JP2022105814A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行用モータがモータロック状態である場合に、運転者に対してアクセル操作等の運転操作を促すことにある。【解決手段】アクセル操作量に基づいて走行用モータの第１トルク指令値を設定するトルク設定部と、第１トルク指令値に走行用モータの制御結果をフィードバックし、第１トルク指令値を駆動系の振動を抑制する第２トルク指令値に補正するトルク補正部と、第２トルク指令値およびキャリア信号に基づいて、スイッチング素子の駆動信号を生成するインバータ制御部と、を有し、トルク補正部は、走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、第１トルク指令値を第２トルク指令値に補正する際のフィードバックゲインを閾値よりも小さく設定し（Ｓ１８）、インバータ制御部は、走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、駆動信号を生成する際のキャリア信号の周波数を閾値よりも低く設定する（Ｓ１８）。【選択図】図７

Description

本発明は、駆動系の動力源である走行用モータを制御する車両用制御装置に関する。

電気自動車やハイブリッド車両等の車両には、駆動系の動力源として走行用モータが搭載されている。また、走行用モータのステータコイルには、インバータを介してリチウムイオンバッテリ等から電力が供給されている（特許文献１～４参照）。

特開平９－７０１９５号公報 特開２０２０－５３７３号公報 特開２００７－３２５４１７号公報 特開２０１７－２２０９７１号公報

ところで、走行用モータが、高トルクかつ低回転のロック領域で作動するモータロック状態である場合には、ステータコイルに対する通電電流が局所的に増大する虞がある。このモータロック状態においては、走行用モータの温度が局所的に上昇することから、運転者に対してアクセル操作等の運転操作を促すことにより、モータロック状態を解除することが求められている。
本発明の目的は、走行用モータがモータロック状態である場合に、運転者に対してアクセル操作等の運転操作を促すことにある。

本発明の車両用制御装置は、駆動系の動力源である走行用モータを制御する車両用制御装置であって、前記走行用モータに電力供給する複数のスイッチング素子を備えたインバータと、アクセル操作量に基づいて、前記走行用モータの第１トルク指令値を設定するトルク設定部と、前記第１トルク指令値に前記走行用モータの制御結果をフィードバックし、前記第１トルク指令値を前記駆動系の振動を抑制する第２トルク指令値に補正するトルク補正部と、前記第２トルク指令値およびキャリア信号に基づいて、前記スイッチング素子の駆動信号を生成するインバータ制御部と、前記走行用モータがロック領域で作動するモータロック状態であるか否かを判定するモータロック判定部と、を有し、前記トルク補正部は、前記走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、前記第１トルク指令値を前記第２トルク指令値に補正する際のフィードバックゲインを閾値よりも小さく設定し、前記インバータ制御部は、前記走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、前記駆動信号を生成する際の前記キャリア信号の周波数を閾値よりも低く設定する。

本発明によれば、トルク補正部は、走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、第１トルク指令値を第２トルク指令値に補正する際のフィードバックゲインを閾値よりも小さく設定し、インバータ制御部は、走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、駆動信号を生成する際のキャリア信号の周波数を閾値よりも低く設定する。これにより、走行用モータがモータロック状態である場合には、駆動系を振動させて運転者にアクセル操作等の運転操作を促すことができる。

本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備えた車両の構成例を示す図である。 目標トルク指令値を設定する際に用いられるトルクマップの一例を示す図である。 インバータおよびモータコントローラの一例を示す図である。 制振制御を実行する指令値補正部の構成例を示す図である。 ロック領域の一例を示す図である。 ロック解消制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 ロック解消制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 走行用モータの作動状態の推移を示す図である。 （Ａ）および（Ｂ）は、キャリア周波数による通電電流の変化を示す図である。 ロック領域の他の例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。

［車両構成］
図１は本発明の一実施の形態である車両用制御装置１０を備えた車両１１の構成例を示す図である。図１に示すように、車両１１の駆動系１２には、動力源として走行用モータ１３が設けられている。なお、図示する走行用モータ１３は、同期モータや誘導モータ等の三相交流モータである。走行用モータ１３のロータ１４には、モータ出力軸１５、デファレンシャル機構１６および車輪駆動軸１７を介して車輪１８が連結されている。また、走行用モータ１３のステータ１９にはインバータ２０が接続されており、インバータ２０にはリチウムイオンバッテリ等のバッテリ２１が接続されている。さらに、走行用モータ１３には、ロータ１４の回転角度から回転速度を検出するレゾルバ等の回転センサ２２が設けられている。

また、車両１１には、車輪１８を制動する電動油圧ブレーキ３０が設けられている。電動油圧ブレーキ３０は、ブレーキペダル３１が連結されるとともに電動モータ３２が組み付けられたマスターシリンダ３３を有している。また、電動油圧ブレーキ３０は、車輪１８のディスクロータ３４を制動するキャリパ３５と、各キャリパ３５に供給されるブレーキ油圧を制御する油圧回路部３６と、を有している。ブレーキペダル３１の踏み込みによってマスターシリンダ３３が押し込まれた場合や、電動モータ３２によってマスターシリンダ３３が押し込まれた場合には、マスターシリンダ３３から油圧回路部３６を経てキャリパ３５にブレーキ油圧が伝達され、キャリパ３５によって車輪１８のディスクロータ３４が制動される。

［メインコントローラ］
図１に示すように、車両用制御装置１０には、マイコン等からなるメインコントローラ４０が設けられている。このメインコントローラ４０は、目標トルク設定部（トルク設定部）４１、ブレーキ制御部４２およびメータ制御部４３を有している。目標トルク設定部４１は、運転者のアクセル操作等に基づいて、走行用モータ１３の目標トルク指令値（第１トルク指令値）Ｔｍ１を設定する。また、ブレーキ制御部４２は走行状況等に応じて電動油圧ブレーキ３０を制御し、メータ制御部４３は走行状況等に応じてメータパネル４４の表示情報を制御する。また、メインコントローラ４０には、アクセルペダル４５の踏み込み量（以下、アクセル操作量Ａｃｃと記載する。）を検出するアクセルセンサ４６、ブレーキペダル３１の踏み込み量を検出するブレーキセンサ４７、車両１１の走行速度を検出する車速センサ４８、および路面勾配を検出する勾配センサ４９が接続されている。なお、勾配センサ４９として加速度センサを用いることが可能である。

図２は目標トルク指令値Ｔｍ１を設定する際に用いられるトルクマップの一例を示す図である。図２に示すように、トルクマップには、アクセル操作量Ａｃｃ毎に目標トルク指令値Ｔｍ１を示す特性線Ｌ１～Ｌ４が設定されている。つまり、アクセル操作量Ａｃｃが０％である場合には、特性線Ｌ１に沿って目標トルク指令値Ｔｍ１が設定され、アクセル操作量Ａｃｃが２５％である場合には、特性線Ｌ２に沿って目標トルク指令値Ｔｍ１が設定される。同様に、アクセル操作量Ａｃｃが５０％である場合には、特性線Ｌ３に沿って目標トルク指令値Ｔｍ１が設定され、アクセル操作量Ａｃｃが１００％である場合には、特性線Ｌ４に沿って目標トルク指令値Ｔｍ１が設定される。例えば、アクセル操作量Ａｃｃが「５０％」であり、かつロータ１４の回転速度ωｍが「Ｓａ」である場合には、目標トルク指令値Ｔｍ１として「Ｔａ」が設定される。なお、図２に示されるトルクマップには、一例として４本の特性線Ｌ１～Ｌ４が設定されているが、これに限られることはなく、５本以上の特性線が設定されたトルクマップであっても良い。

［モータコントローラ］
図１に示すように、車両用制御装置１０には、インバータ２０を介して走行用モータ１３を制御するため、マイコン等からなるモータコントローラ５０が設けられている。なお、モータコントローラ５０とメインコントローラ４０とは、ＣＡＮ等の車載ネットワーク５１を介して互いに通信自在に接続されている。ここで、図３はインバータ２０およびモータコントローラ５０の一例を示す図である。

図３に示すように、インバータ２０には、走行用モータ１３に対して電力供給を行うため、複数のスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を備えた三相ブリッジ回路が設けられている。これらのスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６はパルス幅変調制御つまりＰＷＭ制御によって駆動されており、バッテリ２１からの直流電力はスイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を経て交流電力に変換される。そして、インバータ２０から出力される交流電力は、走行用モータ１３のステータコイル５２を構成する各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の界磁コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗに供給される。このように、走行用モータ１３の界磁コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗに交流電力を供給することにより、ステータ１９に回転磁界を発生させてロータ１４を回転させることができる。

図３に示すように、モータコントローラ５０は、指令値補正部（トルク補正部）５３およびインバータ制御部５４を有している。指令値補正部５３は、後述する制振制御によって駆動系１２の振動を抑制するため、目標トルク指令値Ｔｍ１を制振トルク指令値（第２トルク指令値）Ｔｍ２に補正する。また、インバータ制御部５４は、キャリア出力部５５、デューティ出力部５６、パルス設定部５７およびゲート駆動部５８によって構成されている。キャリア出力部５５は、所定周波数のキャリア信号Ｓｃを出力し、デューティ出力部５６は、制振トルク指令値Ｔｍ２に基づき設定される各相の指令デューティＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗを出力する。さらに、パルス設定部５７は、キャリア出力部５５から出力されるキャリア信号Ｓｃと、デューティ出力部５６から出力される指令デューティＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗとを比較し、スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６の駆動信号であるパルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを設定する。そして、ゲート駆動部５８は、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに基づいて、各スイッチング素子ＳＷ１～ＳＷ６を駆動する。なお、デューティ出力部５６には、指令デューティＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗを設定するため、電流センサ５９から界磁コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗの通電電流が入力されるとともに、回転センサ２２からロータ１４の回転角度が入力される。

［制振制御］
続いて、モータコントローラ５０による走行用モータ１３の制振制御について説明する。走行用モータ１３の制振制御とは、駆動系１２を構成する車輪駆動軸１７の捩り振動を抑制するために実行される走行用モータ１３のトルク制御である。ここで、図４は制振制御を実行する指令値補正部５３の構成例を示す図である。なお、図４に示すモータ系６０とは、インバータ制御部５４、インバータ２０および走行用モータ１３からなる制御系である。

図４に示すように、走行用モータ１３の制振制御を実行するため、モータコントローラ５０の指令値補正部５３には、フィードフォワード処理部６１およびフィードバック処理部６２が設けられている。フィードフォワード処理部６１は、メインコントローラ４０から受信した目標トルク指令値Ｔｍ１に対し、車輪駆動軸１７の共振成分を減衰させるフィードフォワード処理を実行する。そして、フィードバック処理部６２は、フィードフォワード処理が施された目標トルク指令値Ｔｍ１に対し、走行用モータ１３の制御結果であるロータ１４の回転速度ωｍをフィードバックし、車輪駆動軸１７の振動を打ち消すように、目標トルク指令値Ｔｍ１を制振トルク指令値Ｔｍ２に補正する。

また、フィードバック処理部６２は、フィルタ処理部６３、トルク変換部６４およびゲイン処理部６５によって構成されている。フィルタ処理部６３は、回転速度ωｍに対して所定のフィルタ処理を施すことにより、回転速度ωｍから車輪駆動軸１７の共振成分ω１を抽出する。続いて、トルク変換部６４は、回転速度ωｍの共振成分ω１に所定の変換処理を施すことにより、回転速度ωｍの共振成分ω１をモータトルクの共振成分ｔ１に変換する。さらに、ゲイン処理部６５は、モータトルクの共振成分ｔ１に所定のフィードバックゲインＫを乗算することにより、車輪駆動軸１７の振動を打ち消すためのトルク補正値ｔ２を算出する。そして、指令値補正部５３の補正処理部６６は、トルク補正値ｔ２を用いることにより、フィードフォワード処理を経た目標トルク指令値Ｔｍ１を制振トルク指令値Ｔｍ２に補正する。

このように、補正された制振トルク指令値Ｔｍ２を用いて、パルス信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成することにより、車輪駆動軸１７の振動を打ち消すように走行用モータ１３を制御することができ、走行中における駆動系１２の振動を抑えることができる。なお、フィードバックゲインＫが大きく設定された場合には、フィードバック処理が強まることから、モータトルクの応答性が低下する一方、駆動系１２の振動を効果的に抑制することができる。また、フィードバックゲインＫが小さく設定された場合には、フィードバック処理が弱まることから、駆動系１２が振動し易くなる一方、モータトルクの応答性を高めることができる。

［モータロック状態］
続いて、走行用モータ１３のモータロック状態について説明する。図５はロック領域の一例を示す図である。図５に示すように、走行用モータ１３の回転速度ωｍが閾値Ｓｂを下回り、かつ走行用モータ１３のモータトルク（トルク）が閾値Ｔｂを上回る領域が、高トルクかつ低回転のロック領域として設定されている。走行用モータ１３がロック領域で作動するモータロック状態であった場合には、ステータコイル５２に対する通電電流が局所的に増大する虞がある。つまり、走行用モータ１３がモータロック状態であった場合には、界磁コイルＣｕ，Ｃｖ，Ｃｗに対する通電電流が局所的に増加するため、ステータコイル５２の温度が局所的に上昇してしまう虞がある。

そこで、図３に示すように、モータコントローラ５０には、走行用モータ１３がロック領域内で作動しているか否か、つまり走行用モータ１３がモータロック状態であるか否かを判定するモータロック判定部６７が設けられている。このモータロック判定部６７は、走行用モータ１３のモータトルクや回転速度に基づいて、走行用モータ１３がロック領域で作動しているか否かを判定する。そして、走行用モータ１３がモータロック状態であると所定時間に渡って判定された場合には、走行用モータ１３を過度な通電による発熱から保護するため、モータコントローラ５０の指令値補正部５３は制振トルク指令値Ｔｍ２を積極的に低下させる。これにより、走行用モータ１３のモータトルクを下げることができるため、矢印α１で示すように、走行用モータ１３をロック領域から外して作動させることができ、走行用モータ１３を保護することができる。

ところで、走行用モータ１３がロック領域で作動する状況として、運転者がアクセル操作量を調整することにより、登坂路面において車両１１を停止させることが想定される。つまり、モータトルクによって車両１１を前進させる力Ｆｍと、重力によって車両１１を後退させる力Ｆｇとを、互いに釣り合わせて車両１１を停止させる状況が想定される。このように、アクセル操作によって車両１１を停止させた状況のもとで、モータロック状態であると判定されてモータトルクが下げられた場合には、運転者の意図に反して車両１１を後退させてしまう虞がある。そこで、本実施形態の車両用制御装置１０は、走行用モータ１３がモータロック状態であると判定された場合に、直ちにモータトルクを下げるのではなく、後述するロック解消制御を実行することで車両１１を積極的に振動させている。すなわち、車両振動を用いて運転者にモータロック状態の発生を気付かせ、運転者に対してアクセル操作やブレーキ操作を促すことにより、走行用モータ１３のモータロック状態を解消するようにしている。

［ロック解消制御］
以下、車両用制御装置１０によるロック解消制御について説明する。図６および図７はロック解消制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図６および図７に示すフローチャートは、符号Ａ，Ｂの箇所で互いに接続されている。また、図８は走行用モータ１３の作動状態の推移を示す図である。なお、以下の説明では、キャリア信号Ｓｃの周波数を「キャリア周波数」と記載する。

図６に示すように、ステップＳ１０では、フィードバックゲインが所定値Ｋ１に設定され、キャリア周波数が所定値ＦＨに設定される。続いて、ステップＳ１１では、走行用モータ１３がモータロック状態であるか否かが判定される。ステップＳ１１において、モータロック状態であると判定された場合には、ステップＳ１２に進み、路面勾配が所定値ＳＬ１を上回る上り勾配であるか否かが判定される。ステップＳ１２において、所定値ＳＬ１を上回る上り勾配であると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、モータロック状態での経過時間が所定値Ｔｉ１を上回るか否かが判定される。ステップＳ１３において、経過時間が所定値Ｔｉ１を上回ると判定された場合には、ステップＳ１４に進み、運転者のアクセル操作量が所定値Ａｃ１を下回るか否かが判定される。ステップＳ１４において、アクセル操作量が所定値Ａｃ１を下回ると判定された場合、つまりアクセルペダル４５に踏み代が残されている場合には、ステップＳ１５に進み、運転者に向けてモータロック状態を解消するためのアクセル操作やブレーキ操作がメータパネル４４に表示される。

つまり、モータロック状態が所定時間に渡って継続され、走行する路面勾配が上り勾配であり、かつアクセルペダル４５に踏み代が残されている場合には、アクセル操作によって車両１１を登坂路面で停止させる状況が想定される。この場合には、ステータコイル５２の温度が過度に上昇する虞があることから、ステップＳ１５に進み、運転者に対してモータロック状態を解消するためのアクセル操作やブレーキ操作を促すため、アクセルペダル４５の踏み増しやブレーキペダル３１の踏み込みがメータパネル４４に表示される。そして、メータパネル４４の表示を確認した運転者が、アクセルペダル４５を踏み増した場合には、図８に矢印β１で示すように、走行用モータ１３のモータトルクが引き上げられ、走行用モータ１３のモータロック状態が解消される。また、メータパネル４４の表示を確認した運転者が、ブレーキペダル３１を踏み込んだ場合には、図８に矢印β２で示すように、走行用モータ１３のモータトルクが引き下げられ、走行用モータ１３のモータロック状態が解消される。

図６に示すように、ステップＳ１５において、運転者に対してアクセルペダル４５等の踏み増し等が促されると、ステップＳ１６に進み、モータロック状態が継続されているか否かが判定される。ステップＳ１６において、モータロック状態であると判定された場合には、ステップＳ１７に進み、モータロック状態での経過時間が所定値Ｔｉ２を上回るか否かが判定される。ステップＳ１７において、経過時間が所定値Ｔｉ２を上回ると判定された場合には、図７に示すように、ステップＳ１８に進み、フィードバックゲインを所定値Ｋ２に減少させ、キャリア周波数を所定値ＦＬに低下させる。なお、ステップＳ１１，Ｓ１６において、走行用モータ１３がモータロック状態ではないと判定された場合には、フィードバックゲインやキャリア周波数を変更することなくルーチンを抜ける。

ステップＳ１８において、フィードバックゲインを所定値Ｋ２に減少させることにより、走行用モータ１３によって駆動系１２を積極的に振動させるとともに、走行用モータ１３のトルク応答性を高めることができる。ここで、フィードバックゲインＫ２とは、初期値であるフィードバックゲインＫ１よりも小さいゲインであり、駆動系１２を振動させる観点から所定の閾値よりも小さく設定されるゲインである。前述したように、フィードバックゲインを小さく設定することにより、駆動系１２の振動を抑制するためのフィードバック処理が弱められるため、駆動系１２を振動させるように走行用モータ１３の制振トルク指令値Ｔｍ２が設定される。つまり、フィードバックゲインを小さく設定することにより、駆動系１２を積極的に振動させることができる。また、フィードバックゲインを小さく設定することにより、その後のアクセル操作に備えてモータトルクの応答性を高めることができる。

また、ステップＳ１８において、キャリア周波数を所定値ＦＬに低下させることにより、走行用モータ１３によって駆動系１２を積極的に振動させることができる。ステップＳ１８で使用されるキャリア周波数ＦＬとは、初期値であるキャリア周波数ＦＨよりも低い周波数であり、駆動系１２を振動させる観点から所定の閾値よりも低く設定される周波数である。ここで、図９（Ａ）および（Ｂ）はキャリア周波数による通電電流の変化を示す図である。図９（Ａ）には、キャリア周波数が「ＦＨ」であるキャリア信号Ｓｃ１を使用したときの通電電流の推移が示されており、図９（Ｂ）には、キャリア周波数が「ＦＬ」であるキャリア信号Ｓｃ２を使用したときの通電電流の推移が示されている。なお、走行用モータ１３の界磁コイルＣｕを例に挙げて説明するが、他の界磁コイルＣｖ，Ｃｗにも同様の通電電流が流れている。

図９（Ａ）および（Ｂ）に示すように、キャリア信号Ｓｃ１，Ｓｃ２が指令デューティＤｕを下回る場合には、パルス信号Ｐｕがハイレベルに設定され、キャリア信号Ｓｃ１，Ｓｃ２が指令デューティＤｕを上回る場合には、パルス信号Ｐｕがローレベルに設定される。このため、低周波数のキャリア信号Ｓｃ２を用いた場合には、高周波数のキャリア信号Ｓｃ１を用いた場合に比べて、インバータ２０のスイッチング回数を減少させることができ、界磁コイルＣｕに対する通電電流を粗く変化させることができる。つまり、キャリア周波数を所定値ＦＬに低下させることにより、走行用モータ１３のトルク脈動つまりトルクリップルを大きくするようにパルス信号Ｐｕを設定することができ、トルク脈動によって駆動系１２を積極的に振動させることができる。さらに、キャリア周波数を所定値ＦＬに低下させることにより、インバータ２０のスイッチング制御音を人間の可聴域に近づけることもできる。

前述したように、図７のステップＳ１８において、フィードバックゲインを所定値Ｋ２に減少させ、かつキャリア周波数を所定値ＦＬに低下させることにより、走行用モータ１３によって駆動系１２を積極的に振動させることができる。すなわち、運転者に向けてアクセル操作等がメータパネル４４に表示されたにも拘わらず、運転者がモータロック状態を解消するためのアクセル操作等を行っていない場合には、走行用モータ１３によって車両１１を積極的に振動させることができるため、運転者にメータパネル表示を気付かせることができる。さらに、キャリア周波数を所定値ＦＬに低下させることにより、インバータ２０のスイッチング制御音を人間の可聴域に近づけることができるため、振動だけでなく音によっても運転者にメータパネル表示を気付かせることができる。これにより、運転者にアクセル操作やブレーキ操作を行わせることができ、図８に矢印β１，β２で示したように、走行用モータ１３のモータロック状態を解消することができる。

また、車両振動によってメータパネル表示に気付いた運転者が、アクセルペダル４５の踏み増しを行った場合には、フィードバックゲインが所定値Ｋ１に増やされる一方、モータロック状態が解消するまでキャリア周波数が所定値ＦＬに維持される。つまり、図７に示すように、前述したステップＳ１８において、フィードバックゲインを所定値Ｋ２に減少させ、かつキャリア周波数を所定値ＦＬに低下させると、ステップＳ１９に進み、アクセルペダル４５が踏み増しされているか否か、つまりアクセル操作量が所定の閾値を上回るか否かが判定される。ステップＳ１９において、アクセルペダル４５が踏み増しされていると判定され、続くステップＳ２０において、アクセルペダル４５を踏み増してからの経過時間が所定値Ｔｉ２を上回ると判定された場合には、ステップＳ２１に進む。このステップＳ２１では、フィードバックゲインを所定値Ｋ１に増加させる一方、キャリア周波数は所定値ＦＬに維持される。

すなわち、ステップＳ２１に進んだ状況とは、車両振動によって気付いた運転者がアクセルペダル４５を踏み込んだ状況である。つまり、車両振動の目的が達成された状況であることから、車両振動を抑制するためにフィードバックゲインを所定値Ｋ１まで増加させる。また、ステップＳ２１においては、走行用モータ１３のモータロック状態が継続された状況であるため、キャリア周波数を低い所定値ＦＬに維持することにより、スイッチング回数を減少させてインバータ２０の発熱を抑制している。なお、前述したステップＳ１９において、アクセルペダル４５の踏み増しを判定するためにアクセル操作量と比較される閾値は、走行用モータ１３のモータロック状態を解消するために必要なアクセル操作量よりも大きく設定される。

続いて、ステップＳ２２では、モータロック状態が解消されたか否かが判定される。ステップＳ２２において、モータロック状態が解消されたと判定された場合には、ステップＳ２３に進み、キャリア周波数が所定値ＦＨに戻されてルーチンを抜ける。一方、ステップＳ１９において、アクセルペダル４５が踏み込まれていないと判定された場合には、ステップＳ２４に進み、ブレーキペダル３１が踏み込まれているか否かが判定される。さらに、ステップＳ２４において、ブレーキペダル３１が踏み込まれていると判定され、続くステップＳ２５において、モータロック状態が解消されたと判定された場合には、ステップＳ２３に進み、フィードバックゲインが所定値Ｋ１に戻されるとともに、キャリア周波数が所定値ＦＨに戻されてルーチンを抜ける。なお、ステップＳ２３で戻されるフィードバックゲインＫ２とは、駆動系１２の振動を抑制する観点から所定の閾値よりも大きく設定されるゲインである。また、ステップＳ２３で戻されるキャリア周波数ＦＨとは、駆動系１２の振動やインバータ２０の発熱を抑制する観点から所定の閾値よりも高く設定される周波数である。

［まとめ］
これまで説明したように、走行用モータ１３がモータロック状態であると判定された場合には、フィードバックゲインが所定の閾値よりも小さく設定されるとともに、キャリア周波数が所定の閾値よりも低く設定される。これにより、走行用モータ１３によって駆動系１２を積極的に振動させることができ、運転者に違和感を与えてモータロック状態を解消するための運転操作を促すことができる。また、キャリア周波数を所定の閾値よりも低く設定することにより、インバータ２０のスイッチング制御音を人間の可聴域に近づけることができるため、運転者に違和感を与えてモータロック状態を解消するための運転操作を促すことができる。これにより、運転者に対してアクセル操作やブレーキ操作を行わせることができ、走行用モータ１３のモータロック状態を解消することができる。

前述の説明では、駆動系１２の振動によって運転者がモータロック状態の発生に気付き、運転者がアクセル操作やブレーキ操作を行っているが、運転者がアクセル操作等を行わない場合も想定される。この場合には、走行用モータ１３を過度な発熱から保護するため、モータコントローラ５０の指令値補正部５３によって制振トルク指令値Ｔｍ２が積極的に引き下げられる。さらに、制振トルク指令値Ｔｍ２の引き下げが運転者の意図しない後退に繋がる虞があることから、メインコントローラ４０のブレーキ制御部４２によって電動油圧ブレーキ３０が制御され、電動油圧ブレーキ３０によって車輪１８が制動される。このように、モータコントローラ５０は、走行用モータ１３をモータロック状態の発熱から保護する保護機能を有している。

また、前述したように、モータコントローラ５０には、指令値補正部５３およびインバータ制御部５４が設けられている。そして、指令値補正部５３およびインバータ制御部５４は、走行用モータ１３がモータロック状態である場合に、フィードバックゲインを所定の閾値よりも小さく設定するとともに、キャリア周波数を所定の閾値よりも低く設定する。つまり、モータコントローラ５０は、駆動系１２を振動させることでモータロック状態を運転者に通知する通知機能を有している。このように、１つのモータコントローラ５０に対して保護機能および通知機能を設けることにより、走行用モータ１３を過度な発熱から保護する直前まで保護機能の実行タイミングを遅らせることができ、モータトルクが制限される状況を抑えて走行性能を確保することができる。つまり、保護機能とこれに先立つ通知機能とを別個のコントローラに設けた場合には、コントローラ間の通信遅延等を考慮する必要があるため、時間的余裕を持って保護機能の実行タイミングを設定することが求められる。これに対し、保護機能と通知機能とを１つのコントローラに設けた場合には、走行用モータ１３を過度な発熱から保護する直前まで、保護機能の実行タイミングを遅らせることができるため、モータトルクが制限される状況を抑えて走行性能を確保することができる。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。前述の説明では、車両用制御装置１０が適用される車両１１として、動力源として走行用モータ１３のみを備えた電気自動車を例示しているが、これに限られることはなく、動力源として走行用モータおよびエンジンを備えたハイブリッド車両であっても良い。また、前述の説明では、メインコントローラ４０に、目標トルク設定部４１を設けるとともに、モータコントローラ５０に、指令値補正部５３、インバータ制御部５４およびモータロック判定部６７を設けているが、これに限られることはない。例えば、目標トルク設定部４１、指令値補正部５３、インバータ制御部５４およびモータロック判定部６７を、１つのコントローラに設けても良く、複数のコントローラに分けて設けても良い。

図５に示した例では、ロック領域として、走行用モータ１３の回転速度が一定の閾値Ｓｂを下回り、かつ走行用モータ１３のモータトルクが一定の閾値Ｔｂを上回る領域を設定しているが、これに限られることはない。例えば、走行用モータ１３の回転速度と比較される閾値Ｓｂをモータトルクに応じて変化させても良く、走行用モータ１３のモータトルクと比較される閾値Ｔｂを回転速度に応じて変化させても良い。ここで、図１０はロック領域の他の例を示す図である。図１０に示すように、モータトルクおよび回転速度に基づき特性線（閾値）Ｌｘを設定し、この特性線Ｌｘよりも高トルク側かつ低回転側をロック領域として設定しても良い。なお、特性線Ｌｘとしては、直線に限られることはなく、曲線であっても良いことはいうまでもない。

前述の説明では、フィードバックゲインとして「Ｋ１」または「Ｋ２」を使用し、キャリア周波数として「ＦＨ」または「ＦＬ」を使用しているが、これに限られることはない。例えば、走行用モータ１３の回転速度やモータトルクに応じて、フィードバックゲインやキャリア周波数を変化させても良いことはいうまでもない。また、前述のフローチャートでは、走行用モータ１３がモータロック状態であり、かつ走行路面の路面勾配が上り勾配である場合に、フィードバックゲインを小さく設定するとともに、キャリア周波数を低く設定しているが、これに限られることはない。例えば、平坦路において走行用モータ１３がモータロック状態であると判定された場合に、フィードバックゲインを小さく設定するとともに、キャリア周波数を低く設定しても良い。

１０ 車両用制御装置
１１ 車両
１２ 駆動系
１３ 走行用モータ（動力源）
２０ インバータ
４１ 目標トルク設定部（トルク設定部）
５３ 指令値補正部（トルク補正部）
５４ インバータ制御部
６７ モータロック判定部
ＳＷ１～ＳＷ６ スイッチング素子
Ｔｍ１ 目標トルク指令値（第１トルク指令値）
Ｔｍ２ 制振トルク指令値（第２トルク指令値）
Ａｃｃ アクセル操作量
ωｍ 回転速度（制御結果）
Ｓｃ，Ｓｃ１，Ｓｃ２ キャリア信号
Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗ パルス信号（駆動信号）
Ｋ，Ｋ１，Ｋ２ フィードバックゲイン
ＦＬ，ＦＨ 周波数

Claims (5)

1. 駆動系の動力源である走行用モータを制御する車両用制御装置であって、
   前記走行用モータに電力供給する複数のスイッチング素子を備えたインバータと、
   アクセル操作量に基づいて、前記走行用モータの第１トルク指令値を設定するトルク設定部と、
   前記第１トルク指令値に前記走行用モータの制御結果をフィードバックし、前記第１トルク指令値を前記駆動系の振動を抑制する第２トルク指令値に補正するトルク補正部と、
   前記第２トルク指令値およびキャリア信号に基づいて、前記スイッチング素子の駆動信号を生成するインバータ制御部と、
   前記走行用モータがロック領域で作動するモータロック状態であるか否かを判定するモータロック判定部と、
   を有し、
   前記トルク補正部は、前記走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、前記第１トルク指令値を前記第２トルク指令値に補正する際のフィードバックゲインを閾値よりも小さく設定し、
   前記インバータ制御部は、前記走行用モータがモータロック状態であると判定された場合に、前記駆動信号を生成する際の前記キャリア信号の周波数を閾値よりも低く設定する、
   車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記ロック領域は、前記走行用モータの回転速度が閾値を下回り、かつ前記走行用モータのトルクが閾値を上回る領域である、
   車両用制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
   前記トルク補正部は、前記走行用モータがモータロック状態であると判定され、かつ路面勾配が上り勾配であると判定された場合に、前記フィードバックゲインを閾値よりも小さく設定し、
   前記インバータ制御部は、前記走行用モータがモータロック状態であると判定され、かつ路面勾配が上り勾配であると判定された場合に、前記キャリア信号の周波数を閾値よりも低く設定する、
   車両用制御装置。
4. 請求項１～３の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記トルク補正部は、
   前記走行用モータがモータロック状態であると判定され、前記フィードバックゲインを閾値よりも小さく設定した後に、
   前記走行用モータがモータロック状態であり、かつアクセル操作量が閾値を上回ると判定された場合、または前記走行用モータがモータロック状態ではないと判定された場合に、前記フィードバックゲインを閾値よりも大きく設定する、
   車両用制御装置。
5. 請求項１～４の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記インバータ制御部は、
   前記走行用モータがモータロック状態であると判定され、前記キャリア信号の周波数を閾値よりも低く設定した後に、
   前記走行用モータがモータロック状態ではないと判定された場合に、前記キャリア信号の周波数を閾値よりも高く設定する、
   車両用制御装置。

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