(57)【要約】【課題】制動直後において、ノーズダイブの揺り戻しにより、車体にピッチ挙動が生じることを抑制する。【解決手段】まずステップＳ１では、制動中かどうかを判断する。  制動中の場合次のステップS２では、車速が停止直前の停止近傍状態かどうかを判断する。停止近傍状態の場合次のステップS３では、緊急ブレーキ操作中かどうかを判断する。緊急ブレーキ操作中でない場合次のステップＳ４で制動時駆動力制御を開始する。制動時駆動力制御では、モータコントローラ８が、正弦波形の付加駆動力を算出して、算出した正弦波形の付加駆動力Ｓinを指令値としてモータ制御器６へ出力する。付加駆動力Ｓinの発生開始時刻t０および停止時刻ｔ２は、検出した車速および減速度Ｇ1から算出する。この結果、車両２１は停止近傍状態の初期で最初の減速度Ｇ1を維持した後、停止直前で滑らかに０に近づき、停止時刻ｔ２で減速度Gを０にするとともに車両を停止せしめる。停止時刻ｔ２で車速および減速度が０となると、ステップS５へ進み、上記ステップS４の制動時駆動力制御を終了する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を停止するために車輪に制動力を付与するブレーキ手段と、車輪を駆動するモータとを具えた電動車両において、
該ブレーキ手段による制動中の車速および減速度を検出する手段と、検出した車速および減速度に応じて、車両の停止直後に発生する車体のピッチ挙動を抑制するような車輪の付加駆動力を算出する付加駆動力算出手段と、
該付加駆動力が車輪に付与されるよう前記モータの駆動力を制御するモータ駆動力制御手段とを具備することを特徴とする電動車両の制動時駆動力制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制動時駆動力制御装置において、
前記制動中であって車両が停止する直前の走行状態である停止近傍状態で、前記モータ駆動力制御手段が、前記付加駆動力を車輪に付与して停止時の減速度を滑らかに０となすよう前記モータの駆動力を制御することを特徴とする電動車両の制動時駆動力制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制動時駆動力制御装置において、
前記停止近傍状態で、前記モータが付加制動力を車輪に付与することを特徴とする電動車両の制動時駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータの高い応答性を活かし、制動直後の揺り戻しにより、車体にピッチ挙動が生じることを抑制する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両が制動により停止するとき、一般にブレーキ機構による減速度は停止時に至るまで一定継続するため、停止直後にはノーズダイブの揺り戻しが発生するという問題がある。
このノーズダイブの揺り戻しは、車両の前輪を懸架するサスペンション装置の固有振動と相俟って、バウンドおよびリバウンドを繰り返すピッチ挙動を生じさせ、乗り心地性能を悪化させる。制動時の減速度と、このピッチ挙動について図５（ａ）（ｂ）にタイムチャートで示す。
【０００３】
一般には図５（ａ）に示すように、制動に因る減速度Ｇは、車両が停止する停止時刻ｔ１に至るまでＧ1で継続し、停止時刻ｔ１で断続的に変化して０となる。このため車両のピッチ挙動は、図５（ｂ）に示すように、車両は停止時刻ｔ１まではピッチ角φがφ1の前下がりの姿勢+[deg]を維持しノーズダイブする。そして停止時刻ｔ１以降はピッチ角φが一旦、０を経て前上がりの姿勢-[deg]となり、ノーズダイブの揺り戻しが生じる。その後、ピッチ角φは増減を繰り返しながら減衰する。
【０００４】
ノーズダイブの揺り戻しおよび停止後のピッチ挙動を抑制する発明しては従来、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１に記載の先行車追従制御装置は、先行車両に追従して停止する際にブレーキ機構に因る減速度を緩和することにより、ノーズダイブ量を少なくしてその揺り戻しの発生を防止する。
【特許文献１】特開２００１−３０７９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来のような先行車追従制御装置にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり上記従来のような先行車追従制御装置において制動力を発生させるブレーキ油圧機構は、制御非線形性が大きく、また応答時定数が大きいため、ピッチ挙動に正確に追従することが出来ず、揺り戻しを完全に防止することが困難である。
【０００６】
一方、産業用の電動モータのうち、SRモータ等の応答性は一般に、１００Ｈｚ以上の応答性があることが知られており、電気自動車用のモータにおいても同程度の応答性で制御することができる。このため、数[msec]の間隔でトルクを制御することが可能である。
本発明は、電気自動車の駆動モータが有する高い応答性能に着目し、当該モータを介した高応答な駆動力制御により、停止直後に発生する上記のピッチ挙動を効果的に抑制することができる技術を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的のため本発明による電動車両の制動時駆動力制御装置は、請求項１に記載のごとく、
車両を停止するために車輪に制動力を付与するブレーキ手段と、車輪を駆動するモータとを具えた電動車両において、
該ブレーキ手段による制動中の車速および減速度を検出する手段と、検出した車速および減速度に応じて、車両の停止直後に発生する車体のピッチ挙動を抑制するような車輪の付加駆動力を算出する付加駆動力算出手段と、
該付加駆動力が車輪に付与されるよう前記モータの駆動力を制御するモータ駆動力制御手段とを具備することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【０００８】
かかる本発明の電動車両の制動時駆動力制御装置によれば、停止直前の減速度Ｇが断続的に０とならないようにすることが可能であるため、ノーズダイブの揺り戻しによるピッチ挙動の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態になる制動時駆動力制御装置を具えた電動車両（電気自動車）の全体構成を模式的に示す平面図である。
電動車両２１は前後左右に合計４個の車輪１，２，３，４を具える。このうち後輪３，４はモータ５により駆動される。モータ５はモータ制御器６を介して駆動用電源７と接続する。モータ制御器６はモータ５への供給電力を制御することによりモータ５の駆動力制御を行う。モータコントローラ８は通常の走行に必要な目標駆動力の指令値を算出して、算出した指令値ｔTをモータ制御器６へ出力する。
【００１０】
車両２１の制動は、車輪１，２，３，４にそれぞれ設けた油圧式のブレーキ装置１１，１２，１３，１４により行う。制動時にはブレーキ装置１１，１２，１３，１４が、運転者のブレーキ操作量に応じた減速度Gとなるよう、車輪１，２，３，４を制動し、車両２１が停止するまで、車両２１に後述する減速度Ｇ１を作用せしめる。
【００１１】
またモータコントローラ８は、車両２１の停止時において上述した本発明の目的である制動時の駆動力制御を実行する。
そのためモータコントローラ８には、車両２１の車速を検出する車速センサ９からの信号vspと、図示しないブレーキペダルの踏み込みを検出するブレーキスイッチ１０からの信号on/offと、前後方向の減速度を検出する減速度センサ１５からの信号Gとをそれぞれ入力する。
【００１２】
モータコントローラ８は定時割り込みにより、遅くとも１０[msec]の制御周期毎にこれら入力情報を読み込み、これらの入力情報を基に、図２にフローチャートで示す制御プログラムを実行して、後述する駆動力制御を実行する。
【００１３】
まずステップＳ１では、ブレーキペダルが踏み込まれているかどうかを判断する。ブレーキペダルが踏み込まれていない場合(No)、本制御を終了し、引き続きブレーキ操作を監視する。踏み込み中の場合（Yes）、車両２１には後述の減速度Ｇ1およびピッチ角φが作用するため、ステップS２へ進む。
次のステップS２では、車速が停止直前の停止近傍状態かどうかを判断する。当該判断は車速が、例えば５[ｋｍ／ｈ]の所定値以下であるかどうかを判断することにより行う。車速が５[ｋｍ／ｈ]を越えており、停止近傍状態ではないと判断した場合（No）、本制御を終了し、ステップS１へ戻る。
【００１４】
停止近傍状態であると判断した場合（Yes）ステップS３へ進み、緊急ブレーキ操作中かどうかを判断する。当該判断は例えば、減速度センサ１５の検出値が通常のブレーキ減速度の上限である0.3[G]を越えるかどうか判断することにより行う。減速度センサ１５の検出値が0.3[G]を越える場合(Yes)、運転者は緊急ブレーキ操作中であるためフルブレーキ（全制動）状態を必要とし、後述する制動時駆動力制御を実行することは望ましくない。このため、本制御を終了し、ステップS１へ戻る。なお、[G]は重力加速度の単位である。
【００１５】
減速度センサ１５の検出値が0.3[G]以下の場合(Nｏ)、運転者は通常のブレーキ操作中であるから(No)、次のステップＳ４で制動時駆動力制御を開始する。
制動時駆動力制御について、タイムチャートに基づき説明する。
モータコントローラ８は、正弦波形の付加駆動力を算出して、算出した正弦波形の付加駆動力Ｓinを指令値tTとしてモータ制御器６へ出力する。付加駆動力Ｓinの発生開始時刻t０は、本発明の制動時駆動力制御を実行しない場合の車両の停止時刻ｔ１よりも前とする。付加駆動力Ｓinの大きさ並びに本制御の開始時刻t０および停止時刻t２は、検出した車速および減速度Ｇ1から算出する。開始時刻t０は停止時刻ｔ２よりも約０．０５秒前とする。
【００１６】
車両のピッチ挙動は車種毎の固有値であり、通常の乗用自動車では５〜２０Ｈｚ、一般には約１０Hzである。このため、ノーズダイブ状態からピッチ角φ＝０に戻るようになす本実施例の駆動力制御では、ピッチ挙動の一般的な固有値である１０Hzすなわち、０．１秒周期の半周期分である０．０５秒に基づき、開始時刻t０とする。
なお、ピッチ挙動の固有値が１０Hzではない場合に０．０５秒で駆動力制御を実行したとしても、車両停止時刻ｔ２直後に発生するピッチ挙動は微少であり、搭乗者の乗り心地性能を悪化させるまでには至らない。勿論、車種毎にピッチ挙動の固有振動数を求める実験を行い、実験結果に基づき開始時刻t０を定めてもよい。
比較のため、図３（ａ）には従来の減速度であって、本制御を行わない場合の減速度Ｇ1を細線で示す。
【００１７】
停止近傍状態で制動中の電動車両２１に付加駆動力Ｓinを与えることにより、車両２１の減速度Gは、図３（ａ）に示すように、停止近傍状態の初期で最初の減速度Ｇ1を維持した後、停止直前で滑らかに０に近づき、ｔ１に続く停止時刻ｔ２で０になるとともに車両を停止せしめる。
【００１８】
上記の制動時駆動力制御を実行した結果である車両２１のピッチ挙動を、従来のピッチ挙動と比較して図３（ｂ）のタイムチャートで示す。
従来においては、上記図３（ａ）および図５(ａ)に細線で示すように、減速度Gが停止時刻ｔ１に至るまでＧ1を持続し、車両の停止と同時に、断続的に０となる。このため、図３（ｂ）および図５（ｂ）の細線に示すように、制動中、車両の停止に至るまでは、ピッチ角がφ1[deg]のまま車両の前部が沈み込んだノーズダイブを維持し、車両の停止直後からは、ピッチ角が正負側に振動しながら減衰し、車両の前部がバウンドおよびリバウンドする。
本実施例においては、停止直前の減速度GをＧ1から滑らかに０となすとともに、減速度が０になった時点ｔ２で車両を停止せしめる。このため、図３（ｂ）の太線に示すように、制動中、停止近傍状態で、ピッチ角φも初期値φ1から滑らかに０に至り、車両が停止する。したがって制動中の初期にノーズダイブしていた車両の前部は停止近傍状態の時刻ｔ０から復元を開始し、車両の停止（停止時刻ｔ２）後もピッチ角を０に保ったままバウンドおよびリバウンドすることがない。
【００１９】
停止時刻ｔ２にて車速および減速度が０となると、ステップS５へ進み、上記ステップS４の制動時駆動力制御を終了し、図２に示した本制御を終了する。
【００２０】
ところで本実施例においては、上述のように制動中の車速および減速度を検出するセンサ車速センサ９および減速度センサ１５と、
これら検出した車速および減速度Ｇ1に応じて、停止直後に発生する車体のピッチ挙動を抑制するような正弦波形の付加駆動力Sinを算出するモータコントローラ８と、
付加駆動力Sinが車輪３，４に付与されるようモータ５の駆動力を制御するモータ制御器６とを具備するため、
従来のように油圧式ブレーキ機構のみにより減速度Gを制御することなく、駆動モータ５を用いて高応答の制御を実現することができる。したがって、停止直後に発生する車両２１のピッチ挙動を効果的に抑制することができる。
【００２１】
また、本実施例では、上記ステップＳ２で停止近傍状態であると判断したときに、モータ制御器６が正弦波形の付加駆動力Sinを車輪３，４に付与して、停止時の減速度Gを滑らかに０となすことから、
車両２１が停止する直前の時刻ｔ０で本制御を開始し、車両のピッチ挙動における一般的な個有値に基づく制御を行うことが可能になる。したがって、減速度Gを連続的に低減させて停止時刻ｔ２で０にすることが可能となり、制御の精度を高めて、効果的に車両のピッチ挙動を抑制することができるとともに、ピッチ角φをφ１から０へスムーズに変化させることができる。
【００２２】
なお、本実施例においては、請求項１のブレーキ手段を、油圧式ブレーキ装置１１，１２，１３，１４のみにより構成するが、本実施例のほか、モータ５が回生側で制動力を車輪３，４に付与するようになし、油圧式ブレーキ装置１１，１２，１３，１４およびモータ５が請求項１のブレーキ手段を構成するものであってもよい。
具体的には、車両２１の停止時には、モータコントローラ８がモータ５を回生制御して、油圧式ブレーキ装置１１，１２，１３，１４による制動力Goおよびモータ５の回生制動力Gｍを併用して、停止近傍状態の減速度G1（=Go+Gm）を発生させる。そして、停止直前の時刻ｔ０で、モータコントローラ８は、モータ５の回生制動力Gmと正弦波形の付加駆動力Sinを合算した値を指令値としてモータ制御器６へ出力する。その後、付加駆動力Sinが回生制動力Gmを上回ると、付加駆動力Sinがブレーキ装置１１，１２，１３，１４による制動力Goを正弦波形となるよう滑らかに０に近づけ、停止時刻ｔ２で減速度Gを０になして、車両２１を停止せしめる。これにより、上記図３（ａ）（ｂ）に示したものと同様の効果を得ることができる。
【００２３】
図３（ａ）に示した上記の実施例について付言すると、減速度GをＧ1から滑らかに０となすため、車両２１の停止時刻ｔ２が、本制御を行わない場合の停止時刻ｔ１に対して僅かではあるが遅延する。
そこで、この遅延を解消することができる本発明の他の実施例になる制動時駆動力制御について説明する。
他の実施例になる制動時駆動力制御についても、上記図１に示した電動車両２１と同様の電動車両において、上記図２に示した制御プログラムと同様の基本構成を有する制御プログラムを実行するため、上記実施例と共通する部分については説明を省略し、異なる制御部分について説明する。
すなわち本実施例では、上記ステップＳ４で、車輪３，４に付与する付加駆動力を一旦制動側にした後に駆動側とするものである。
【００２４】
つまり、モータコントローラ８は、まず、図４（ａ）に太線で示すように正弦波形の付加制動力を算出して、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで算出した正弦波形の付加制動力および減速度Ｇ1を合算した値を指令値としてモータ制御器６へ出力する。
次に、図４（ａ）に太線で示すように正弦波形の付加駆動力Sinを算出して、時刻ｔ4
から停止時刻ｔ1まで算出した正弦波形の付加駆動力Sinを指令値としてモータ制御器６へ出力する。
正弦波形の付加制動力Sinの発生開始時刻t３は、車両の停止時刻ｔ１よりも前とする。これに続く正弦波形の付加駆動力Ｓinの発生開始時刻t４も、車両の停止時刻ｔ１よりも前とする。本制御による付加制動力の開始時刻t３および終了時刻ｔ４は、検出した車速および減速度Ｇ1から算出する。開始時刻t３は停止時刻ｔ１よりも約０．０５秒前とする。
【００２５】
制動中の電動車両２１において正弦波形制動力および正弦波形駆動力Ｓinを与えることにより、停止近傍状態で減速度Gは、図４（ａ）に示すように最初の減速度Ｇ1を維持した後、一旦Gmaxまで増大し、その後減少して停止直前で滑らかに０に近づき、停止時刻ｔ１で０となって、車両を停止せしめる。
【００２６】
上記別の実施例になる制動時駆動力制御を実行した結果である車両２１のピッチ挙動を、従来のピッチ挙動と比較して図４（ｂ）のタイムチャートで示す。
従来においては、上記図４（ａ）および図５(ａ)に細線で示すように減速度Gが、停止時刻ｔ１に至るまで減速度Ｇ1を持続し、車両の停止と同時に、断続的に０となる。このため、図４（ｂ）および図５（ｂ）の細線に示すように、制動中、車両の停止に至るまでは、ピッチ角φがφ1[deg]のまま車両の前部が沈み込んだノーズダイブを維持し、車両の停止直後からは、ピッチ角φが正負側に振動しながら減衰し、車両の前部がバウンドおよびリバウンドする。
【００２７】
上記別の実施例においては、図４（ａ）で停止直前の減速度GをＧ1から一旦Gmaxまで増大させた後、滑らかに０となすとともに、減速度Gが０になった時点で車両を停止せしめる。このため、上述および図４（ｂ）に示すとおり、ピッチ挙動φを抑制することができることに加え、車両２１の停止時刻を、従来の停止時刻ｔ１と同じにすることができ、停止が遅延することがない。なお、図４（ａ）で、一旦減速度GをGmaxまで増大させたことから、ピッチ角もφ1から一旦増大するとも考えられるが、ピッチ挙動は減速度Gの変化に対して、応答性が低く、応答遅れとなるため、ピッチ角φが一旦増大することはない。
【００２８】
このように上記他の実施例においては、停止近傍状態の時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、モータ制御器６が正弦波形の付加制動力を車輪３，４に付与するため、
本発明の目的であるピッチ挙動の抑制を奏し得られ、かつ、停止の遅延が生じないことから、安全上益するところ大なるものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態になる制動時駆動力制御装置を具えた電動車両の全体構成を模式的に示す平面図である。
【図２】同実施例で実行する制動時駆動力制御の制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】同実施例で実行する制動時駆動力制御の動作タイムチャートであり、  （ａ）は車両の減速度Gを、  （ｂ）は車両のピッチ角φを示す。
【図４】本発明の他の実施例で実行する制動時駆動力制御の動作タイムチャートであり、  （ａ）は車両の減速度Gを、  （ｂ）は車両のピッチ角φを示す。
【図５】本発明の制動時駆動力制御を実行しない従来の動作タイムチャートであり、  （ａ）は車両の減速度Gを、  （ｂ）は車両のピッチ角φを示す。
【符号の説明】
【００３０】
１，２，３，４  車輪
５  モータ（回生ブレーキ装置）
６  モータ制御器
７  電力源
８  コントロールユニット
９  車速センサ
１０  ブレーキスイッチ
１１，１２，１３，１４  ブレーキ装置
１５  減速度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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