JP2009290963A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】勾配センサを用いることなく道路勾配を検知し、勾配に応じたトルク補助を行う。
【解決手段】アクセル操作検出手段７と、ブレーキ操作検出手段８と、モータトルク調整手段２と、駆動モータへのトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段４と、ブレーキ操作検出手段８の検出値に基づいてブレーキ踏み込み量を算出するブレーキ踏み込み量算出手段４と、アクセル操作検出手段７及びブレーキ操作検出手段８の少なくとも一方の検出値に基づいてドライバの操作系５、６に対する応答速度を算出する操作系応答速度算出手段４と、ブレーキ踏み込み量と操作系応答速度とに基づいて車両現在位置の道路勾配を推定する勾配推定手段４と、車両発進時に道路勾配に応じた駆動モータのトルク応答を決定するトルク応答決定手段４と、を備え、モータトルク調整手段２は、モータトルク指令値とトルク応答に基づいて駆動モータ１への供給電流を制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の駆動制御装置に関し、特に、道路勾配に応じて駆動力を増減する制御装置に関する。

電動モータを駆動力源として備える車両が知られており、特許文献１には、勾配センサ（Ｇセンサ）を搭載し、この勾配センサで検出した道路勾配に応じて電動モータのトルク応答性の制御を実行することで、アクセル操作量の調整量を軽減するように発進時の運転サポートを行う装置が開示されている。
特開２００５−０６７６０３号公報

しかしながら、勾配センサは、温度変化や劣化による特性のバラツキ、個体差等のセンサ単体でのバラツキに加え、車両への取り付け状態に起因するバラツキがあるため、勾配の検出精度は必ずしも高くはない。さらに、車両急停止時には車両に発生する前後Ｇの影響を受けるので、高精度で勾配を検出することが困難である。そのため、特許文献１に開示された装置では、的確な発進時の運転サポートを得ることが難しく、場合によっては、かえって運転性を悪化させてしまうおそれもある。

そこで、本発明では、的確な発進時の運転サポートを実現することを目的とする。

本発明は、車両を駆動する駆動モータと、ドライバのアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、ドライバのブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、駆動モータへの供給電流を制御するモータトルク調整手段と、を備えるアクセル操作に基づいて駆動モータへのトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段と、を備えるモータ制御装置であって、さらに、ブレーキ操作検出手段の検出値に基づいてブレーキ踏み込み量を算出するブレーキ踏み込み量算出手段と、アクセル操作検出手段及びブレーキ操作検出手段の少なくとも一方の検出値に基づいてドライバの操作系に対する応答速度を算出する操作系応答速度算出手段と、ブレーキ踏み込み量と操作系応答速度とに基づいて車両現在位置の道路勾配を推定する勾配推定手段と、車両発進時に道路勾配に応じた前記駆動モータのトルク応答を決定するトルク応答決定手段と、を備え、モータトルク調整手段は、モータトルク指令値とトルク応答に基づいて駆動モータへの供給電流を制御する。

本発明によれば、ブレーキ踏み込み量と操作系応答速度とに基づいて車両現在位置の道路勾配を推定するので、勾配センサを用いずに道路勾配に応じた発進時のトルク応答を設定でき、的確な運転サポートを実現することができる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本実施形態を適用するシステム構成の一例を示す図である。１は駆動モータ、２は駆動モータ１の駆動を制御するインバータ、３は駆動モータ１への電力供給源であるパワーソース、４はインバータ２やパワーソース３等を制御するコントローラ、５はアクセルペダル、６はブレーキペダル、７はアクセルペダル５が踏み込まれているか否かを検出するアクセルスイッチセンサ、８はブレーキペダル６の踏み込み量を検出するブレーキ踏み込み量センサである。なお、ブレーキペダル６の踏み込み量の単位は[ｍｍ]とする。

駆動モータ１は、図１に示すように車両あたり一機配置して、図示しないドライブシャフトを介して車輪を駆動する。なお、車両あたり二機または四機の駆動モータ１を駆動輪のホイール内に配置して、車輪を直接駆動するようにしてもよい。また、駆動モータ１としては、例えば３相誘導モータを用いる。

パワーソース３としては、例えば燃料電池スタックを含むパワープラントシステム、バッテリ等を用いることができる。

コントローラ４は、アクセルスイッチセンサ７の検出値と図示しない車速センサで検出する車速からインバータ２に指令する駆動モータトルクを演算し、さらに駆動モータ１の消費電力を推定してパワーソース３から取り出す電力を演算する。そして、これら演算結果に基づいてインバータ２及びパワーソース３の制御を行う。コントローラ４が実行する演算の詳細については後述する。

上記のように、駆動モータ１により車輪を駆動して走行する車両では、一般的に変速機のギヤ段数が１またはこれに準じた少ない段数となっており、さらに、アクセルペダル開度とモータトルクが一対一で対応している。そのため、走行状況にかかわらず、車両はアクセル操作に対応して一様な加減速しかしないので、ドライバが走行状況に合わせたスムーズな運転をすることは容易ではない。例えば、登坂路において発進加速を行う場合には、アクセル操作量に対する車両加速度の変化量（トルク応答）が大きいことが望まれる。これとは逆に、降坂路では、トルク応答は小さいことが望まれる。しかしながら、前述したようにアクセルペダル開度とモータトルクが一対一で対応している、つまりアクセル操作量とトルク応答が一対一で対応している構成では、このような要求に対応していない。その結果、ドライバが道路勾配に応じてアクセル操作量を調整しなければ、所望の加減速を得られない。

これに対して、車両に勾配センサ（Ｇセンサ）を搭載し、勾配センサの検出値に応じて、発進時における駆動モータ１のトルク応答の大きさを調節する、という運転サポート制御が考えられる。しかし、同じ道路勾配であっても、ドライバが要求するトルク応答は運転熟練度に応じて異なり、例えば、同じ勾配の降坂路であっても、運転初心者は上級者よりも「怖い」と感じるため、上級者よりも小さいトルク応答を望む。すなわち、道路勾配に応じたトルク応答調節による運転サポート制御では、ドライバの運転熟練度によっては、十分なサポートが得られない状況が生じ得る。

そこで、本実施形態では、以下に説明する制御により発進時の運転サポートを行う。

図２は、図１のシステムにおける駆動モータ１の制御についての、基本的な構成を示す制御ブロック図である。図２に示すように、ドライバのブレーキ踏み込み量を検出するブレーキ踏み込み量検出部Ｂ１０１、ドライバの操作系（アクセルペダル及びブレーキペダル）の操作応答速度を検出するドライバ操作系応答速度検出部Ｂ１０２、ブレーキ踏み込み量とドライバ操作系応答速度とに基づいて駆動モータ１に指令するトルク応答を決定する駆動モータトルク指令値応答決定部Ｂ１０３、及び駆動モータトルク指令値応答に基づいて駆動モータ１を制御するためにインバータ２及びパワーソース３を制御する駆動モータ制御部Ｂ１０４で構成されている。

図１２は、コントローラ４が実行する、駆動モータ制御のフローチャートである。なお、本制御はモータ制御開始時より、所定時間ごと（例えば１０[ｍｓ]ごと）に実行する。

ステップＳ２００１では、後述するサブルーチンを実行することにより、ドライバのブレーキ踏み込み量の最大値を演算する。

ステップＳ２００２では、後述するサブルーチンを実行することにより、ドライバの操作系（アクセルペダル５やブレーキペダル６）の操作応答速度を演算する。

ステップＳ２００３では、後述するサブルーチンを実行することにより、アクセルペダル５が踏み込まれている状態（アクセルＯＮ状態）の継続時間を演算する。

ステップＳ２００４では、アクセルＯＮ状態継続時間が、予め設定した所定の閾値より短いか否かの判定を行い、短い場合にはステップＳ２００６へ進み、長い場合にはステップＳ２００５に進む。

ステップＳ２００５では、ブレーキ踏み込み量最大値及びドライバ操作系応答速度をゼロにリセットする。

ステップＳ２００６では、ステップＳ２００１で演算したブレーキ踏み込み量最大値と、ステップＳ２００２で演算したドライバ操作応答速度（ブレーキＯＦＦ操作応答速度）を用いて、後述するマップを検索することにより駆動モータ１に指令するトルク応答を決定する。

ステップＳ２００７では、後述するサブルーチンを実行することにより、ステップＳ２００６で決定したトルク応答に基づいて駆動モータトルク指令値を演算する。

ステップＳ２００８では、ステップＳ２００７で演算した駆動モータトルク指令値に基づき、インバータ２で駆動モータ１に供給する電流を調整することにより、駆動モータ１を制御する。以降、本ルーチンを繰り返す。

なお、ステップＳ２００３とステップＳ２００４の間、またはステップＳ２００４とステップＳ２００６の間に、再ブレーキ操作が行われたか否かの判定を行い、再ブレーキ操作が行われた場合にはステップＳ２００５に進み、行われていない場合にはステップＳ２００４又はステップＳ２００６に進むようにしてもよい。ここでいう「再ブレーキ操作」とは、ブレーキペダル６を踏み込んでいる状態から踏み込み量ゼロの状態まで戻した後に、再びブレーキペダル６を踏み込む操作をいう。

この判定とステップＳ２００４の判定とを行うことにより、後述するトルク応答決定に際して、車速コントロール等のために行うブレーキ踏み込み量の調整の影響を排除することができる。

図１３は、ステップＳ２００１で実行するブレーキ踏み込み量最大値演算のためのフローチャートである。

ステップＳ２１０１では、ブレーキ踏み込み量センサ８から出力されるブレーキ踏み込み量の今回値を検出する。

ステップＳ２１０２では、所定時間前のブレーキ踏み込み量である前回値を保存する。なお、所定時間とは、コントローラ４の演算周期（例えば１０[ｍｓ]）のことを表わしているが、センサのノイズ等の影響により、同演算周期では制度の高い演算が行えない場合には、その影響を受け難い時間に拡大する方法や、センサのノイズの影響を除去するための一次遅れフィルタ処理を施す方法等もある。

ステップＳ２１０４では、ブレーキ踏み込み量の今回値と前回値とを比較し、今回値の方が大きければステップＳ２１０４に進み、前回値の方が大きければステップＳ２１０５に進む。

ステップＳ２１０４では、ブレーキ踏み込み量最大値を今回値に更新し、ステップＳ２１０５では、ブレーキ踏み込み量最大値を前回値のまま保持し、処理を終了する。

図３は、図１３の制御を実行した場合のブレーキ踏み込み量最大値の変化を示すタイムチャートである。なお、チャートの横軸一目盛はコントローラ４の一演算周期を示している。

時刻ゼロ〜ｔ１間はブレーキ踏み込み量がゼロなので、最大値もゼロのままである。時刻ｔ１でブレーキペダル６が踏み込まれると、最大値が更新される。時刻ｔ２では時刻ｔ１と比較してブレーキ踏み込み量が小さくなっているので、最大値は前回値のまま保持される。時刻ｔ３でブレーキ踏み込み量が時刻ｔ１における踏み込み量を超えると、最大値は更新される。以降、同様の処理を繰り返す。なお、時刻ｔ５では、最大値が一旦ゼロにリセットされている。

これは、ブレーキ踏み込み量が時刻ｔ４でゼロになっているため、時刻ｔ５でのブレーキ操作が再ブレーキ操作に該当するためである。また、時刻ｔ７で最大値がリセットされているのは、時刻ｔ６でアクセルＯＮ状態となってから所定時間が経過したため、図１２のステップＳ２００５によりゼロにリセットしたからである。

なお、アクセルＯＮ状態となってからの所定時間を、ここでは演算周期で２周期分の時間としているが、２周期分の時間に限定されるものではなく、この前後の時間であればよい。

図１４は、図１２のステップＳ２００２で実行するドライバ操作系応答速度検出のためのフローチャートである。なお、ここでの「ドライバ操作系応答速度」は、ブレーキペダル６のＯＮ状態からＯＦＦ方向への変化速度（ブレーキＯＦＦ操作速度[ｍｍ／ｓｅｃ]）である。

ステップＳ２２０１、Ｓ２２０２は図１３のステップＳ２１０１、Ｓ２１０２と同様なので説明を省略する。

ステップＳ２２０３では、ブレーキ踏み込み量の今回値が前回値より小さいか否かを比較し、今回値の方が小さい場合はステップＳ２２０４に進み、前回値の方が小さい場合はステップＳ２２０５に進む。

ステップＳ２２０４では、ブレーキＯＦＦ操作速度を演算して処理を終了する。なお、ブレーキＯＦＦ操作速度は、ブレーキ踏み込み量の前回値から今回値までの変化量を演算周期で除することにより求める。

ステップＳ２２０５では、ブレーキＯＦＦ操作速度の前回値を保持して処理を終了する。

図５は、図１４の制御を実行した場合のブレーキＯＦＦ操作速度の変化を示すタイムチャートである。タイムチャートの横軸一目盛はコントローラ４の一演算周期を示している。

時刻ｔ１でブレーキペダル６が踏み込まれるが、踏み込み量が前回値より大きいためブレーキＯＦＦ操作速度は前回値、つまりゼロのまま保持される。

時刻ｔ２でブレーキ踏み込み量が時刻ｔ１における踏み込み量より低下すると、ブレーキＯＦＦ操作速度が増大する。時刻ｔ３では再びブレーキ踏み込み量が増大すると、踏み込み量が前回値より大きくなるため、ブレーキＯＦＦ操作速度は時刻ｔ２の値が保持される。以降、この処理を繰り返す。

なお、時刻ｔ４、時刻ｔ６でブレーキＯＦＦ操作速度がゼロにリセットされているのは、図３と同様の理由による。

図１５は、図１２のステップＳ２００３で実行するアクセルＯＮ状態継続時間演算のためのフローチャートである。

ステップＳ２３０１では、アクセルスイッチセンサ７によってアクセルペダル５のＯＮ／ＯＦＦ状態を検出する。

ステップＳ２３０２では、アクセルＯＮ状態であるか否かの判定を行う。ＯＮ状態であればステップＳ２３０３に進み、ＯＦＦ状態であればステップＳ２３０４に進む。

ステップＳ２３０３では、アクセルＯＮ状態継続時間カウンタをインクリメントし、ステップＳ２３０４ではアクセルＯＮ状態継続時間カウンタをゼロにリセットし、処理を終了する。

図４は、アクセルＯＮ状態継続時間の演算方法を表わす図である。縦軸及び横軸の一目盛は、コントローラ４の一演算周期を示している。

時刻ｔ１でアクセルＯＮ状態と、時刻ｔ２でアクセルＯＦＦになるまでは、演算周期毎にアクセルＯＮ状態継続時間カウンタをインクリメントし続け、時刻ｔ２でカウンタをゼロにリセットする。

図６は、図１２のステップＳ２００６で実行するトルク応答の決定に用いるマップである。縦軸はブレーキＯＦＦ操作応答速度[ｍｍ／ｓｅｃ]、横軸はブレーキ踏み込み量最大値[ｍｍ]である。

ブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上、かつブレーキＯＦＦ操作応答速度が第１操作応答速度以上の場合には、第１トルク応答を選択する。ブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上、かつブレーキＯＦＦ操作応答速度が第２操作応答速度以下の場合は第２トルク応答を選択する。上記第１トルク応答または第２トルク応答を選択する領域以外、つまりブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以下の場合、及びブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上、かつブレーキＯＦＦ操作応答速度が第１操作応答速度未満かつ第２操作応答速度よりも大きい場合には第３トルク応答を選択する。

第１ブレーキ踏み込み量は、登坂路または降坂路におけるブレーキ踏み込み量と平坦路におけるブレーキ踏み込み量との境界値である。平坦路では、登坂路及び降坂路に比べてブレーキ踏み込み量が小さくなることから、この境界値を用いることにより、車両の現在位置が平坦路であるか、又は平坦路以外の場合もあり得るのかを判定することができる。この境界値は車両重量やブレーキの仕様等により異なるので、実験等を通じて予め調べたものを用いる。

第１操作応答速度は、登坂路におけるブレーキＯＦＦ操作応答速度と平坦路におけるブレーキＯＦＦ操作応答速度との境界値である。登坂路では、ブレーキを踏み込んだ際の速度低下が平坦路に比べて速いので、ブレーキＯＦＦ操作応答速度は平坦路より速くなりがちであることから、この境界値を用いることにより、車両の現在位置が登坂路であるか平坦路であるかを判定することができる。

第２操作応答速度は、降坂路におけるブレーキＯＦＦ操作応答速度と平坦路におけるブレーキＯＦＦ操作応答速度との境界値である。降坂路では、ブレーキ踏み込み量が小さくすると重力の作用により車両が加速するため、ブレーキＯＦＦ操作は平坦路に比べて遅くなりがちである。この境界値についても、予め実験等を通じて調べたものを用いる。

上記のように第１ブレーキ踏み込み量、第１、第２操作応答速度を設定することにより、第１トルク応答を選択するのは登坂路での発進時、第２トルク応答を選択するのは降坂路での発進時、第３トルク応答を選択するのは平坦路での発進時ということになる。つまり、第１トルク応答は平坦路での発進時よりも速いトルク応答であり、第２トルク応答は平坦路での発進時よりも遅いトルク応答であるので、各トルク応答の応答速度は次のような関係になる。

第１トルク応答＞第３トルク応答＞第２トルク応答
なお、再ブレーキ操作が行われた場合やアクセルＯＮから所定時間経過後には、ブレーキ踏み込み量最大値とブレーキＯＦＦ操作応答速度はゼロにリセットするので、第３トルク応答を選択することとなる。

ところで、例えば登坂路走行時を考えると、運転初心者は運転上級者に比べてブレーキを大きく踏み込みがちである。そして、必要以上のブレーキの踏み込みによって想像以上に減速してしまうため、ブレーキＯＦＦ操作が速くなる。つまり、運転初心者ほど第１応答トルク領域に入り易くなる。また、降坂路走行時を考えると、運転初心者は運転上級者に比べて勾配に対する恐怖心が強いため、ブレーキ踏み込み量は大きく、かつブレーキＯＦＦ操作が遅くなりがちである。つまり第２トルク応答領域に入り易くなる。

一方、運転上級者は、登坂路走行時においては勾配に応じた適切なブレーキ操作が可能なため、運転初心者に比べてブレーキ踏み込み量は小さくなり、ブレーキＯＦＦ操作応答速度も遅くなる。降坂路走行時には、運転初心者に比べて勾配に対する恐怖心が弱いため、ブレーキ踏み込み量は小さく、ブレーキＯＦＦ操作応答速度も速くなりがちである。つまり、第３トルク応答領域に入り易くなる。

したがって、運転初心者ほど登坂路または降坂路での発進時にトルク補助を受け易くなり、運転上級者は不要なトルク補助を受けにくくなるので、結果として、運転熟練度に応じたトルク補助が行われることとなる。

図７は、図３及び図５に示したブレーキ操作を行った場合の、駆動モータ１へのトルク指令値を示したタイムチャートである。ブレーキ操作、ブレーキ踏み込み量最大値、ブレーキＯＦＦ操作応答速度、アクセルスイッチのＯＮ／ＯＦＦは、それぞれ図３及び図５と同様である。なお、駆動モータ１に指令するトルクはクリープトルクのことである。そして、図７に示した例では、ブレーキペダル６が踏み込まれた状態ではクリープトルクを制限する制御を組み込んだ車両について示している。

時刻ｔ１でブレーキ操作を開始した後、時刻ｔ２でブレーキ踏み込み量がゼロになると、図１２のステップＳ２００６で決定したトルク応答に基づいて、トルク応答を選択する。ここでは、ブレーキ踏み込み量最大値が第１ブレーキ踏み込み量より大きく、ブレーキＯＦＦ操作応答速度が第１操作応答速度以上なので、図７中に実線で示した第１トルク応答が選択される。なお、比較のため第２、第３トルク応答を破線で示している。

また、時刻ｔ３で再ブレーキ操作を開始した後、時刻ｔ４でブレーキ踏み込み量がゼロになると、同様にトルク応答を選択する。ここでは、ブレーキ踏み込み量最大値が第１ブレーキ踏み込み量より小さく、ブレーキＯＦＦ操作応答速度が第１操作応答速度未満、かつ第２操作応答速度より大なので、図７中に実線で示した第３トルク応答が選択される。

以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を得ることができる。

（１）車両を駆動する駆動モータ１と、ドライバのアクセル操作を検出するアクセルスイッチセンサ７と、ドライバのブレーキ操作を検出するブレーキ踏み込み量センサ８と、駆動モータ１への供給電流を制御するインバータ２と、アクセル操作に基づいて駆動モータ１へのトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段、ブレーキ踏み込み量センサ８の検出値に基づいてブレーキ踏み込み量を算出するブレーキ踏み込み量算出手段、アクセルスイッチセンサ７及びブレーキ踏み込み量センサ８の少なくとも一方の検出値に基づいてドライバの操作系に対する応答速度を算出する操作系応答速度算出手段、ブレーキ踏み込み量と操作系応答速度とに基づいて車両現在位置の道路勾配を推定する勾配推定手段、及び車両発進時に道路勾配に応じた駆動モータ１のトルク応答を決定するトルク応答決定手段、としてのコントローラ４とを備え、インバータ２はモータトルク指令値とトルク応答に基づいて駆動モータ１への供給電流を制御するので、勾配センサを用いることなく道路勾配を推定し、的確な運転サポートを行うことができる。

（２）ブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上であって、かつブレーキＯＦＦ操作応答速度が第１操作応答速度以上の場合には登坂路であると推定して、第１トルク応答を選択し、ブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上であって、かつブレーキＯＦＦ操作応答速度が第１操作応答速度より小さい第２操作応答速度以下の場合には降坂路であると推定して第１トルク応答より小さい第２トルク応答を選択し、ブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量より小さく、かつブレーキＯＦＦ操作応答速度が第１操作応答速度より小さく第２操作応答速度より大きい場合には平坦路であると推定して第２トルク応答より小さい第３トルク応答を選択するので、勾配センサを用いずに道路勾配の推定が可能となるだけでなく、運転初心者ほど大きなトルク補助を受け易く、上級者ほどトルク補助が小さくなるようなトルク応答を選択することとなり、結果として運転熟練度に応じたトルク補助が可能となる。

（３）コントローラ４は、ブレーキＯＮ後のブレーキ踏み込み量の最大値を逐次更新し、ブレーキＯＮとなったときを始期、ブレーキＯＮとなった後のアクセルＯＮから所定時間経過したときを終期とする期間中のブレーキ踏み込み量の最大値をブレーキ踏み込み量として検出し、ブレーキＯＮ後に一旦ブレーキＯＦＦとなり、再びブレーキＯＮとなった場合、またはブレーキＯＮとなった後のアクセルＯＮから所定時間経過した場合には、ブレーキ踏み込み量の最大値をゼロにリセットするので、ドライバがブレーキ操作中に行う踏み込み量の調整に影響されることなく、平坦路か否かの判定を行うことができる。

（４）ブレーキＯＮの状態からブレーキＯＦＦ方向へのブレーキ操作速度であるブレーキＯＦＦ操作応答速度を操作系応答速度として検出するので、運転状況の都合上ブレーキを強く踏み込むようなイレギュラーな状況が発生しても、その後のブレーキ操作応答速度に応じて、的確に道路勾配を判定することができる。

（５）コントローラ４は、ブレーキＯＦＦ操作応答速度を逐次演算し、ブレーキＯＦＦ操作応答速度が負の場合には前回演算値を保持し、ブレーキＯＮ後に一旦ブレーキＯＦＦとなり、再びブレーキＯＮとなった場合、またはブレーキＯＮとなった後のアクセルＯＮから所定時間経過した場合には、ブレーキＯＦＦ操作応答速度をゼロにリセットするので、例えば渋滞路でクリープトルクのみで走行している場合や、降坂路でブレーキ操作のみで車速をコントロールしている場合等においても、停止直前のブレーキ操作に応じて道路勾配を判定することが可能となる。

第２実施形態について説明する。

本実施形態は、システムの構成及び駆動モータ１の制御ロジックは基本的に第１実施形態と同様である。ただし、図１２のフローチャートのステップＳ２００２で演算するドライバ操作応答速度演算が異なり、これに伴ってステップＳ２００６でのトルク応答決定も異なる。本実施形態では、ドライバ操作応答速度として、ブレーキＯＦＦからアクセルＯＮまでのペダルの踏み替え速度（以下、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度という）を用いる。踏み替え速度は、アクセルペダル５とブレーキペダル６との間の距離を、ブレーキペダル６がＯＦＦになってからアクセルペダル５がＯＮになるまでの時間で除することで求める。すわなち、本実施形態では、ペダルの踏み替え操作に要する時間（操作移行時間）を計測するカウンタを備える。

図１６は、本実施形態で実行するドライバ操作応答速度演算のフローチャートである。

ステップＳ２４０１は、図１３のステップＳ２１０１と同様なので、説明を省略する。

ステップＳ２４０２では、ブレーキ踏み込み量の今回検出値がゼロか否かを判定する。ゼロの場合はステップＳ２４０３に進み、そうでない場合はステップＳ２４０４に進む。

ステップＳ２４０３では、後述するサブルーチンを実行することにより、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を演算して、処理を終了する。

ステップＳ２４０４では、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度の最大値を保持して、処理を終了する。なお、ここでの最大値は、実際に車両で計測したブレーキペダル６からアクセルペダル５までの距離を、一般的なドライバが最速で踏み替え操作を行った場合の応答速度である。すなわち、一般的なドライバが可能な最大踏み替え操作速度である。

図１７は、図１６のステップＳ２４０３で実行するブレーキ／アクセル操作移行応答速度演算のためのフローチャートである。

ステップＳ２５０１では、アクセルスイッチセンサ７の検出値からアクセルＯＮ／ＯＦＦ状態を検出する。

ステップＳ２５０２では、アクセルＯＮ状態であるか否かを判定し、ＯＮ状態ならばステップＳ２５０３に進み、ＯＦＦ状態ならステップＳ２５０５に進む。

ステップＳ２５０３では、アクセルペダル５とブレーキペダル７の距離を、移行時間カウンタの値で除することにより、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を演算する。

ステップＳ２５０４では、移行時間カウンタの値をゼロにリセットして処理を終了する。

一方、ステップＳ２５０５では、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度の最大値を保持する。

ステップＳ２５０６では、移行時間カウンタをインクリメントして処理を終了する。

なお、ドライバがアクセルペダル５とブレーキペダル６の両方を同時に踏み込んだ場合は、ブレーキ／アクセル操作移行応答速は図１７のステップＳ２５０３では演算せず、図１６のステップＳ２４０４と同様の処理により、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度の最大値とする。

図８は、図１６の制御を実行した場合のブレーキ／アクセル操作移行応答速度の変化を示すタイムチャートである。なお、チャートの横軸一目盛はコントローラ４の一演算周期を示している。

時刻ｔ１以前は、ブレーキ踏み込み量がゼロなので、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度は最大値が保持される。ここでは、ブレーキ踏み込み量がゼロになってから、まだアクセルスイッチがＯＮになっていないので、操作の移行は行われていない。よって、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度はゼロである。

時刻ｔ１でブレーキペダル６が踏み込まれると、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度が所定の最大値となる。その後、時刻ｔ２、ｔ３とブレーキ踏み込み量は変化するが、ブレーキ踏み込み量はゼロより大きいので、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度は最大値に保持される。なお、ここでは最大値に保持しているが、これに限らず、後述する第１操作系応答速度より大きい値であればよい。

時刻ｔ４でブレーキ踏み込み量がゼロになると、次のアクセルＯＮが行われるまでブレーキ/アクセル操作移行時間を（コントローラ1演算周期毎に）インクリメントするため、結果として、ブレーキ/アクセル操作移行応答速度はデクリメントされ、一時的にブレーキ／アクセル操作移行応答速度が低下する。ただし、その後ブレーキ踏み込み量が増加したときに最大値にリセットされる。
アクセルスイッチがＯＦＦなので、最大値が保持され続ける。

時刻ｔ５でブレーキ踏み込み量がゼロになり、時刻ｔ６でアクアセルスイッチがＯＮになると、ステップＳ２５０４の演算によりブレーキ／アクセル操作移行応答時間が変化し、時刻ｔ７ではアクセルスイッチＯＮから所定時間経過したため、ゼロにリセットする。

図１１は、ブレーキ／アクセル操作移行応答時間カウンタの移行時間演算方法を示す図である。なお、図１１中の縦軸及び横軸の一目盛は、コントローラ４の一演算周期を表わす。

時刻ｔ０でブレーキ踏み込み量がゼロになると、カウンタのインクリメントを開始し、時刻ｔ１でアクセルスイッチがＯＮになったら、カウンタをゼロにリセットする。

次に、ステップＳ２００６でのトルク応答の決定方法について説明する。

図９は本実施形態のトルク応答決定用のマップである。縦軸はブレーキ／アクセル操作移行応答速度[ｍｍ／ｓｅｃ]、横軸はブレーキ踏み込み量[ｍｍ]である。

ブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上、かつブレーキ／アクセル操作移行応答速度が第１操作応答速度以上の場合には、第１トルク応答を選択する。ブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上、かつブレーキ／アクセル操作移行応答速度が第２操作応答速度以下の場合は第２トルク応答を選択する。上記第１トルク応答または第２トルク応答を選択する領域以外、つまりブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以下の場合、及びブレーキ踏み込み量が第１ブレーキ踏み込み量以上、かつブレーキ／アクセル操作移行応答速度が第１操作応答速度未満かつ第２操作応答速度よりも大きい場合には第３トルク応答を選択する。

第１ブレーキ踏み込み量については、第１実施形態と同様である。

第１操作応答速度は、登坂路におけるブレーキ／アクセル操作移行応答速度と平坦路におけるブレーキ／アクセル操作移行応答速度との境界値である。登坂路では、ブレーキ踏み込み量がゼロになってからの速度低下が平坦路に比べて速いので、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度は平坦路より速くなりがちであることから、この境界値を用いることにより、車両の現在位置が登坂路であるか平坦路であるかを判定することができる。

第２操作応答速度は、降坂路におけるブレーキ／アクセル操作移行応答速度と平坦路におけるブレーキ／アクセル操作移行応答速度との境界値である。降坂路では、ブレーキ踏み込み量がゼロになると重力の作用により車両が加速するため、ブレーキＯＦＦからアクセルペダル５を踏み込むまでの時間は平坦路に比べて長くなりがちである。この境界値についても、予め実験等を通じて調べたものを用いる。

図１０は、駆動モータ１へのトルク指令値を示したタイムチャートである。ブレーキ操作、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度、アクセルスイッチのＯＮ／ＯＦＦは、図８と同様である。また、ブレーキ踏み込み量最大値については、第１実施形態と同様の方法により算出する。

時刻ｔ１でブレーキ踏み込み量がゼロになり、時刻ｔ２でアクセルスイッチがＯＮになると、トルク応答が決定される。ここでは、ブレーキ踏み込み量最大値が第１ブレーキ踏み込み量より大きく、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度が第１操作応答速度より大きいので、第１トルク応答が選択されている。なお、比較のため、第２、第３トルク応答が選択された場内について破線で示してある。

以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果の他に、次のような効果が得られる。

（１）ブレーキＯＦＦとなってからアクセルＯＮとなるまでの応答速度であるブレーキ／アクセル操作移行応答速度を操作系応答速度として検出するので、運転状況の都合上ブレーキを強く踏み込むようなイレギュラーな状況が発生しても、その後のブレーキ操作応答速度に応じて、的確に道路勾配を判定することができる。

（２）ブレーキＯＦＦとなった後のアクセルＯＮから所定時間が経過するまではアクセルＯＮ時の前記ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を保持し、所定時間後にゼロにリセットし、ブレーキＯＮの状態では前記ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を第１操作応答速度以上の所定値とみなすので、例えば渋滞路でクリープトルクのみで走行している場合や、降坂路でブレーキ操作のみで車速をコントロールしている場合等においても、停止直前のブレーキ操作に応じて道路勾配を判定することが可能となる。

（３）ブレーキＯＮの状態でアクセルＯＮとなった場合には、ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を第１操作応答速度以上の所定値とみなすので、例えば急な登坂路において、ブレーキペダル６を踏みながらアクセルペダル５を踏み、後退を防止しているような状況においても、道路勾配の判定が可能となり、その結果に基づいてトルク応答を決定することによって、的確な運転サポートをすることができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本実施形態を適用するシステムの構成図である。 モータ制御の基本的な構成を示す制御ブロック図である。 ブレーキ踏み込み量最大値演算方法について説明するための図である。 アクセルＯＮ継続時間演算方法について説明するための図である。 ブレーキＯＦＦ操作応答速度演算方法について説明するための図である。 ブレーキ踏み込み量及びブレーキＯＦＦ操作応答速度とトルク応答との関係を示す図である。 ブレーキ踏み込み量及びブレーキＯＦＦ操作応答速度とトルク指令値との関係を示す図である。 ブレーキ／アクセル操作移行応答速度演算方法について説明するための図である。 ブレーキ踏み込み量及びブレーキ／アクセル操作移行応答速度とトルク応答との関係を示す図である。 ブレーキ踏み込み量最大値及びブレーキ／アクセル操作移行応答速度とトルク指令値との関係を示す図である。 ブレーキ／アクセル操作移行応答速度演算方法について説明するための図である。 モータ制御のメインフローチャートである。 ブレーキ踏み込み量演算のフローチャートである。 ブレーキＯＦＦ操作応答速度演算のフローチャートである。 アクセルＯＮ継続時間演算のフローチャートである。 ブレーキ／アクセル操作移行応答速度演算のフローチャート（その１）である。 ブレーキ／アクセル操作移行応答速度演算のフローチャート（その２）である。

符号の説明

１ 駆動モータ
２ インバータ
３ パワーソース
４ コントローラ
５ アクセルペダル
６ ブレーキペダル
７ アクセルスイッチセンサ
８ ブレーキ踏み込み量センサ

Claims (13)

1. 車両を駆動する駆動モータと、
   ドライバのアクセル操作を検出するアクセル操作検出手段と、
   ドライバのブレーキ操作を検出するブレーキ操作検出手段と、
   前記駆動モータへの供給電流を制御するモータトルク調整手段と、
   前記アクセル操作に基づいて駆動モータへのトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段と、
   前記ブレーキ操作検出手段の検出値に基づいてブレーキ踏み込み量を算出するブレーキ踏み込み量算出手段と、
   前記アクセル操作検出手段及び前記ブレーキ操作検出手段の少なくとも一方の検出値に基づいてドライバの操作系に対する応答速度を算出する操作系応答速度算出手段と、
   前記ブレーキ踏み込み量と前記操作系応答速度とに基づいて車両現在位置の道路勾配を推定する勾配推定手段と、
   車両発進時に道路勾配に応じた前記駆動モータのトルク応答を決定するトルク応答決定手段と、
   を備え、
   前記モータトルク調整手段は、前記モータトルク指令値と前記トルク応答に基づいて前記駆動モータへの供給電流を制御することを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記勾配推定手段は、前記ブレーキ踏み込み量が所定の閾値以上であって、かつ前記操作系応答速度が所定の第１閾値以上の場合には登坂路であると推定し、前記ブレーキ踏み込み量が所定の閾値以上であって、かつ前記操作系応答速度が所定の第１閾値より小さい第２閾値以下の場合には降坂路であると推定し、前記ブレーキ踏み込み量が前記所定の閾値より小さく、かつ前記操作系応答速度が前記第１閾値より小さく前記第２閾値より大きい場合には平坦路であると推定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記トルク応答決定手段は、前記勾配推定手段が登坂路と推定した場合には第１トルク応答を選択し、平坦路と推定した場合には前記第１トルク応答より小さい第２トルク応答を選択し、降坂路と推定した場合には前記第２トルク応答より小さい第３トルク応答を選択することを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記ブレーキ踏み込み量算出手段は、ブレーキＯＮ後のブレーキ踏み込み量の最大値を逐次更新し、ブレーキＯＮとなったときを始期、ブレーキＯＮとなった後のアクセルＯＮから所定時間経過したときを終期とする期間中のブレーキ踏み込み量の最大値を前記ブレーキ踏み込み量として検出することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
5. 前記ブレーキ踏み込み量算出手段は、ブレーキＯＮ後に一旦ブレーキＯＦＦとなり、再びブレーキＯＮとなった場合、またはブレーキＯＮとなった後のアクセルＯＮから所定時間経過した場合には、前記逐次更新したブレーキ踏み込み量の最大値をゼロにリセットすることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 前記操作系応答速度算出手段は、ブレーキＯＮの状態からブレーキＯＦＦ方向へのブレーキ操作速度であるブレーキＯＦＦ操作応答速度を前記操作系応答速度として検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
7. 前記操作系応答速度算出手段は、前記ブレーキＯＦＦ操作応答速度を逐次演算し、前記ブレーキＯＦＦ操作応答速度が負の場合には前回演算値を保持することを特徴とする請求項６に記載のモータ制御装置。
8. 前記操作系応答速度算出手段は、ブレーキＯＮ後に一旦ブレーキＯＦＦとなり、再びブレーキＯＮとなった場合、またはブレーキＯＮとなった後のアクセルＯＮから所定時間経過した場合には、前記ブレーキＯＦＦ操作応答速度をゼロにリセットすることを特徴とする請求項７に記載のモータ制御装置。
9. ブレーキＯＮの状態ではクリープトルクを制限するクリープトルク制限手段を備え、
   前記トルク応答決定手段は、前記クリープトルクの応答を決定することを特徴とする請求項１から８のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
10. 前記操作系応答速度算出手段は、ブレーキＯＦＦとなってからアクセルＯＮとなるまでの応答速度であるブレーキ／アクセル操作移行応答速度を前記操作系応答速度として検出することを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のモータ制御装置。
11. 前記操作系応答速度算出手段は、ブレーキＯＦＦとなった後のアクセルＯＮから所定時間が経過するまではアクセルＯＮ時の前記ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を保持し、前記所定時間後にゼロにリセットすることを特徴とする請求項１０に記載のモータ制御装置。
12. 前記操作系応答速度算出手段は、ブレーキＯＮの状態では前記ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を前記第１閾値以上の所定値とみなすことを特徴とする請求項１０または１１に記載のモータ制御装置。
13. 前記操作系応答速度算出手段は、ブレーキＯＮの状態でアクセルＯＮとなった場合には、前記ブレーキ／アクセル操作移行応答速度を前記第１閾値以上の所定値とみなすことを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一つに記載のモータ制御装置。

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