JP7420088B2 - 制御装置、プログラム - Google Patents
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Description
上記課題を解決するプログラムは、走行用の駆動源として回転電機(140)が搭載される車両(100)を制御するプログラムであって、少なくとも一つの処理部(10)に、回転電機の出力トルクを制御させ、車両に対する運転者の操作に基づいて回転電機から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値を設定させ、車両が停止したときに車両の停止状態を維持するために回転電機から出力すべきトルクの目標値である停車時トルク指令値を設定させ、回転電機の出力トルクの目標値の時間的な変化を示すトルク波形を設定させ、回転電機の出力トルクを要求トルク指令値から停車時トルク指令値に向かって変化させる際に、トルク波形に沿うように回転電機の出力トルクを制御させ、車輪の回転速度が所定の回転速度判定値まで低下したときに、トルク波形に沿った回転電機の出力トルクの制御を開始することにより、回転電機の出力トルクが停車時トルク指令値になる時点と、車両が停止する時点とを一致させ、要求トルク指令値及び停車時トルク指令値の差分値に基づいて回転速度判定値を設定させ、トルク波形として、車両のピッチ方向の振動を減衰させることが可能な第1トルク波形を用いた後、回転電機のトルクを車輪に伝達するための動力伝達系に設けられる動力伝達部材の振動を減衰させることが可能な第2トルク波形を使用させる。
はじめに、本実施形態の制御装置が搭載される車両の概略構成について説明する。図1に示されるように、車両100は、車体101と、車輪111,112と、回転電機141,142と、電池150とを備えている。
車両100の制動は、回転電機141,142によって行うこともできるし、ブレーキ装置121,122によって行うこともできる。本実施形態においては、車両100の制動は基本的には回転電機140のみによって行われる。ブレーキ装置121,122による制動は必要に応じて補助的に行われる。
車両100には、制御装置10とは別にブレーキECU(Electronic Control Unit)20と上位ECU30とが設けられている。制御装置10、ブレーキECU20、及び上位ECU30はいずれも、CPUやROM、RAM等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。これらは、車両100に設けられるネットワークを介して互いに双方向の通信を行うことができる。
上位ECU30は、車両100の全体の動作を統括的に制御する。上位ECU30は、制御装置10及びブレーキECU20のそれぞれと双方向の通信を行いながら、車両100の制御に必要な処理を行う。
車両100には、その各種状態量を検出するためのセンサが複数搭載されている。図2に示されるように、このようなセンサには、例えば油圧センサ201、車輪速センサ202、MGレゾルバ203、加速度センサ204、ブレーキストロークセンサ205、アクセル開度センサ206、操舵角センサ207、及び電流センサ208が含まれている。
アクセル開度センサ206は、車両100の運転席に設けられるアクセルペダルの踏み込み量を検出するためのセンサである。アクセル開度センサ206により検出された踏み込み量を示す信号は制御装置10に送信される。
電流センサ208は、回転電機141,142のそれぞれに入力される駆動用電流の値を検出するためのセンサである。電流センサ208は、回転電機141、及び回転電機142のそれぞれに対し、1つずつ個別に設けられているのであるが、図2においては、電流センサ208は単一のブロックとして模式的に描かれている。電流センサ208により検出された駆動用電流の値を示す信号は制御装置10に入力される。
動作制御部14は、回転電機140の動作を制御するである。動作制御部14は、回転電機141,142のそれぞれの出力トルクを個別に制御することができる。ただし、本実施形態では、回転電機141,142のそれぞれで同一のトルクを出力する場合を例に挙げて説明する。動作制御部14は、回転電機140の出力トルクを、第1トルク指令値設定部11及び第2トルク指令値設定部12により設定されるトルク指令値に制御する。
第2トルク指令値設定部12は停車時トルク指令値TBを設定する。停車時トルク指令値TBは、車両100が停止したときにブレーキ装置121,122を用いることなく、車両100の停止状態を維持するために回転電機140から出力すべきトルクの目標値である。
動作制御部14は、通常、回転電機140の出力トルクを要求トルク指令値TAに制御する。一方、走行中の車両が停車するとき、動作制御部14は、回転電機140の出力トルクをトルク波形に沿って要求トルク指令値TAから停車時トルク指令値TBまで変化させて車両100を停車させる処理を行う。以下では、このトルク波形を用いた回転電機140の出力トルクの制御を「トルク波形制御」とも称する。
時刻t10以降は、運転者によるブレーキペダルの踏み込みが行われているため、回転電機140の出力トルクの値が、負の値である「Tr1」になっている。図3(A)に示されるように、時刻t10以降は、車両100の車速は次第に低下して行き、時刻t12において「0」となる。仮に、ブレーキペダルの踏み込み量が一定であると仮定すると、この比較例において回転電機140の出力トルクの大きさは、車両100が停止する時刻t12まで一定の「Tr1」とされる。
車両100のピッチ共振周期は、式f4により演算されるピッチ共振周波数fpの逆数である。したがって、G抜けの違和感を運転者に与え難くするためには、トルク波形の時定数τを以下の式f4のように設定することが望ましい。
このようにして設定される回転速度判定値ωsを利用して、車輪111,112の回転速度が回転速度判定値ωsを下回った時点でトルク波形制御を開始すると、回転電機140の出力トルクが停車時トルク指令値TBに達する時点で、車両100の車速を「0」にすること、すなわち車両100を停止させることができる。
図5に示されるように、制御装置10は、まず、ステップS20の処理として、車輪速センサ202により検出される車輪111,112の回転速度ωが、図4のステップS13の処理で設定される回転速度判定値ωs以下であるか否かを判定する。具体的には、制御装置10は、車輪速センサ202により検出される車輪111,112の回転速度の平均値を求めた上で、その回転速度の平均値が回転速度判定値ωs以下であるか否かを判定する。なお、制御装置10は、ステップS20の処理において、一方の車輪111の回転速度の平均値が回転速度判定値ωs以下であるか否かを判定してもよい。
式f9の右辺において、「ΔTc」は、車両100のピッチ方向の加速度がゼロクロスした時点での第1トルク波形T1MGの値から、停車時トルク指令値TBを減算したものである。「t」は、ステップS23の処理を開始した時点からの経過時間である。「τ2」は時定数である。波形設定部13は、例えば以下の式f10に示されるように時定数τ2を設定する。
図6(A)に示されるように、例えば時刻t20でブレーキペダルの踏み込み操作が行われたとすると、上位ECU30から制御装置10に送信される回生トルク指令値Trが、負の所定値Tr1に設定される。以降、ブレーキペダルの踏み込み量が一定量であるとすると、回生トルク指令値Trは所定値Tr1に維持される。
時刻t22で車両100のピッチ方向の加速度にゼロクロスが発生すると、回転電機140の出力トルクが第2トルク波形T2MGに沿って制御されるようになる。これにより、図7(B)に示されるように、回転電機140のトルクは、時刻t22以降、停車時トルク指令値TBに向かって更に変化する。車両100が登坂路で停止する場合、図6(D)に示されるように、停車時トルク指令値TBは「0」よりも大きい値に設定される。
なお、回転電機140の出力トルクを停車時トルク指令値TBに維持し続けると、回転電機140の発熱量や消費電力が大きくなることが懸念される。そのため、本実施形態では、図6(E)に示されるように、時刻t23から所定時間が経過した時刻t24の時点で、ブレーキECU20がブレーキ装置121,122の油圧を所定圧P1まで上昇させる。所定圧P1は、車両100の停止状態を維持するために必要な制動力を車輪111,112に付与できる値に設定されている。図6(E)に示されるように時刻t25でブレーキ装置121,122の油圧が所定圧P1まで上昇すると、図6(D)に示されるように、制御装置10は回転電機140の出力トルクを「0」に設定する。
(1)動作制御部14は、回転電機140の出力トルクを要求トルク指令値TAから停車時トルク指令値TBに向かって変化させる際に、トルク波形に沿うように回転電機140の出力トルクを制御する。波形設定部13は、トルク波形として、車両のピッチ方向の振動を減衰させることが可能な第1トルク波形T1MGを用いた後、車両100の動力伝達部材の振動を抑制することが可能な第2トルク波形T2MGを用いる。この構成によれば、回転電機140の出力トルクが、車両100のピッチ方向の振動を減衰させることが可能な第1トルク波形T1MGに沿って変化した後、動力伝達部材の振動を減衰させることが可能な第2トルク波形T2MGに沿って変化する。これにより、車両100の停車時にピッチ方向の揺れ戻しが抑制された後に動力伝達部材の振動が更に抑制されるため、車両100のピッチ方向の振動を抑制しつつ、G抜けと称される違和感を乗員に与え難くなる。よって、より適切に車両100を停止させることが可能となる。
・図5に示されるステップS20の処理は、MGレゾルバ203により検出される回転電機140の回転速度に基づいて行われてもよい。この場合、MGレゾルバ203により検出される回転電機140の回転速度を所定の演算式を用いて車輪111の回転速度に換算すれば、類似の判定処理を行うことができる。また、回転速度判定値ωsが、MGレゾルバ203により検出される回転電機140の回転速度に対して設定されていてもよい。
・本開示に記載の制御装置10及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置10及びその制御方法は、1つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置10及びその制御方法は、1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと1つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
11:第1トルク指令値設定部
12:第2トルク指令値設定部
13:波形設定部
14:動作制御部
100:車両
140:回転電機
Claims (5)
- 走行用の駆動源として回転電機(140)が搭載される車両(100)の制御装置(10)であって、
前記回転電機の出力トルクを制御する動作制御部(14)と、
前記車両に対する運転者の操作に基づいて前記回転電機から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値を設定する第1トルク指令値設定部(11)と、
前記車両が停止したときに前記車両の停止状態を維持するために前記回転電機から出力すべきトルクの目標値である停車時トルク指令値を設定する第2トルク指令値設定部(12)と、
前記回転電機の出力トルクの目標値の時間的な変化を示すトルク波形を設定する波形設定部(13)と、を備え、
前記動作制御部は、
前記回転電機の出力トルクを前記要求トルク指令値から前記停車時トルク指令値に向かって変化させる際に、前記トルク波形に沿うように前記回転電機の出力トルクを制御し、
車輪の回転速度が所定の回転速度判定値まで低下したときに、前記トルク波形に沿った前記回転電機の出力トルクの制御を開始することにより、前記回転電機の出力トルクが前記停車時トルク指令値になる時点と、前記車両が停止する時点とを一致させ、
前記動作制御部は、前記要求トルク指令値及び前記停車時トルク指令値の差分値に基づいて前記回転速度判定値を設定し、
前記波形設定部は、
前記トルク波形として、前記車両のピッチ方向の振動を減衰させることが可能な第1トルク波形を用いた後、前記回転電機のトルクを前記車輪に伝達するための動力伝達系に設けられる動力伝達部材の振動を減衰させることが可能な第2トルク波形を用いる
制御装置。 - 前記波形設定部は、前記第1トルク波形を、前記車両のピッチ共振周期よりも小さい時定数を有する波形となるように設定する
請求項1に記載の制御装置。 - 前記波形設定部は、前記車両のピッチ方向の実加速度又はその予測値に基づいて、前記第1トルク波形から前記第2トルク波形に切り替える時期を決定する
請求項1又は2に記載の制御装置。 - 前記波形設定部は、前記第1トルク波形の値と前記車両のピッチ共振周期とに基づいて前記第2トルク波形を設定する
請求項1~3のいずれか一項に記載の制御装置。 - 走行用の駆動源として回転電機(140)が搭載される車両(100)を制御するプログラムであって、
少なくとも一つの処理部(10)に、
前記回転電機の出力トルクを制御させ、
前記車両に対する運転者の操作に基づいて前記回転電機から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値を設定させ、
前記車両が停止したときに前記車両の停止状態を維持するために前記回転電機から出力すべきトルクの目標値である停車時トルク指令値を設定させ、
前記回転電機の出力トルクの目標値の時間的な変化を示すトルク波形を設定させ、
前記回転電機の出力トルクを前記要求トルク指令値から前記停車時トルク指令値に向かって変化させる際に、前記トルク波形に沿うように前記回転電機の出力トルクを制御させ、
車輪の回転速度が所定の回転速度判定値まで低下したときに、前記トルク波形に沿った前記回転電機の出力トルクの制御を開始することにより、前記回転電機の出力トルクが前記停車時トルク指令値になる時点と、前記車両が停止する時点とを一致させ、
前記要求トルク指令値及び前記停車時トルク指令値の差分値に基づいて前記回転速度判定値を設定させ、
前記トルク波形として、前記車両のピッチ方向の振動を減衰させることが可能な第1トルク波形を用いた後、前記回転電機のトルクを前記車輪に伝達するための動力伝達系に設けられる動力伝達部材の振動を減衰させることが可能な第2トルク波形を使用させる
プログラム。
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