技術的問題点がある。上述の背景技術では、この技術的問題点を解決することは極めて困難である。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、回転数センサにより検出されるモータ回転数の精度を向上することができる車両の制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の車両の制御装置は、上記課題を解決するために、車軸に回生トルクを出力可能なモータ・ジェネレータと、前記モータ・ジェネレータの回転数を検出する回転数センサと、前記車軸に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、前記モータ・ジェネレータ及び前記油圧ブレーキを制御する車両制動制御手段と、を備える車両の制御装置であって、前記車両制動制御手段は、前記モータ・ジェネレータから出力された回生トルクと、前記油圧ブレーキにより付与された制動力とに基づいて前記車軸の捩れ角を算出し、前記算出された捩れ角と、前記検出された回転数とに基づいて車両速度を推定する。
【０００７】
本発明の第１の車両の制御装置によれば、当該車両の制御装置は、モータ・ジェネレータ、回転数センサ、油圧ブレーキ及び車両制動制御手段を備えて構成されている。
【０００８】
モータ・ジェネレータは、車両の車軸に回生トルクを出力可能に構成されている。例えばレゾルバ等である回転数センサは、モータ・ジェネレータの回転数を検出する。油圧ブレーキは、車軸に制動力を付与可能に構成されている。
【０００９】
例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる車両制動制御手段は、モータ・ジェネレータ及び油圧ブレーキを制御する。本発明では特に、車両制動制御手段は、モータ・ジェネレータから出力された回生トルクと、油圧ブレーキにより付与された制動力とに基づいて車軸の捩れ角を算出し、算出された捩れ角と、検出された回転数とに基づいて車両速度を推定する。
【００１０】
ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、モータ・ジェネレータの回転数を用いた場合、車軸に接続された車輪の回転速度を検出する車輪速センサからの出力信号を用いた場合に比べて、車両速度を高精度で推定することができる。他方で、モータ・ジェネレータの回転数を検出する回転数センサは、外乱の影響を受け、検出された回転数の誤差が比較的大きくなる。すると、例えば、所謂回生ブレーキにより減速・停止される際に、実際の車両速度がゼロであるにもかかわらず、モータ・ジェネレータの回転数に基づいて推定された車両速度がゼロとなっていない場合、モータ・ジェネレータから回生トルクが出力され続け、運転者の意図に反して車両が後進する可能性がある。
【００１１】
そこで、本願発明者は、駆動輪に接続された車軸にトルクが付与されると、該車軸が捩れ運動を引き起こすことに着目して、上述の如く、車両制動制御手段を、車軸の捩れ角とモータ・ジェネレータの回転数とに基づいて車両速度を推定するように構成した。より具体的には例えば、車両制動制御手段により、車軸の捩れ角に基づいてモータ・ジェネレータの回転数が補正され、該補正された回転数に基づいて車両速度が推定される。
【００１２】
以上の結果、本発明の第１の車両の制御装置によれば、回転数センサにより検出されるモータ・ジェネレータの回転数の精度を向上することができる。
【００１３】
本発明の第２の車両の制御装置は、上記課題を解決するために、車軸に回生トルクを出力可能なモータ・ジェネレータと、前記モータ・ジェネレータの回転数を検出する回転数センサと、前記車軸に制動力を付与可能な油圧ブレーキと、前記モータ・ジェネレータ及び前記油圧ブレーキを制御する車両制動制御手段と、を備える車両の制御装置であって、前記回転数センサは、動力伝達路の少なくとも一部を覆うケース内に設置されており、前記車両制動制御手段は、前記モータ・ジェネレータから出力された回生トルクに基づいて前記動力伝達路に係るロール角を算出し、前記算出されたロール角と、前記検出された回転数とに基づいて車両速度を推定する。
【００１４】
本発明の第２の車両の制御装置によれば、回転数センサは、動力伝達路の少なくとも一部を覆うケース内に設置されている。つまり、回転数センサは、所謂パワートレーンケース内に設置されている。
【００１５】
車両制動制御手段は、モータ・ジェネレータから出力された回生トルクに基づいて動力伝達路に係るロール角を算出し、算出されたロール角と、検出された回転数とに基づいて車両速度を推定する。
【００１６】
ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、モータ・ジェネレータが回生制御されている場合、所謂パワートレーンは、モータ・ジェネレータから出力される回生トルクの反作用を受けるため、エンジンマウントに強い荷重がかかり、所謂パワートレーンが揺動する。回転数センサが、所謂パワートレーンケースに固定されているため、所謂パワートレーンの回転変位が、回転数センサにより検出された回転数に重畳されてしまう。
【００１７】
そこで本発明では、上述の如く、車両制動制御手段により、所謂パワートレーンのロール角とモータ・ジェネレータの回転数とに基づいて、車両速度が推定される。より具体的には例えば、車両制動制御手段により、所謂パワートレーンのロール角に基づいてモータ・ジェネレータの回転数が補正され、該補正された回転数に基づいて車両速度が推定される。
【００１８】
以上の結果、本発明の第２の車両の制御装置によれば、回転数センサにより検出されるモータ・ジェネレータの回転数の精度を向上することができる。
【００１９】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態に係る車速推定の概念を示す概念図である。
【図３】第１実施形態に係るドライブシャフトの捩れ角推定の概念を示す概念図である。
【図４】モータ・ジェネレータＭＧ２から駆動輪までの回転慣性系と、対応する文字式を示す図である。
【図５】ストローク−トルク変換マップの一例である。
【図６】第１実施形態に係る車速推定処理を示すフローチャートである。
【図７】パワートレーンの揺動の概念を示す概念図である。
【図８】第２実施形態に係る車速推定の概念を示す概念図である。
【図９】ＭＧ２トルク−ロール角変換マップの一例である。
【図１０】第２実施形態に係る車速推定処理を示すフローチャートである。
【図１１】第２実施形態の変形例に係るロール角の算出の概念を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の車両の制御装置に係る実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２２】
＜第１実施形態＞
本発明の車両の制御装置に係る第１実施形態について、図１乃至図６を参照して説明する。
【００２３】
（車両の構成）
第１実施形態に係る車両の構成について、図１を参照して説明する。図１は、第１実施形態に係る車両の構成を示すブロック図である。
【００２４】
図１において、車両１は、エンジンＥＮＧ、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、並びに遊星歯車機構１１及び１２を備えて構成されている。
【００２５】
遊星歯車機構１１は、サンギアｓ１と、該サンギアｓ１と同心円状に配置されたリングギアｒと、サンギアｓ１に噛合すると共にリングギアｒに噛合する複数のプラネタリギアｐ１と、該複数のプラネタリギアｐ１を自転且つ公転自在に保持するキャリアｃ１とを備えて構成されている。
【００２６】
遊星歯車機構１２は、サンギアｓ２と、該サンギアｓ２と同心円状に配置されたリングギアｒと、サンギアｓ２に噛合すると共にリングギアｒに噛合する複数のプラネタリギアｐ２とを備えて構成されている。遊星歯車機構１２において、複数のプラネタリギアｐ２各々の回転軸は、パワートレーンケース（図示せず）に固定されている。
【００２７】
遊星歯車機構１１のキャリア軸は、エンジンＥＮＧのクランク軸に接続されている。遊星歯車機構１１のサンギア軸は、モータ・ジェネレータＭＧ１の回転軸に接続されている。遊星歯車機構１２のサンギア軸は、モータ・ジェネレータＭＧ２に接続されている。
【００２８】
リングギアｒに出力された動力は、減速機１３、ディファレンシャルギア１４及びドライブシャフト１５を介して駆動輪に伝達される。
【００２９】
車両１は、更に、モータ・ジェネレータＭＧ１及びＭＧ２を夫々制御するＭＧＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）２１と、油圧式のブレーキアクチュエータ２３を制御するブレーキＥＣＵ２２と、を備えて構成されている。尚、ＭＧＥＣＵ２１とブレーキＥＣＵ２２とは相互に通信可能に構成されている。
【００３０】
車両１では特に、減速時に、ＭＧＥＣＵ２１により、モータ・ジェネレータＭＧ２が回生制御されると共に、ブレーキＥＣＵ２２により、ブレーキアクチュエータ２３が制御される。つまり、車両１では所謂協調回生ブレーキにより該車両１が減速される。
【００３１】
所謂協調回生ブレーキでは、例えば車速に応じて、モータ・ジェネレータＭＧ２の回生トルクと、ブレーキアクチュエータ２３による制動力との割合が変更される。このため、車速の推定精度を向上することができれば、例えばモータ・ジェネレータＭＧ２により電力として回収される車両１の減速時の運動エネルギーを増加させることができる。
【００３２】
ここで、車速の推定方法には、例えば駆動輪に設けられた車輪速センサ（図示せず）の出力信号を用いる方法や、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数に基づいて推定する方法、等がある。
【００３３】
モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数に基づいて推定された車速の方が、車輪速センサの出力信号を用いて推定された車速よりも、精度が高い。しかしながら、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数を検出する回転数センサ（図示せず）は、外乱の影響を受けることが多く、推定車速の誤差が比較的大きくなることが多い。
【００３４】
本実施形態では、ドライブシャフト１５にトルク（例えば、回生トルク、制動力等）が付加されると、該ドライブシャフト１５が捩れ運度を引き起こすことに着目して、以下の方法により車速が推定される。
【００３５】
（車速の推定）
上述の如く構成された車両１において、車両１の特に減速時に実施される車速推定処理について、図２を参照して説明する。図２は、第１実施形態に係る車速推定の概念を示す概念図である。
【００３６】
図２に示すように、本実施形態では、ドライブシャフト１５の捩れ角がオブザーバにより推定され、該推定された捩れ角に基づいて、回転数センサ（図示せず）により検出されたモータ・ジェネレータＭＧ２の回転数が補正された後に、車両１の車速が推定される。
【００３７】
ドライブシャフト１５の捩れ角の推定方法について、図３及び図４を参照して説明を加える。図３は、第１実施形態に係るドライブシャフトの捩れ角推定の概念を示す概念図である。図４は、モータ・ジェネレータＭＧ２から駆動輪までの回転慣性系と、対応する文字式を示す図である。
【００３８】
図３に示すように、本実施形態では、モータ・ジェネレータＭＧ２のＭＧ２トルクτｍｇ２と、ブレーキアクチュエータ２３のブレーキトルクτｂとが、オブザーバに入力されることによりドライブシャフト１５の捩れ角が推定される。
【００３９】
ここで、オブザーバは、減速機１３に係るギア比（即ち、モータ・ジェネレータＭＧ２の減速比）をρｒ、ディファレンシャルギア１４に係るギア比をｉｄｉｆｆ、減速ギア（減速機１３）の回転角をθｏｐ、駆動輪の回転角をθｂｏｄｙ１、減速ギア及びディファレンシャルギアの合計回転慣性質量をＩｏｐ、車両１の駆動輪での等価回転慣性質量をＩｂｏｄｙ１、タイヤ及びドライブシャフト１５の合成弾性係数をＫｄｓ１、タイヤ及びドライブシャフト１５の合成粘性係数をＣｄｓ１とすると、下記数式（１）〜（４）と表すことができる。
【００４０】
【数１】
2015186373.tif 000003
【００４１】
【数２】
2015186373.tif 000004
【００４２】
【数３】
2015186373.tif 000005
【００４３】
【数４】
2015186373.tif 000006
【００４４】
尚、ＭＧ２トルクτｍｇ２は、ＭＧＥＣＵ２１から取得すればよい。また、ブレーキトルクτｂは、ブレーキＥＣＵ２２に予めストローク−トルク変換マップ（図５参照）を格納しておき、ブレーキペダル（図示せず）のストローク量と、ストローク−トルク変換マップとから求めればよい。ブレーキトルクτｂは、ブレーキＥＣＵ２２を介して、ＭＧＥＣＵ２１に送信され、オブザーバ（即ち、数式（１）〜（４））によるドライブシャフト１５の捩れ角の算出に用いられる。
【００４５】
以上の結果、本実施形態では、外乱に起因するモータ・ジェネレータＭＧ２の回転数の誤差を低減して、車両１の車速を精度良く推定することができる。従って、例えば、所謂協調回生ブレーキにより、電力として回収される運動エネルギー量を増大させることができ、実用上非常に有利である。
【００４６】
次に、本実施形態に係る車速推定処理について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００４７】
図６において、ＭＧＥＣＵ２１は、先ず、イグニッションがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。イグニッションがＯＦＦであると判定された場合（ステップＳ１０１：Ｎｏ）、ＭＧＥＣＵ２１は、処理を一旦終了し、所定時間経過後にステップＳ１０１の処理を再び実施する。
【００４８】
イグニッションがＯＮであると判定された場合、ＭＧＥＣＵ２１は、回転数センサにより検出されたモータ・ジェネレータＭＧ２の回転数を、駆動輪の回転数へ変換する（ステップＳ１０２）。尚、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数から駆動輪の回転数への変換には、公知の各種態様を適用可能であるので、その詳細についての説明は割愛する。
【００４９】
次に、ＭＧＥＣＵ２１は、例えば回生トルク値等のモータ・ジェネレータＭＧ２のトルク値（τｍｇ２）を取得する（ステップＳ１０３）。続いて、ＭＧＥＣＵ２１は、ブレーキＥＣＵ２２からブレーキトルク推定値（τｂ）を取得する（ステップＳ１０４）。
【００５０】
次に、ＭＧＥＣＵ２１は、取得されたトルク値（τｍｇ２）及びブレーキトルク推定値（τｂ）に基づいて、オブザーバ（即ち、上記数式（１）〜（４））により、ドライブシャフト１５の捩れ角を推定する（ステップＳ１０５）。
【００５１】
次に、ＭＧＥＣＵ２１は、推定された捩れ角に基づいて、駆動輪の回転数（即ち、返還後のモータ・ジェネレータＭＧ２の回転数）を補正する（ステップＳ１０６）。続いて、ＭＧＥＣＵ２１は、補正された駆動輪の回転数に基づいて車両１の車速を推定する（ステップＳ１０７）。
【００５２】
尚、本実施形態に係る「ＭＧＥＣＵ２１」及び「ブレーキＥＣＵ２２」は、本発明に係る「制動制御手段」の一例である。
【００５３】
＜第２実施形態＞
本発明の車両の制御装置に係る第２実施形態について、図７乃至図１０を参照して説明する。第２実施形態では、車速推定処理が一部異なっている以外は、第１実施形態の構成と同様である。よって、第２実施形態について、第１実施形態と重複する説明を省略すると共に、図面上における共通箇所には同一符号を付して示し、基本的に異なる点についてのみ、図７乃至図１０を参照して説明する。
【００５４】
車両１の減速時に、所謂回生ブレーキが用いられると、パワートレーンがモータ・ジェネレータＭＧ２から出力されるＭＧ２トルクτｍｇ２の反作用を受ける。すると、エンジンマウントに強い荷重がかかり、パワートレーンが、例えば図７に示すように揺動する（図７では、パワートレーンの回転角は“θｐｔ”とする）。尚、図７は、パワートレーンの揺動の概念を示す概念図である。
【００５５】
本実施形態では、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数を検出する回転数センサ（図示せず）が、パワートレーンのケース（図示せず）に固定されている。このため、パワートレーンの回転角（回転変位）も、回転数センサの出力値に重畳されることとなる。すると、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数に基づいて推定された車速の精度が低下してしまう。
【００５６】
そこで、本実施形態では、図８に示すように、パワートレーンのロール角（θｐｔ）が推定され、該推定されたロール角によりモータ・ジェネレータＭＧ２の回転数が補正された後に、車両１の車速が推定される。
【００５７】
ここで、モータ・ジェネレータＭＧ２の回生中に、パワートレーンに作用するトルクは、該モータ・ジェネレータＭＧ２のステータが受け止める回生トルク反力となる。この回生トルク反力は、ＭＧＥＣＵ２１により、例えば電流値等から容易に推定可能である。
【００５８】
このため、本実施形態では、ＭＧＥＣＵ２１に予めＭＧ２トルク−ロール角変換マップ（図９参照）を格納しておき、回生トルク反力と、ＭＧ２トルク−ロール角変換マップとからパワートレーンのロール角が求められる。
【００５９】
次に、本実施形態に係る車速推定処理について、図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００６０】
図１０において、ＭＧＥＣＵ２１は、先ず、イグニッションがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０１）。イグニッションがＯＦＦであると判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＭＧＥＣＵ２１は、処理を一旦終了し、所定時間経過後にステップＳ２０１の処理を再び実施する。
【００６１】
イグニッションがＯＮであると判定された場合、ＭＧＥＣＵ２１は、回転数センサにより検出されたモータ・ジェネレータＭＧ２の回転数を取得する（ステップＳ２０２）。該ステップＳ２０２の処理と並行して又は相前後して、ＭＧＥＣＵ２１は、モータ・ジェネレータＭＧ２の回生トルク反力を取得する（ステップＳ２０３）。
【００６２】
次に、ＭＧＥＣＵ２１は、取得された回生トルク反力と、ＭＧ２トルク−ロール角変換マップ（図９参照）とからパワートレーンのロール角（θｐｔ）を算出する。続いて、ＭＧＥＣＵ２１は、算出されたロール角に基づいて、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数を補正する（ステップＳ２０５）。
【００６３】
次に、ＭＧＥＣＵ２１は、補正されたモータ・ジェネレータＭＧ２の回転数を、駆動輪の回転数へ変換する（ステップＳ２０６）。続いて、ＭＧＥＣＵ２１は、駆動輪の回転数に基づいて車両１の車速を推定する（ステップＳ２０７）。
【００６４】
＜変形例＞
次に、第２実施形態の変形例について、図１１を参照して説明する。図１１は、第２実施形態の変形例に係るロール角の算出の概念を示す概念図である。
【００６５】
上述の第２実施形態では、図９に示すようなＭＧ２トルク−ロール角変換マップを用いてロール角が求められる。しかしながら、例えばパワートレーンの回転慣性質量が比較的大きかったり、回生トルクが急激に増大したりした場合に十分には対応できない可能性がある（つまり、推定されたロール角の誤差が増える可能性がある）。
【００６６】
そこで、本変形例では、パワートレーンの回転運動を考慮して、パワートレーンのロール角を推定する。
【００６７】
具体的には、先ず、パワートレーンのロール角（回転角）をθｐｔ、パワートレーンの回転慣性質量をＩｐｔ、モータ・ジェネレータＭＧ２の回生トルク反力（ＭＧ２トルク）をτｍｇ２、エンジンマウントの負荷トルクをτｍｔ、エンジンマウントの合成弾性係数をＫｍｔ、エンジンマウントの合成粘性係数をＣｍｔとして、下記数式（５）の運動方程式から伝達関数が導出される。
【００６８】
【数５】
2015186373.tif 000007
【００６９】
次に、モータ・ジェネレータＭＧ２の回生トルク反力τｍｇ２と、導出された伝達関数（図１１参照）とに基づいて、ロール角θｐｔが算出される。
【００７０】
このように構成すれば、例えば大排気量のエンジンを備えるハイブリッド車や、回生トルクが急激に増大した場合であっても、モータ・ジェネレータＭＧ２の回転数に基づいて、精度良く車速を推定することができる。
【００７１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う車両の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７２】
１…車両、１１、１２…遊星歯車機構、１３…減速機、１４…ディファレンシャルギア、１５…ドライブシャフト、２１…ＭＧＥＣＵ、２２…ブレーキＥＣＵ、２３…ブレーキアクチュエータ、ＥＮＧ…エンジン、ＭＧ１、ＭＧ２…モータ・ジェネレータ
【図１】
2015186373.tif 000008
【図２】
2015186373.tif 000009
【図３】
2015186373.tif 000010
【図４】
2015186373.tif 000011
【図５】
2015186373.tif 000012
【図６】
2015186373.tif 000013
【図７】
2015186373.tif 000014
【図８】
2015186373.tif 000015
【図９】
2015186373.tif 000016
【図１０】
2015186373.tif 000017
【図１１】
2015186373.tif 000018