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公開番号2021103913
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210715
出願番号2019233642
出願日20191225
発明の名称車両用制御装置
出願人株式会社SUBARU
代理人特許業務法人筒井国際特許事務所
主分類B60L 15/20 20060101AFI20210618BHJP(車両一般)
要約【課題】運転手に加速感を与えるように、走行用モータを制御する。
【解決手段】アクセル開度に基づいて、第1目標駆動力Tf1を設定する第1駆動力設定部と、第1目標駆動力Tf1に基づいて、第1目標駆動力Tf1よりも大きな第2目標駆動力Tf2を設定する第2駆動力設定部と、第1目標駆動力Tf1に基づいて、走行用モータから出力されるモータ駆動力MFを制御するモータ制御部と、を有し、モータ制御部は、アクセル操作速度ASが閾値S1を上回る加速走行時に、第2目標駆動力Tf2に向けてモータ駆動力MFを上げた後に(符号c1)、第1目標駆動力Tf1に向けてモータ駆動力MFを下げる(符号c2)。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項1】
駆動輪に連結される走行用モータを制御する車両用制御装置であって、
アクセル開度に基づいて、第1目標駆動力を設定する第1駆動力設定部と、
前記第1目標駆動力に基づいて、前記第1目標駆動力よりも大きな第2目標駆動力を設定する第2駆動力設定部と、
前記第1目標駆動力に基づいて、前記走行用モータから出力されるモータ駆動力を制御するモータ制御部と、
を有し、
前記モータ制御部は、
アクセル操作速度が閾値を上回る加速走行時に、前記第2目標駆動力に向けてモータ駆動力を上げた後に、前記第1目標駆動力に向けてモータ駆動力を下げ、
アクセル操作速度が前記閾値を下回る加速走行時に、前記第1目標駆動力に向けてモータ駆動力を上げる、
車両用制御装置。
続きを表示(約 500 文字)【請求項2】
請求項1に記載の車両用制御装置において、
前記モータ制御部は、車速が速度閾値を上回り、かつアクセル操作速度が前記閾値を上回る加速走行時に、前記第2目標駆動力に向けてモータ駆動力を上げた後に、前記第1目標駆動力に向けてモータ駆動力を下げる、
車両用制御装置。
【請求項3】
請求項1または2に記載の車両用制御装置において、
前記第2駆動力設定部は、アクセル操作速度が高くなるにつれて、前記第1目標駆動力と前記第2目標駆動力との差を大きくする、
車両用制御装置。
【請求項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、
前記第2駆動力設定部は、アクセル開度が大きくなるにつれて、前記第1目標駆動力と前記第2目標駆動力との差を大きくする、
車両用制御装置。
【請求項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、
前記第2駆動力設定部は、車速が高くなるにつれて、前記第1目標駆動力と前記第2目標駆動力との差を大きくする、
車両用制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、駆動輪に連結される走行用モータを制御する車両用制御装置に関する。
続きを表示(約 8,400 文字)【背景技術】
【0002】
電気自動車やハイブリッド車両等の車両には、駆動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1〜3参照)。また、走行用モータの目標駆動力は、乗員のアクセル操作に基づき制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2012−157214号公報
特開2013−59223号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、駆動輪に連結される走行用モータは、一般的に、車速つまりモータ回転数が上昇するほどにモータ駆動力が低下する駆動力特性を有している。これにより、高車速領域と低車速領域との双方で同様にアクセル操作が行われていたとしても、モータ駆動力が低下する高車速領域においては低車速領域よりも加速感を得ることが困難であった。このため、運転手に対して加速感を与えるように、走行用モータを制御することが求められている。
【0005】
本発明の目的は、運転手に対して加速感を与えるように、走行用モータを制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の車両用制御装置は、駆動輪に連結される走行用モータを制御する車両用制御装置であって、アクセル開度に基づいて、第1目標駆動力を設定する第1駆動力設定部と、前記第1目標駆動力に基づいて、前記第1目標駆動力よりも大きな第2目標駆動力を設定する第2駆動力設定部と、前記第1目標駆動力に基づいて、前記走行用モータから出力されるモータ駆動力を制御するモータ制御部と、を有し、前記モータ制御部は、アクセル操作速度が閾値を上回る加速走行時に、前記第2目標駆動力に向けてモータ駆動力を上げた後に、前記第1目標駆動力に向けてモータ駆動力を下げ、アクセル操作速度が前記閾値を下回る加速走行時に、前記第1目標駆動力に向けてモータ駆動力を上げる。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、モータ制御部は、アクセル操作速度が閾値を上回る加速走行時に、第2目標駆動力に向けてモータ駆動力を上げた後に、第1目標駆動力に向けてモータ駆動力を下げる。これにより、運転手に対して加速感を与えるように、走行用モータを制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本発明の一実施の形態である車両用制御装置を備える車両の構成例を示す概略図である。
第1目標駆動力が設定される駆動力マップの一例を示す図である。
車両加速制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。
車両加速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。
車両加速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。
(A)〜(C)は、増加係数の設定例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
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。
【0010】
[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を備える車両11の構成例を示す概略図である。図1に示すように、車両11には、後輪(駆動輪)12に連結されるモータジェネレータ(走行用モータ)13が設けられている。このモータジェネレータ13のロータ13rには、モータ出力軸14、デファレンシャル機構15および車輪駆動軸16を介して後輪12が連結されている。また、モータジェネレータ13のステータ13sには電力変換機器であるインバータ17が接続されており、インバータ17にはリチウムイオンバッテリ等のバッテリ18が接続されている。なお、図示する車両11は、後輪駆動の車両であるが、これに限られることはなく、前輪19を駆動する前輪駆動車両であってもよく、前後輪12,19を駆動する全輪駆動車両であっても良い。
【0011】
車両用制御装置10は、モータジェネレータ13から出力されるモータ駆動力を制御するため、マイコン等からなるメインコントローラ21およびモータコントローラ22を有している。メインコントローラ21に設けられる第1駆動力設定部23は、アクセル開度等に基づいて第1目標駆動力Tf1を設定し、この第1目標駆動力Tf1をモータコントローラ22に出力する。また、モータ制御部として機能するモータコントローラ22は、第1目標駆動力Tf1に基づいてモータジェネレータ13のモータ駆動力を制御する。メインコントローラ21に接続されるセンサとして、アクセルペダル24の踏み込み量(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25、ブレーキペダル26の踏み込み量を検出するブレーキセンサ27、車速を検出する車速センサ28等がある。なお、メインコントローラ21とモータコントローラ22とは、CAN等の車載ネットワーク29を介して互いに通信自在に接続されている。
【0012】
[目標駆動力の設定]
続いて、メインコントローラ21による第1目標駆動力Tf1の設定について説明する。図2は第1目標駆動力Tf1が設定される駆動力マップの一例を示す図である。図2に示すように、駆動力マップには、アクセル開度Acc毎に第1目標駆動力Tf1を示す特性線L1〜L4が設定されている。つまり、アクセル開度Accが0%である場合には、特性線L1に沿って第1目標駆動力Tf1が設定され、アクセル開度Accが25%である場合には、特性線L2に沿って第1目標駆動力Tf1が設定される。同様に、アクセル開度Accが50%である場合には、特性線L3に沿って第1目標駆動力Tf1が設定され、アクセル開度Accが100%である場合には、特性線L4に沿って第1目標駆動力Tf1が設定される。例えば、アクセル開度Accが「50%」であり、かつ車速が「Vx」である場合には、運転手から要求される第1目標駆動力Tf1として「Fx」が設定される。なお、図2に示される駆動力マップには、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駆動力マップを使用しても良い。
【0013】
ところで、図2に示すように、モータジェネレータ13の駆動力特性は、所定車速を上回る車速領域において、車速つまりモータ回転数が上昇するほどにモータ駆動力が低下する特性である。このため、高車速領域においては低車速領域よりも運転手に加速感を与えることが困難となっていた。つまり、低車速領域においてアクセルペダル24が踏み込まれ、アクセル開度Accが0%から50%に増加した場合には、矢印αで示すように第1目標駆動力Tf1が増加する。これに対し、高車速領域において同様にアクセルペダル24が踏み込まれ、アクセル開度Accが0%から50%に増加した場合には、矢印βで示すように第1目標駆動力Tf1が増加する。すなわち、低車速領域においては、走行抵抗を上回る駆動力Faで車両11を加速させるのに対し、高車速領域においては、駆動力Faよりも大幅に小さな駆動力Fbで車両11を加速させることになる。このように、運転手が同様のアクセル操作を行っていたとしても、高車速領域においては低車速領域よりも運転手に加速感を与えることが困難となっていた。
【0014】
そこで、本実施形態の車両用制御装置10は、運転手によってアクセルペダル24が踏み込まれる加速走行時において、高車速領域であっても運転手に加速感を与えるため、後述する車両加速制御に基づきモータ駆動力を制御している。このため、車両用制御装置10のメインコントローラ21には、第2駆動力設定部30および操作速度算出部31が設けられている。後述するように、メインコントローラ21の第2駆動力設定部30は、第1目標駆動力Tf1に対して所定の増加係数kを乗じることにより、第1目標駆動力Tf1よりも大きな第2目標駆動力Tf2を設定する。また、メインコントローラ21の操作速度算出部31は、アクセルセンサ25から送信されるアクセル開度に基づいて、アクセルペダル24が踏み込まれたときの操作速度を算出する。
【0015】
[車両加速制御]
以下、運転手に加速感を与えるための車両加速制御について説明する。図3は車両加速制御の実行手順の一例を示すフローチャートである。また、図4および図5は、車両加速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4のタイミングチャートには、アクセル操作速度ASが速いときの実行状況が示されており、図5のタイミングチャートには、アクセル操作速度ASが遅いときの実行状況が示されている。
【0016】
図3に示すように、ステップS10では、運転手によってアクセルペダル24が踏み込まれたか否か、つまりアクセル開度が所定量を超えて踏み込み側に変化したか否かが判定される。ステップS10において、アクセルペダル24が踏み込まれたと判定された場合には、ステップS11に進み、車速Vが所定の速度閾値V1を上回るか否か、つまり高車速領域での走行中であるか否かが判定される。ステップS11において、車速Vが速度閾値V1を上回ると判定された場合には、ステップS12に進み、アクセルペダル24の操作速度(以下、アクセル操作速度ASと記載する。)が所定の閾値S1を上回るか否かが判定される。
【0017】
ステップS12において、アクセル操作速度ASが閾値S1を上回ると判定された場合には、ステップS13に進み、図2の駆動力マップを参照することにより、アクセル開度Accおよび車速Vに基づき第1目標駆動力Tf1が設定される。続くステップS14では、第1目標駆動力Tf1に対して所定の増加係数kが乗算され、第1目標駆動力Tf1よりも大きな第2目標駆動力Tf2が設定される。そして、第1および第2目標駆動力Tf1,Tf2が設定されると、ステップS15に進み、第2目標駆動力Tf2に向けてモータ駆動力MFを上げ、その後、ステップS16に進み、第1目標駆動力Tf1に向けてモータ駆動力MFを下げる。このように、モータ駆動力MFを制御することにより、運転手に対して加速感を与えることができる。
【0018】
つまり、図4に示すように、アクセルペダル24が素早く踏み込まれ(符号a1)、アクセル操作速度ASが閾値S1を上回ると(符号b1)、アクセル開度Accに基づき第1目標駆動力Tf1が設定されるとともに、第1目標駆動力Tf1よりも大きな第2目標駆動力Tf2が設定される。そして、モータジェネレータ13のモータ駆動力MFは、第2目標駆動力Tf2に向けて上げられ(符号c1)、その後、第1目標駆動力Tf1に向けて下げられる(符号c2)。このように、モータ駆動力MFを積極的に第1目標駆動力Tf1からオーバーシュートさせることにより、車両11に作用するジャークを正側から負側に変化させることができる(符号d1,d2)。このように、車両11のジャークを正側から負側に変化させることにより、運転手に対して積極的に運動変化の感覚を与えることができ、アクセルペダル24の踏み込みに対する加速感を与えることができる。なお、ジャーク(加加速度,躍度)とは、運動変化を示す物理量であり、加速度の時間微分値である。
【0019】
また、図3のフローチャートに示すように、ステップS12において、アクセル操作速度ASが閾値S1以下であると判定された場合には、ステップS17に進み、アクセル開度Accおよび車速Vに基づき第1目標駆動力Tf1が設定され、ステップS18に進み、第1目標駆動力Tf1に向けてモータ駆動力MFが上げられる。つまり、アクセルペダル24が緩やかに踏み込まれており、運転手からの加速要求が低いと判定される場合には、前述した第2目標駆動力Tf2を用いることなく、第1目標駆動力Tf1に向けてモータ駆動力MFが引き上げられる。このように、モータ駆動力MFを制御することにより、運転手に違和感を与えることなく車両11を穏やかに加速させることができる。
【0020】
つまり、図5に示すように、アクセルペダル24が緩やかに踏み込まれ(符号e1)、アクセル操作速度ASが閾値S1を下回ると(符号f1)、アクセル開度Accに基づき第1目標駆動力Tf1だけが設定される。そして、モータジェネレータ13のモータ駆動力MFは、第1目標駆動力Tf1に向けて上げられる(符号g1)。このように、アクセルペダル24が緩やかに踏み込まれた場合には、モータ駆動力MFを緩やかに上げることにより、車両11に作用するジャークの変化を抑えることができる(符号h1)。このように、車両11のジャークを緩やかに変化させることにより、運転手に違和感を与えることなく車両11を穏やかに加速させることができる。
【0021】
さらに、図3のフローチャートに示すように、ステップS11において、車速Vが速度閾値V1以下であると判定された場合にも、ステップS17に進み、アクセル開度Accおよび車速Vに基づき第1目標駆動力Tf1が設定され、ステップS18に進み、第1目標駆動力Tf1に向けてモータ駆動力MFが上げられる。つまり、車速Vが速度閾値V1以下であることから、加速感が得られ易い低車速領域で走行していると判定された場合には、前述した第2目標駆動力Tf2を用いることなく、第1目標駆動力Tf1に向けてモータ駆動力MFが上げられる。
【0022】
これまで説明したように、運転手によってアクセルペダル24が踏み込まれた場合には、踏み込み時のアクセル操作速度ASに基づいて、モータ駆動力MFを増加させる際の制御方法を変化させている。すなわち、アクセルペダル24が素早く踏み込まれる加速走行時、つまりアクセル操作速度ASが閾値S1を上回る加速走行時には、モータ駆動力MFが第2目標駆動力Tf2まで上げられた後に、モータ駆動力MFが第1目標駆動力Tf1まで下げられる。このように、モータ駆動力MFを積極的に第1目標駆動力Tf1からオーバーシュートさせることにより、運転手に対して大きな加速感を与えることができる。一方、アクセルペダル24が緩やかに踏み込まれる加速走行時、つまりアクセル操作速度ASが閾値S1を下回る加速走行時には、前述した第2目標駆動力Tf2を用いることなく、モータ駆動力MFが第1目標駆動力Tf1まで上げられる。このように、モータ駆動力MFをオーバーシュートさせずに制御することにより、運転手に違和感を与えることなく車両11を穏やかに加速させることができる。
【0023】
[他の実施形態]
前述したように、第1目標駆動力Tf1に増加係数kを乗算することにより、第1目標駆動力Tf1よりも大きな第2目標駆動力Tf2が設定される。このように、第1目標駆動力Tf1に乗算される増加係数kとしては、予め設定された固定値を用いても良く、アクセル操作速度AS等に応じて変化する値を用いても良い。ここで、図6(A)〜(C)は増加係数kの設定例を示す図である。
【0024】
図6(A)に示すように、アクセル操作速度ASが高くなるにつれて、増加係数kが大きく設定されている。このように、アクセル操作速度ASに応じて増加係数kを変化させることにより、アクセル操作速度ASが高くなるにつれて、第1目標駆動力Tf1と第2目標駆動力Tf2との差を大きくすることができる。これにより、運転手が強い加速を意図してアクセルペダル24を素早く踏み込むほどに、モータ駆動力MFを大きくオーバーシュートさせ、車両11のジャークを大きく変化させることができ、運転手に対して強い加速感を与えることができる。
【0025】
図6(B)に示すように、アクセル開度Accが大きくなるにつれて、増加係数kが大きく設定されている。このように、アクセル開度Accに応じて増加係数kを変化させることにより、アクセル開度Accが大きくなるにつれて、第1目標駆動力Tf1と第2目標駆動力Tf2との差を大きくすることができる。これにより、運転手が強い加速を意図してアクセルペダル24を大きく踏み込まれるほどに、モータ駆動力MFを大きくオーバーシュートさせ、車両11のジャークを大きく変化させることができ、運転手に対して強い加速感を与えることができる。
【0026】
図6(C)に示すように、車速Vが高くなるにつれて、増加係数kが大きく設定されている。このように、車速Vに応じて増加係数kを変化させることにより、車速Vが高くなるにつれて、第1目標駆動力Tf1と第2目標駆動力Tf2との差を大きくすることができる。これにより、車速Vの上昇に伴って出力可能なモータ駆動力MFが低下するほどに、モータ駆動力MFを大きくオーバーシュートさせ、車両11のジャークを大きく変化させることができ、運転手に対して強い加速感を与えることができる。
【0027】
また、図6(A)〜(C)に示した例では、アクセル操作速度ASだけに基づき増加係数kを変化させ、アクセル開度Accだけに基づき増加係数kを変化させ、車速Vだけに基づき増加係数kを変化させているが、これに限られることはない。例えば、アクセル操作速度AS、アクセル開度Accおよび車速Vに基づき増加係数kを変化させても良い。この場合にも、アクセル操作速度ASが高くなるほどに増加係数kが大きくなり、アクセル開度Accが大きくなるほどに増加係数kが大きくなり、車速Vが高くなるほどに増加係数kが大きくなる。また、アクセル操作速度ASとアクセル開度Accとの双方に基づき増加係数kを変化させても良く、アクセル操作速度ASと車速Vとの双方に基づき増加係数kを変化させても良く、アクセル開度Accと車速Vとの双方に基づき増加係数kを変化させても良い。
【0028】
また、前述の説明では、第1目標駆動力Tf1に増加係数kを乗算することにより、第1目標駆動力Tf1よりも大きな第2目標駆動力Tf2を設定しているが、これに限られることはなく、他の方法を用いて、第2目標駆動力Tf2を設定しても良い。例えば、第1目標駆動力Tf1に所定の駆動力を加算することにより、第1目標駆動力Tf1よりも大きな第2目標駆動力Tf2を設定しても良い。また、第1目標駆動力Tf1に加算される駆動力としては、予め設定された固定値を用いても良く、図6(A)〜(C)に示すように、アクセル操作速度AS等に応じて変化する値を用いても良い。
【0029】
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21を第1駆動力設定部23および第2駆動力設定部30として機能させ、モータコントローラ22をモータ制御部として機能させているが、これに限られることはない。例えば、1つのコントローラを、第1駆動力設定部、第2駆動力設定部およびモータ制御部として機能させても良い。
【0030】
前述の説明では、車速Vが速度閾値V1を上回る速度領域において、第1および第2目標駆動力Tf1,Tf2に基づいてモータ駆動力MFを制御しているが、これに限られることはなく、低車速領域を含めた全ての速度領域で、第1および第2目標駆動力Tf1,Tf2に基づきモータ駆動力MFを制御しても良い。これにより、低車速領域においても、モータ駆動力MFを積極的にオーバーシュートさせることができ、運転手に対してより強い加速感を与えることができる。
(【0031】以降は省略されています)

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