JP2023021531A - 車両用制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行用モータの回生トルクを素早く立ち上げる。
【解決手段】進行方向の前方に位置する第１車輪に連結される第１走行用モータと、進行方向の後方に位置する第２車輪に連結される第２走行用モータと、前記第１走行用モータおよび前記第２走行用モータを制御する制御システムと、を有する。前記制御システムは、走行中に衝突予測地点または衝突対象物までの距離が制動予測閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの力行トルクを減少させ、かつ前記第２走行用モータの力行トルクを増加させる。前記制御システムは、走行中に衝突対象物までの距離が前記制動予測閾値よりも小さな制動確定閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの回生トルクを増加させ、かつ前記第２走行用モータの回生トルクを増加させる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、車両に設けられる車両用制御装置に関する。

電気自動車等の車両には、車輪に連結される走行用モータが設けられている（特許文献１および２参照）。また、電気自動車等の車両として、衝突予測に基づき自動的にブレーキを作動させる車両も開発されている（特許文献３参照）。

特開２０２０－８９０４４号公報 特開２００５－２１０７９８号公報 特開２０２０－７７２６６号公報

ところで、電気自動車等の車両においては、自動ブレーキを作動させる際に走行用モータを力行状態から回生状態に制御することが多い。ここで、走行用モータを力行状態から回生状態に制御する場合には、モータトルクの発生方向を切り替える際にショックを発生させてしまう虞がある。このため、モータトルクを緩やかに変化させることが求められるが、この緩やかなトルク変化は回生トルクの立ち上げを遅らせる要因となっていた。さらに、走行用モータの回生トルクが遅れて立ち上がることは、自動ブレーキの制動性能を低下させる要因であるため、走行用モータの回生トルクを素早く立ち上げることが求められている。

本発明の目的は、走行用モータの回生トルクを素早く立ち上げることにある。

一実施形態の車両用制御装置は、車両に設けられる車両用制御装置であって、進行方向の前方に位置する第１車輪に連結される第１走行用モータと、進行方向の後方に位置する第２車輪に連結される第２走行用モータと、互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記第１走行用モータおよび前記第２走行用モータを制御する制御システムと、を有し、前記制御システムは、走行中に衝突予測地点または衝突対象物までの距離が制動予測閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの力行トルクを減少させ、かつ前記第２走行用モータの力行トルクを増加させ、前記制御システムは、走行中に衝突対象物までの距離が前記制動予測閾値よりも小さな制動確定閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの回生トルクを増加させ、かつ前記第２走行用モータの回生トルクを増加させる。

一実施形態の車両用制御装置は、走行中に衝突予測地点または衝突対象物までの距離が制動予測閾値を下回る場合に、第１走行用モータの力行トルクを減少させ、かつ第２走行用モータの力行トルクを増加させる。これにより、第１走行用モータの回生トルクを素早く立ち上げることができる。

本発明の一実施の形態である車両用制御装置が設けられた車両の構成例を示す図である。 フロント駆動ユニット、リア駆動ユニットおよび制御システムの一例を示す図である。 各制御ユニットの基本構造を簡単に示した図である。 要求駆動力を示した駆動力マップの一例を示す図である。 アクセル操作解除時の要求駆動力およびモータトルクの推移を示す図である。 ゼロクロス制御の実行状況の一例を示す図である。 制動予測フラグおよび制動確定フラグが設定される走行状況の一例を示す図である。 制動予測フラグおよび制動確定フラグが設定される走行状況の一例を示す図である。 前進走行中に実行されるプレトルク増減制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。 プレトルク増減制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。

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。なお、以下の説明において、同一または実質的に同一の構成や要素については、同一の符号を付して繰り返しの説明を省略する。

［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が設けられた車両１１の構成例を示す図である。図１に示すように、車両１１には、前輪１２を駆動するフロント駆動ユニット１３が設けられており、後輪１４を駆動するリア駆動ユニット１５が設けられている。フロント駆動ユニット１３には、フロントモータ１６およびフロントデファレンシャル１７が組み込まれている。また、リア駆動ユニット１５には、リアモータ１８およびリアデファレンシャル１９が組み込まれている。このように、前輪（第１車輪）１２にはフロントモータ（第１走行用モータ）１６が連結されており、後輪（第２車輪）１４にはリアモータ（第２走行用モータ）１８が連結されている。

図２は、フロント駆動ユニット１３、リア駆動ユニット１５および制御システム２０の一例を示す図である。図２に示すように、フロント駆動ユニット１３は、フロントモータ１６およびフロントデファレンシャル１７を有している。フロントモータ１６のロータ１６ｒには駆動ギア２１が連結されており、駆動ギア２１にはフロントデファレンシャル１７に固定される従動ギア２２が噛み合っている。また、フロントデファレンシャル１７から延びる車軸２３には前輪１２が連結されている。同様に、リア駆動ユニット１５は、リアモータ１８およびリアデファレンシャル１９を有している。リアモータ１８のロータ１８ｒには駆動ギア２４が連結されており、駆動ギア２４にはリアデファレンシャル１９に固定される従動ギア２５が噛み合っている。また、リアデファレンシャル１９から延びる車軸２６には後輪１４が連結されている。

フロントモータ１６のステータ１６ｓにはインバータ３０が接続されており、インバータ３０にはバッテリパック３１が接続されている。同様に、リアモータ１８のステータ１８ｓにはインバータ３２が接続されており、インバータ３２にはバッテリパック３１が接続されている。バッテリパック３１には、複数のバッテリセルからなるバッテリモジュール３３が設けられるとともに、バッテリモジュール３３の充放電を監視するバッテリ制御ユニット３４が設けられている。さらに、バッテリパック３１には、充放電電流や端子電圧等を検出するバッテリセンサ３５が設けられている。バッテリ制御ユニット３４は、バッテリセンサ３５によって検出される充放電電流や端子電圧等に基づき、バッテリモジュール３３の充電状態であるＳＯＣ（State of Charge）を算出する機能を有している。

フロントモータ１６のインバータ３０には、フロントモータ制御ユニット４０が接続されている。フロントモータ制御ユニット４０は、複数のスイッチング素子等からなるインバータ３０を制御することにより、ステータ１６ｓの通電状態を制御してフロントモータ１６のモータトルク（力行トルク，回生トルク）を制御する。フロントモータ１６を力行状態に制御する際には、バッテリモジュール３３からインバータ３０を介してステータ１６ｓに電力が供給される。一方、フロントモータ１６を回生状態つまり発電状態に制御する際には、ステータ１６ｓからインバータ３０を介してバッテリモジュール３３に電力が供給される。

同様に、リアモータ１８のインバータ３２には、リアモータ制御ユニット４１が接続されている。リアモータ制御ユニット４１は、複数のスイッチング素子等からなるインバータ３２を制御することにより、ステータ１８ｓの通電状態を制御してリアモータ１８のモータトルク（力行トルク，回生トルク）を制御する。リアモータ１８を力行状態に制御する際には、バッテリモジュール３３からインバータ３２を介してステータ１８ｓに電力が供給される。一方、リアモータ１８を回生状態つまり発電状態に制御する際には、ステータ１８ｓからインバータ３２を介してバッテリモジュール３３に電力が供給される。

車両１１には、前後輪１２，１４を制動するブレーキ装置４２が設けられている。ブレーキ装置４２は、ブレーキペダル４３に連動してブレーキ液圧を出力するマスターシリンダ４４と、前後輪１２，１４のディスクロータ４５を制動するキャリパ４６と、を備えている。また、マスターシリンダ４４とキャリパ４６との間には、各キャリパ４６に供給されるブレーキ液圧を制御するブレーキアクチュエータ４７が設けられている。このブレーキアクチュエータ４７は、図示しない電動ポンプ、アキュムレータおよび電磁バルブ等によって構成されている。また、ブレーキアクチュエータ４７には、ブレーキアクチュエータ４７を制御するブレーキ制御ユニット４８が接続されている。

車両１１には、車両前方を撮像するフロントカメラ５０が設けられており、車両前方に位置する障害物までの距離を検出するフロントレーダー５１が設けられている。また、車両１１には、車両後方を撮像するリアカメラ５２が設けられており、車両後方に位置する障害物までの距離を検出するリアレーダー５３が設けられている。これらのカメラ５０，５２やレーダー５１，５３には、自動ブレーキ制御を実行する運転支援制御ユニット５４が接続されている。運転支援制御ユニット５４は、フロントカメラ５０からの画像データやフロントレーダー５１からの距離データ等に基づき、前進走行中の車両１１が他の車両等の衝突対象物に衝突する虞があるか否かを判定する。同様に、運転支援制御ユニット５４は、リアカメラ５２からの画像データやリアレーダー５３からの距離データ等に基づき、後退走行中の車両１１が他の車両等の衝突対象物に衝突する虞があるか否かを判定する。そして、運転支援制御ユニット５４は、車両衝突の虞があると判定した場合に自動ブレーキ制御を実行することにより、ブレーキ制御ユニット４８を介してブレーキ装置４２を作動させ、かつモータ制御ユニット４０，４１を介してフロントモータ１６およびリアモータ１８を回生させる。このように、自動ブレーキ制御においては、ブレーキ装置４２の制動力によって前後輪１２，１４が制動されるだけでなく、フロントモータ１６およびリアモータ１８の回生トルクによって前後輪１２，１４が制動されている。

車両１１には、目的地へのルート案内を行うナビゲーションシステム６０が搭載されている。このナビゲーションシステム６０は、ルート案内等を実施するナビゲーション制御ユニット６１と、地図データが記録されるメモリ部６２と、外部のサーバ等から地図更新データ等を受信する通信ユニット６３と、を有している。また、ナビゲーションシステム６０のメモリ部６２には、地図データを構成するデータの１つとして、事故が発生し易い交差点等の衝突予測地点、つまり自動ブレーキ制御が実行される可能性の高い衝突予測地点が記録されている。なお、図示する例では、車両１１に搭載される固定式のナビゲーションシステム６０を用いているが、これに限られることはなく、スマートフォン等の携帯型情報端末をナビゲーションシステムとして用いても良い。

［制御システム］
車両用制御装置１０には、フロント駆動ユニット１３やリア駆動ユニット１５等を制御するため、複数の電子制御ユニットからなる制御システム２０が設けられている。制御システム２０を構成する電子制御ユニットとして、前述したバッテリ制御ユニット３４、フロントモータ制御ユニット４０、リアモータ制御ユニット４１、ブレーキ制御ユニット４８、運転支援制御ユニット５４およびナビゲーション制御ユニット６１がある。また、制御システム２０を構成する電子制御ユニットとして、各制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１に制御信号を出力する車両制御ユニット６５がある。これらの制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１，６５は、ＣＡＮやＬＩＮ等の車載ネットワーク６６を介して互いに通信可能に接続されている。車両制御ユニット６５は、各種制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１や後述する各種センサからの入力データに基づき、フロントモータ１６やリアモータ１８等の作動目標を設定する。そして、フロントモータ１６やリアモータ１８等の作動目標に応じた制御信号を生成し、これらの制御信号を各種制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１に出力する。

車両制御ユニット６５に接続されるセンサとして、アクセルペダルの操作量（以下、アクセル開度と記載する。）を検出するアクセルセンサ７０があり、ブレーキペダル４３の操作量を検出するブレーキセンサ７１がある。また、車両制御ユニット６５に接続されるセンサとして、車両１１の走行速度である車速を検出する車速センサ７２があり、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信して走行位置を検出するＧＰＳセンサ７３がある。さらに、フロントモータ制御ユニット４０に接続されるセンサとして、フロントモータ１６の回転速度を検出するレゾルバ等のモータ回転センサ７４があり、リアモータ制御ユニット４１に接続されるセンサとして、リアモータ１８の回転速度を検出するレゾルバ等のモータ回転センサ７５がある。なお、車両制御ユニット６５には、制御システム２０を起動する際に運転者によって操作されるスタートスイッチ７６が接続されている。

図３は各制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１，６５の基本構造を簡単に示した図である。図３に示すように、各制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１，６５は、プロセッサ８０およびメモリ８１等が組み込まれたマイクロコントローラ８２を有している。メモリ８１には所定のプログラムが格納されており、プロセッサ８０によってプログラムの命令セットが実行される。プロセッサ８０とメモリ８１とは、互いに通信可能に接続されている。なお、図示する例では、マイクロコントローラ８２に１つのプロセッサ８０と１つのメモリ８１が組み込まれているが、これに限られることはなく、マイクロコントローラ８２に複数のプロセッサ８０を組み込んでも良く、マイクロコントローラ８２に複数のメモリ８１を組み込んでも良い。

また、各制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１，６５には、入力変換回路８３、駆動回路８４、通信回路８５、外部メモリ８６および電源回路８７等が設けられている。入力変換回路８３は、各種センサから入力される信号を、マイクロコントローラ８２に入力可能な信号に変換する。駆動回路８４は、マイクロコントローラ８２から出力される信号に基づき、前述したフロントモータ１６やリアモータ１８等のアクチュエータに対する駆動信号を生成する。通信回路８５は、マイクロコントローラ８２から出力される信号を、他の制御ユニットに向けた通信信号に変換する。また、通信回路８５は、他の制御ユニットから受信した通信信号を、マイクロコントローラ８２に入力可能な信号に変換する。さらに、電源回路８７は、マイクロコントローラ８２、入力変換回路８３、駆動回路８４、通信回路８５および外部メモリ８６等に対し、安定した電源電圧を供給する。また、不揮発性メモリ等の外部メモリ８６には、非通電時にも保持すべきデータ等が記憶される。

［要求駆動力］
図４は要求駆動力を示した駆動力マップの一例を示す図である。図４に示すように、駆動力マップには、アクセル開度Ａｃｐ毎に要求駆動力を示す特性線Ｌ１～Ｌ４が設定されている。つまり、車両制御ユニット６５は、アクセル開度Ａｃｐが０％である場合に、特性線Ｌ１に沿って車両１１に対する要求駆動力を設定し、アクセル開度Ａｃｐが２５％である場合に、特性線Ｌ２に沿って車両１１に対する要求駆動力を設定する。また、車両制御ユニット６５は、アクセル開度Ａｃｐが５０％である場合に、特性線Ｌ３に沿って車両１１に対する要求駆動力を設定し、アクセル開度Ａｃｐが１００％である場合に、特性線Ｌ４に沿って車両１１に対する要求駆動力を設定する。

例えば、車速が「Ｖ１」である状況のもとで、アクセル開度Ａｃｐが「５０％」となるようにアクセルペダルが踏み込まれると、車両制御ユニット６５は、要求駆動力として「Ｆａ」を設定する。また、車速が「Ｖ１」である状況のもとで、アクセル開度Ａｃｐが「０％」となるようにアクセルペダルの踏み込みが解除されると、車両制御ユニット６５は、要求駆動力として「Ｆｂ」を設定する。そして、車両制御ユニット６５は、要求駆動力つまり各車輪１２，１４の合計駆動力として「Ｆａ」や「Ｆｂ」が得られるように、フロントモータ１６およびリアモータ１８の目標モータトルクを設定する。

すなわち、アクセルペダルが踏み込まれて要求駆動力が加速側に設定された場合には、フロントモータ１６およびリアモータ１８の目標モータトルクが力行側に設定される。一方、アクセルペダルの踏み込みが解除されて要求駆動力が減速側つまり制動側に設定された場合には、フロントモータ１６およびリアモータ１８の目標モータトルクが回生側に設定される。なお、図４に示される駆動力マップには、説明を容易にする観点から４本の特性線Ｌ１～Ｌ４を設定しているが、これに限られることはなく、駆動力マップに５本以上の特性線が設定されていても良いことはいうまでもない。

［ゼロクロス制御］
図５はアクセル操作解除時の要求駆動力およびモータトルクの推移を示す図である。なお、図５に示す例では、フロントモータ１６およびリアモータ１８の双方が共通の目標モータトルクＴｍｔに基づき制御される例を示している。また、図５に示す例では、フロントモータ１６から実際に出力されるモータトルクと、リアモータ１８から実際に出力されるモータトルクとを、共通の符号「ＭＴ」を用いて示している。

図４に示したように、運転手によってアクセルペダルが踏み込まれた場合には、車両１１に対する要求駆動力が加速側に設定される。一方、運転手によるアクセルペダルの踏み込みが解除された場合には、車両１１に対する要求駆動力が減速側に設定される。このため、図５に時刻ｔ１ａで示すように、車両走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除され、アクセル開度Ａｃｐが「０％」に向けて低下すると（符号ａ１）、車両１１に対する要求駆動力Ｒｄｆが加速側から減速側に切り替えられ（符号ｂ１）、フロントモータ１６やリアモータ１８の目標モータトルクＴｍｔが力行側から回生側に切り替えられる（符号ｃ１）。

ここで、フロントモータ１６およびリアモータ１８のモータトルクＭＴが力行側から回生側に切り替わる際には、フロントモータ１６やリアモータ１８に連結される各種ギア列の噛み合い歯面が切り替わるため、モータトルクＭＴがゼロを通過するタイミングでショックを発生させてしまう虞がある。そこで、フロントモータ制御ユニット４０およびリアモータ制御ユニット４１は、モータトルクＭＴがゼロを通過する際のショックを抑制するため、モータトルクＭＴがゼロを含む所定の減速範囲を通過する際に、モータトルクＭＴの変化速度を低下させるゼロクロス制御を実行する。これにより、図５に符号αで示すように、モータトルクＴＭを緩やかに変化させることができ、モータトルクＭＴがゼロを通過する際のショックを抑制することができる。

図６はゼロクロス制御の実行状況の一例を示す図である。図６に実線で示すように、車両走行中にアクセルペダルの踏み込みが解除され、モータトルクＭＴを「Ｔ１」から「－Ｔ２」まで変化させる場合について説明する。時刻ｔ１ｂで示すように、アクセルペダルの踏み込みが解除されると、モータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔは「－Ｓ１」に設定され（符号ａ１）、力行側のモータトルクＭＴはゼロに向けて制御され始める（符号ｂ１）。そして、時刻ｔ２ｂで示すように、モータトルクＭＴがゼロを含む減速範囲βに達すると（符号ｂ２）、モータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔは所定の「－Ｓ２」に下げられる（符号ａ２）。その後、時刻ｔ３ｂで示すように、モータトルクＭＴがゼロを通過して減速範囲βから抜けると（符号ｂ３）、モータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔは再び「－Ｓ１」に上げられ（符号ａ３）、時刻ｔ４ｂで示すように、モータトルクは回生側の「－Ｔ２」まで制御される（符号ｂ４）。

また、図６に破線で示すように、車両走行中にアクセルペダルが踏み込まれた場合であっても、同様にモータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔを低下させるゼロクロス制御が実行される。つまり、時刻ｔ１ｂで示すように、減速走行中にアクセルペダルが踏み込まれると、モータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔは「Ｓ３」に設定され（符号ｃ１）、回生側のモータトルクＭＴはゼロに向けて制御され始める（符号ｄ１）。そして、時刻ｔ２ｂで示すように、モータトルクＭＴがゼロを含む減速範囲βに達すると（符号ｄ２）、モータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔは所定の「Ｓ４」に下げられる（符号ｃ２）。その後、時刻ｔ３ｂで示すように、モータトルクＭＴがゼロを通過して減速範囲βから抜けると（符号ｄ３）、モータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔは再び「Ｓ１」に上げられ（符号ｃ３）、時刻ｔ４ｂで示すように、モータトルクＭＴは力行側の「Ｔ１」まで制御される（符号ｄ４）。

このように、制御システム２０は、モータトルク（トルク）ＭＴを力行側から減速範囲βを経て回生側に変化させる場合に、減速範囲β内におけるモータトルクＭＴの変化速度（トルク変化速度）Ｓｍｔを、減速範囲β外におけるモータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔよりも下げている。また、制御システム２０は、モータトルクＭＴを回生側から減速範囲βを経て力行側に変化させる場合に、減速範囲β内におけるモータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔを、減速範囲β外におけるモータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔよりも下げている。これにより、モータトルクＭＴがゼロを越えて変化する際のショックを抑制することができる。なお、モータトルクＭＴの変化速度Ｓｍｔである「－Ｓ１，－Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４」は、予め設定された目標速度であっても良く、目標モータトルクＴｍｔとモータトルクＭＴとのトルク差等に基づき設定される目標速度であっても良い。

［プレトルク増減制御］
前述したように、モータトルクがゼロを通過する際には、モータトルクの変化速度を直近の変化速度よりも下げるゼロクロス制御が実行される。また、前述したように、車両１１に衝突の虞があると判定された場合には、ブレーキ装置４２、フロントモータ１６およびリアモータ１８を作動させて前後輪１２，１４を制動する自動ブレーキ制御が実行される。しかしながら、自動ブレーキ制御においてゼロクロス制御を実行することは、モータトルクＭＴつまり回生トルクの立ち上げを遅らせる要因であり、自動ブレーキ制御の制動性能を低下させる要因となっていた。そこで、制御システム２０は、自動ブレーキ制御において回生トルクを素早く立ち上げる観点から、自動ブレーキ制御に備えて事前にフロントモータ１６およびリアモータ１８のモータトルクを増減させるプレトルク増減制御を実行する。

＜制動予測フラグＦＬａ，制動確定フラグＦＬｂ＞
以下、プレトルク増減制御に用いられる制動予測フラグＦＬａおよび制動確定フラグＦＬｂの設定について説明する。なお、制動予測フラグＦＬａとは、自動ブレーキ制御の実行が予測される場合に設定される制御フラグであり、制動確定フラグＦＬｂとは、自動ブレーキ制御の実行が開始される場合に設定される制御フラグである。

図７および図８は制動予測フラグＦＬａおよび制動確定フラグＦＬｂが設定される走行状況の一例を示す図である。図７に符号ｘ１で示すように、予め登録される見通しの悪い交差点（衝突予測地点）１００に車両１１が接近し、交差点１００までの距離が制動予測閾値Ｄ１ａを下回る場合に、自動ブレーキ制御の実行を予測する制動予測フラグＦＬａが設定される（ＦＬａ＝１）。続いて、符号ｘ２で示すように、交差点１００に対して車両１１が更に接近し、交差点１００を走行中の他車両（衝突対象物）２００までの距離が制動予測閾値Ｄ１ａよりも小さな制動確定閾値Ｄ２ａを下回る場合に、自動ブレーキ制御の実行開始を意味する制動確定フラグＦＬｂが設定される（ＦＬｂ＝１）。

前述の説明では、制動予測フラグＦＬａが設定された後に制動確定フラグＦＬｂが設定されているが、交差点１００に他車両２００等が存在していない場合には、車両１１に衝突の虞はなく制動確定フラグＦＬｂが設定されることはない。また、車両１１が交差点１００に接近することで制動予測フラグＦＬａが設定された後に、交差点１００を車両１１が通過した場合には制動予測フラグＦＬａの設定が解除される（ＦＬａ＝０）。

なお、制動予測フラグＦＬａの設定に用いられる制動予測閾値Ｄ１ａは、車両１１の車速に基づき増減する閾値である。つまり、車両１１の車速が低くなるにつれて、制動予測閾値Ｄ１ａは小さく設定され、車両１１の車速が高くなるにつれて、制動予測閾値Ｄ１ａは大きく設定される。同様に、制動確定フラグＦＬｂの設定に用いられる制動確定閾値Ｄ２ａは、車両１１の車速に基づき増減する閾値である。つまり、車両１１の車速が低くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ａは小さく設定され、車両１１の車速が高くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ａは大きく設定される。また、制動確定閾値Ｄ２ａについては、車両１１と他車両２００との相対速度に基づき増減させても良い。この場合には、車両１１と他車両２００との相対速度が低くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ａは小さく設定され、車両１１と他車両２００との相対速度が高くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ａは大きく設定される。

続いて、図８に符号ｘ３で示すように、先行車両（衝突対象物）３００に対して車両１１が接近し、先行車両３００までの距離が制動予測閾値Ｄ１ｂを下回る場合に、自動ブレーキ制御の実行を予測する制動予測フラグＦＬａが設定される（ＦＬａ＝１）。そして、符号ｘ４で示すように、先行車両３００に対して車両１１が更に接近し、先行車両３００までの距離が制動予測閾値Ｄ１ｂよりも小さな制動確定閾値Ｄ２ｂを下回る場合に、自動ブレーキ制御の実行開始を意味する制動確定フラグＦＬｂが設定される（ＦＬｂ＝１）。なお、車両１１の減速や先行車両３００の加速により、車両１１が先行車両３００から制動予測閾値Ｄ１ｂを超えて離れた場合には、制動予測フラグＦＬａの設定が解除される（ＦＬａ＝０）。

なお、制動予測フラグＦＬａの設定に用いられる制動予測閾値Ｄ１ｂは、車両１１の車速に基づき増減する閾値である。つまり、車両１１の車速が低くなるにつれて、制動予測閾値Ｄ１ｂは小さく設定され、車両１１の車速が高くなるにつれて、制動予測閾値Ｄ１ｂは大きく設定される。また、制動予測閾値Ｄ１ｂについては、車両１１と先行車両３００との相対速度に基づき増減させても良い。この場合には、車両１１と先行車両３００との相対速度が低くなるにつれて、制動予測閾値Ｄ１ｂは小さく設定され、車両１１と先行車両３００との相対速度が高くなるにつれて、制動予測閾値Ｄ１ｂは大きく設定される。同様に、制動確定フラグＦＬｂの設定に用いられる制動確定閾値Ｄ２ｂは、車両１１の車速に基づき増減する閾値である。つまり、車両１１の車速が低くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ｂは小さく設定され、車両１１の車速が高くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ｂは大きく設定される。また、制動確定閾値Ｄ２ｂについては、車両１１と先行車両３００との相対速度に基づき増減させても良い。この場合には、車両１１と先行車両３００との相対速度が低くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ｂは小さく設定され、車両１１と先行車両３００との相対速度が高くなるにつれて、制動確定閾値Ｄ２ｂは大きく設定される。

＜フローチャート＞
図９は前進走行中に実行されるプレトルク増減制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。図９のフローチャートに示される各ステップには、制御システム２０を構成する１つまたは複数のプロセッサ８０によって実行される処理が示されている。また、図９に示されるプレトルク増減制御は、運転者によってスタートスイッチ７６が操作され、車両制御ユニット６５等からなる制御システム２０が起動された後に、制御システム２０によって所定周期毎に実行される制御である。

図９に示すように、ステップＳ１０では、制動予測フラグＦＬａが設定されているか否か、つまり「ＦＬａ＝１」であるか否かが判定される。ステップＳ１０において、制動予測フラグＦＬａが設定されていると判定された場合には、自動ブレーキ制御の実行が予測される状況であることから、ステップＳ１１に進み、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクを直近の値よりも減少させ、かつリアモータ１８の力行トルクを直近の値よりも増加させる。このステップＳ１１においては、フロントモータ１６の力行トルクを減少させるため、フロントモータ１６が所定の目標モータトルク（例えば０［Ｎｍ］または－１［Ｎｍ］）に向けて制御される。そして、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクの減少量を補うように、リアモータ１８の力行トルクの増加量を設定し、この増加量を満たすようにリアモータ１８の力行トルクを増加させる。

続いて、ステップＳ１２では、制動予測フラグＦＬａの設定が継続されているか否か、つまり「ＦＬａ＝１」であるか否かが判定される。ステップＳ１２において、制動予測フラグＦＬａの設定が継続されていると判定された場合には、ステップＳ１３に進み、制動確定フラグＦＬｂが設定されているか否か、つまり「ＦＬｂ＝１」であるか否かが判定される。ステップＳ１３において、制動確定フラグＦＬｂが設定されていると判定された場合には、ステップＳ１４に進み、各モータ１６，１８の回生トルクを立ち上げる自動ブレーキ制御が実行される。このステップＳ１４において、制御システム２０は、フロントモータ１６の回生トルクを直近の値よりも増加させ、かつリアモータ１８の回生トルクを直近の値よりも増加させる。これにより、フロントモータ１６およびリアモータ１８の回生トルクによって前後輪１２，１４を制動することができる。

前述したように、ステップＳ１０において、制動予測フラグＦＬａが設定されていると判定された場合、つまり自動ブレーキ制御の実行が予測されると判定された場合には、ステップＳ１１に進み、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクを減少させる。これにより、自動ブレーキ制御が実行される前のタイミングにおいて、フロントモータ１６の力行トルクを減少させることができるため、自動ブレーキ制御の開始後にフロントモータ１６の力行トルクを減少させる必要がなく、フロントモータ１６の回生トルクを素早く立ち上げることができる。このように、自動ブレーキ制御を実行する際には、フロントモータ１６の回生トルクを素早く立ち上げることができ、車両１１を短い制動距離で停止させることができる。

一方、ステップＳ１２において、制動予測フラグＦＬａの設定が解除されていると判定された場合には、自動ブレーキ制御が実行される状況ではないことから、ステップＳ１５に進み、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクを直近の値よりも増加させ、かつリアモータ１８の力行トルクを直近の値よりも減少させる。このステップＳ１５においては、例えば、前後輪１２，１４の駆動力を互いに一致させるように、フロントモータ１６の力行トルクを増加させ、かつリアモータ１８の力行トルクを減少させる。その後、ステップＳ１０に戻り、再び制動予測フラグＦＬａが設定されているか否かが判定される。なお、ステップＳ１５において、前後輪１２，１４の駆動力を互いに相違させるように、フロントモータ１６およびリアモータ１８の力行トルクを制御しても良いことはいうまでもない。

＜タイミングチャート＞
図１０はプレトルク増減制御の実行状況の一例を示すタイミングチャートである。図１０に実線や一点鎖線で示すように、「ＭＴｆ」はフロントモータ１６から出力されるモータトルクであり、「ＭＴｒ」はリアモータ１８から出力されるモータトルクであり、「Ｆｖ」はモータトルクによる前後輪１２，１４の駆動力を合算した車両駆動力であり、「Ｖｖ」は車速である。また、図１０に破線で示すように、図１０には比較例として、制動予測フラグＦＬａの設定後にモータトルクを維持する状況が示されている。なお、「ｍｔ２」はフロントモータ１６およびリアモータ１８から出力される比較例のモータトルクであり、「ｆｖ２」は比較例の車両駆動力であり、「ｖｖ２」は比較例の車速である。以下の説明において、力行側で増減するモータトルクＭＴｆ，ＭＴｒ，ｍｔ２については、力行トルクＭＴｆ，ＭＴｒ，ｍｔ２として記載する。また、回生側で増減するモータトルクＭＴｆ，ＭＴｒ，ｍｔ２については、回生トルクＭＴｆ，ＭＴｒ，ｍｔ２として記載する。

図１０に時刻ｔ１ｃで示すように、制動予測フラグＦＬａが設定されていない状況では（符号ａ１）、要求駆動力に基づき設定される所定の目標モータトルクに向けて、力行トルクＭＴｆおよび力行トルクＭＴｒが制御される（符号ｂ１，ｃ１）。図示する例では、力行トルクＭＴｆと力行トルクＭＴｒとを互いに一致させているが、これに限られることはない。例えば、力行トルクＭＴｆと力行トルクＭＴｒとを相違させることにより、前後輪１２，１４の駆動力を互いに相違させても良い。

続いて、時刻ｔ２ｃで示すように、車両１１が交差点や先行車両等に接近することで制動予測フラグＦＬａが設定されると（符号ａ２）、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させ（符号ｂ２）、かつリアモータ１８の力行トルクＭＴｒを増加させる（符号ｃ２）。ここで、図１０に拡大部分γで示すように、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆは、回生側（－側）に設定される目標モータトルク（例えば－１［Ｎｍ］）に向けて制御される（符号ｂ３）。このように、制動予測フラグＦＬａが設定されると（符号ａ２）、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させ（符号ｂ２）、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆを回生側に制御する（符号ｂ３）。

また、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆの減少量ΔＴｆを補うように、リアモータ１８の力行トルクＭＴｒの増加量ΔＴｒを設定し、この増加量ΔＴｒを満たすように、リアモータ１８の力行トルクＭＴｒを増加させる（符号ｃ３）。これにより、力行トルクＭＴｆ，ＭＴｒを増減させる場合であっても（符号ｂ３，ｃ３）、力行トルクＭＴｆの減少を力行トルクＭＴｒの増加によって補うことができ、運転者に違和感を与えないように車両駆動力Ｆｖをほぼ一定に保持することができる（符号ｄ１）。なお、本実施形態においては、フロントおよびリア駆動ユニット１５のギア比や前後輪１２，１４のタイヤ径等が互いに一致していることから、力行トルクＭＴｆ，ＭＴｒの減少量ΔＴｆと増加量ΔＴｒとは互いに一致している。

次いで、時刻ｔ３ｃで示すように、車両１１が先行車両等に対して更に接近することで制動確定フラグＦＬｂが設定されると（符号ｅ１）、制御システム２０は、各モータ１６，１８の回生トルクＭＴｆ，ＭＴｒを増加させる自動ブレーキ制御を実行する。このとき、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆは既に減少していることから、自動ブレーキ制御の開始後に力行トルクＭＴｆを減少させる必要がなく、フロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる（符号ｂ４）。しかも、フロントモータ１６は既に回生状態であることから、フロントモータ１６に対してゼロクロス制御を実行する必要がなく、この点からも回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる（符号ｂ４）。一方、リアモータ１８は力行状態であることから、制御システム２０は、力行トルクＭＴｒを減少させた後に（符号ｃ４）、ゼロクロス制御を経て回生トルクＭＴｒを増加させる（符号ｃ５，ｃ６）。

このように、制動予測フラグＦＬａが設定された場合、つまり自動ブレーキ制御の実行が予測される場合に、制御システム２０は、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させる（符号ｂ３）。すなわち、自動ブレーキ制御が実行される前のタイミングにおいて、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させるようにしたので、その後、自動ブレーキ制御が実行される場合には、フロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる（符号ｂ４）。これにより、車両駆動力Ｆｖを素早く減速側に変化させることができるため（符号ｄ２）、車速Ｖｖを素早く低下させて短い制動距離Ｄｖで車両１１を停止させることができる。

また、フロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることにより、進行方向の前方に位置する前輪１２の制動力を素早く立ち上げることができ、車両制動力を高めて自動ブレーキ制御の制動性能を高めることができる。つまり、前進走行時において進行方向の前方に位置する前輪１２は、進行方向の後方に位置する後輪１４よりも、車両制動時に大きな荷重が作用する車輪である。この前輪１２に伝達される回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることにより、前輪１２に対して大きな制動力を素早く発生させることができ、車両制動力を高めて自動ブレーキ制御の制動性能を高めることができる。なお、自動ブレーキ制御においては、フロントモータ１６およびリアモータ１８によって前後輪１２，１４が制動されるだけでなく、ブレーキ装置４２によって前後輪１２，１４が制動されることはいうまでもない。

ここで、比較例として示したように、制動予測フラグＦＬａが設定された場合に（符号ａ２）、フロントモータ１６およびリアモータ１８の力行トルクｍｔ２を維持した場合について検討する（符号ｆ１）。この場合には、フロントモータ１６およびリアモータ１８のモータトルクｍｔ２を力行側から回生側に変化させる必要があるため、双方のモータ１６，１８に対してゼロクロス制御を実行する必要がある（符号ｆ２）。このため、フロントモータ１６およびリアモータ１８の回生トルクｍｔ２を、自動ブレーキ制御の実行に合わせて素早く立ち上げることは困難である。つまり、車両駆動力ｆｖ２を素早く減速側に変化させることが困難であるため（符号ｇ１）、車速ｖｖ２が実施例の車速Ｖｖよりも緩やかに低下し、制動距離ｄｖ２が実施例の制動距離Ｄｖよりも延びることになる。

＜プレトルク増減制御における目標モータトルクの他の例＞
図１０に示した例において、制御システム２０は、制動予測フラグＦＬａが設定されると（符号ａ２）、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させ（符号ｂ２）、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆを回生側に制御しているが（符号ｂ３）、これに限られることはない。例えば、フロントモータ１６の目標モータトルクを「０［Ｎｍ］」に設定することにより、制動予測フラグＦＬａが設定された場合に、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させ、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆをゼロに制御しても良い。このように、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆをゼロに制御した場合であっても、自動ブレーキ制御を実行する際にはフロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる。

つまり、自動ブレーキ制御の実行に備えてフロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させておくことにより、自動ブレーキ開始後にフロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させる必要がなく、フロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる。しかも、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆをゼロに制御することにより、自動ブレーキ制御を実行する際にモータトルクＭＴｆを力行側から回生側に変化させることが回避される。これにより、自動ブレーキ制御を実行する際には、フロントモータ１６に対してゼロクロス制御を実行する必要がなく、この点からも回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる。

また、例えば、フロントモータ１６の目標モータトルクを「＋１［Ｎｍ］」に設定することにより、制動予測フラグＦＬａが設定された場合に、フロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させ、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆをゼロ近傍の力行側に制御しても良い。このように、フロントモータ１６のモータトルクＭＴｆをゼロ近傍に制御した場合であっても、自動ブレーキ制御の実行時にはフロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる。つまり、自動ブレーキ制御の実行に備えてフロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させておくことにより、自動ブレーキ制御の開始後にフロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを減少させる必要がないため、フロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げることができる。

なお、フロントモータ１６の目標モータトルクを「＋１［Ｎｍ］」に設定していた場合には、自動ブレーキ制御によってフロントモータ１６のモータトルクＭＴｆが力行側から回生側に制御される。このため、図６に示した減速範囲βの設定によっては、自動ブレーキ制御を実行する際に、ゼロクロス制御が併せて実行されることも想定される。このようなケースにおいては、自動ブレーキ制御に併せて実行されるゼロクロス制御を禁止することにより、フロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを素早く立ち上げるようにしても良い。

［後退走行中のプレトルク増減制御］
前述の説明では、図９および図１０を用いて、前進走行中におけるプレトルク増減制御について説明したが、これに限られることはなく、同様のプレトルク増減制御を後退走行中に実行しても良い。この場合には、進行方向の前方に位置する後輪１４が第１車輪として機能し、進行方向の後方に位置する前輪１２が第２車輪として機能する。また、リアモータ１８が第１走行用モータとして機能し、フロントモータ１６が第２走行用モータとして機能することになる。

すなわち、後退走行中に制動予測フラグＦＬａが設定された場合には、リアモータ１８の力行トルクＭＴｒを減少させ、かつフロントモータ１６の力行トルクＭＴｆを増加させる。その後、制動確定フラグＦＬｂが設定された場合には、リアモータ１８の回生トルクＭＴｒを増加させ、かつフロントモータ１６の回生トルクＭＴｆを増加させる。これにより、リアモータ１８の回生トルクＭＴｒを素早く立ち上げることができるため、車両制動力を高めて自動ブレーキ制御の制動性能を高めることができる。つまり、後退走行時において進行方向の前方に位置する後輪１４は、進行方向の後方に位置する前輪１２よりも、車両制動時に大きな荷重が作用する車輪である。この後輪１４に伝達される回生トルクＭＴｒを素早く立ち上げることにより、後輪１４に対して大きな制動力を素早く発生させることができるため、車両制動力を高めて自動ブレーキ制御の制動性能を高めることができる。

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、複数の制御ユニット３４，４０，４１，４８，５４，６１，６５によって制御システム２０を構成しているが、これに限られることはない。例えば、１つの制御ユニットによって制御システム２０を構成しても良い。また、前述の説明では、左右一対の前輪１２に対して１つのフロントモータ１６が連結され、左右一対の後輪１４に対して１つのリアモータ１８が連結されているが、これに限られることはない。例えば、前輪用に２つのフロントモータ１６を設けることにより、１つの前輪１２に対して１つのフロントモータ１６を連結しても良い。また、後輪用の２つのリアモータ１８を設けることにより、１つの後輪１４に対して１つのリアモータ１８を連結しても良い。なお、車両１１としては、図示する電気自動車に限られることはなく、燃料電池車であっても良く、ハイブリッド車両であっても良い。

前述の説明では、交差点等の衝突予測地点をナビゲーションシステム６０に登録しているが、これに限られることなく、フロントカメラ５０等が撮像した画像データに基づき信号の無い交差点等を識別してこれを衝突予測地点として利用しても良い。また、図１０に示した例では、自動ブレーキ制御に併せてリアモータ１８のゼロクロス制御を実行しているが（符号ｃ５）、これに限られることはなく、ゼロクロス制御を中止することによって回生トルクＭＴｒの立ち上がりを更に早めても良い。

前述したように、制動予測閾値Ｄ１ａは車速に基づき増減する変動値であるが、これに限られることはなく、制動予測閾値Ｄ１ａとして固定値を用いても良い。また、制動確定閾値Ｄ２ａは車速や相対速度に基づき増減する変動値であるが、これに限られることはなく、制動確定閾値Ｄ２ａとして固定値を用いても良い。同様に、制動予測閾値Ｄ１ｂは車速や相対速度に基づき増減する変動値であるが、これに限られることはなく、制動予測閾値Ｄ１ｂとして固定値を用いても良い。また、制動確定閾値Ｄ２ｂは車速や相対速度に基づき増減する変動値であるが、これに限られることはなく、制動確定閾値Ｄ２ｂとして固定値を用いても良い。

１０ 車両用制御装置
１１ 車両
１２ 前輪（第１車輪，第２車輪）
１４ 後輪（第２車輪，第１車輪）
１６ フロントモータ（第１走行用モータ，第２走行用モータ）
１８ リアモータ（第２走行用モータ，第１走行用モータ）
２０ 制御システム
８０ プロセッサ
８１ メモリ
１００ 交差点（衝突予測地点）
２００ 車両（衝突対象物）
３００ 先行車両（衝突対象物）
Ｄ１ａ 制動予測閾値
Ｄ２ａ 制動確定閾値
Ｄ１ｂ 制動予測閾値
Ｄ２ｂ 制動確定閾値
ＭＴｆ モータトルク（力行トルク，回生トルク）
ＭＴｒ モータトルク（力行トルク，回生トルク）
ＭＴ モータトルク（トルク）
Ｓｍｔ 変化速度（トルク変化速度）
β 減速範囲

Claims (5)

1. 車両に設けられる車両用制御装置であって、
   進行方向の前方に位置する第１車輪に連結される第１走行用モータと、
   進行方向の後方に位置する第２車輪に連結される第２走行用モータと、
   互いに通信可能に接続されるプロセッサおよびメモリを備え、前記第１走行用モータおよび前記第２走行用モータを制御する制御システムと、
   を有し、
   前記制御システムは、走行中に衝突予測地点または衝突対象物までの距離が制動予測閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの力行トルクを減少させ、かつ前記第２走行用モータの力行トルクを増加させ、
   前記制御システムは、走行中に衝突対象物までの距離が前記制動予測閾値よりも小さな制動確定閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの回生トルクを増加させ、かつ前記第２走行用モータの回生トルクを増加させる、
   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、
   前記第１車輪は前輪であり、
   前記第２車輪は後輪であり、
   前記制御システムは、前進走行中に衝突予測地点または衝突対象物までの距離が前記制動予測閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの力行トルクを減少させ、かつ前記第２走行用モータの力行トルクを増加させ、
   前記制御システムは、前進走行中に衝突対象物までの距離が前記制動確定閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの回生トルクを増加させ、かつ前記第２走行用モータの回生トルクを増加させる、
   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、
   前記制御システムは、前記第１走行用モータのトルクを力行側からゼロを含む減速範囲を経て回生側に変化させる場合に、前記減速範囲内における前記第１走行用モータのトルク変化速度を、前記減速範囲外における前記第１走行用モータのトルク変化速度よりも下げる、
   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、
   前記制御システムは、走行中に衝突予測地点または衝突対象物までの距離が前記制動予測閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの力行トルクを減少させて前記第１走行用モータのトルクを回生側に制御する、
   車両用制御装置。
5. 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、
   前記制御システムは、走行中に衝突予測地点または衝突対象物までの距離が前記制動予測閾値を下回る場合に、前記第１走行用モータの力行トルクを減少させて前記第１走行用モータのトルクをゼロに制御する、
   車両用制御装置。

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