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公開番号2021107177
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210729
出願番号2019238844
出願日20191227
発明の名称制御装置
出願人日本電産株式会社,日本電産エレシス株式会社
代理人個人,個人
主分類B60W 10/18 20120101AFI20210702BHJP(車両一般)
要約【課題】車両の停止時において搭乗者に違和感を与えない減速・停止制御を行う。
【解決手段】外部より停止指示を受けたECU3は、目標速度演算部7において、目標角加速度演算部41によって車両1の実角加速度α0と、あらかじめ設定した目標角加加速度ζ*より目標角加速度α*を算出し、さらに、目標角速度演算部43によって実角加速度α0と、実角速度ω0と、目標角加加速度ζ*より目標角速度ω*を算出する。そして、目標角加速度α*と目標角速度ω*に基づく目標速度に従って車両1が停止するように制御する。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項1】
外部から停止指示を受けて車両の減速を制御する制御装置であって、
前記減速の開始時における前記車両の実角速度ω

と、該実角速度ω

を時間微分した実角加速度α

とを求める手段と、
前記実角加速度α

と、あらかじめ設定した目標角加加速度ζ

より目標角加速度α

を算出する手段と、
前記実角加速度α

と、前記実角速度ω

と、前記目標角加加速度ζ

より目標角速度ω

を算出する手段と、
前記目標角加速度α

と前記目標角速度ω

に基づく目標速度に従って前記車両が停止するように制御する制御手段と、
を備える制御装置。
続きを表示(約 1,800 文字)【請求項2】
前記制御手段は、前記目標角加速度α

と前記目標角速度ω

が共に目標停止時間t

において0となるように、前記目標角加加速度ζ

を+ζ
max
あるいは−ζ
max
のいずれかに切り替える時間t

を決定する請求項1に記載の制御装置。
【請求項3】
前記車両の減速開始から停止までの経過時間をtとしたとき、前記目標角加加速度ζ

を、0<t≦t

において+n・ζ
max
とし(nは1または−1)、t

<t≦t

において−n・ζ
max
とし、t

<tにおいて0とする請求項2に記載の制御装置。
【請求項4】
前記制御手段は、前記車両の減速開始から停止までの経過時間において、|ω

|≦(α



/2ζ
max
が成立した時点で前記目標角加加速度ζ

を切り替え、かつ、ω

が所定値よりも小さくなった時点で前記目標角加速度α

と前記目標角速度ω

と前記目標角加加速度ζ

が0となるように制御する請求項1に記載の制御装置。
【請求項5】
前記制御手段は、前記車両の角加速度の絶対値|α|が、あらかじめ設定した最大加速度α
max
を超えた場合、|ω

|≦α
max

/2ζ
max
が成立するまで前記目標角加速度α

の絶対値を一定値α
max
に維持する請求項4に記載の制御装置。
【請求項6】
前記車両の減速開始時における実角加速度α

を√(2|ω

ζ
max
|)として目標速度を計算する請求項1に記載の制御装置。
【請求項7】
前記車両の減速開始時における実角加速度α
0
’をα
0
<α<√(2|ω

ζ
max
|)として計算し、かつ、目標角加加速度の最大値ζ
max
を(α

’)

/|2ω

|とする請求項1に記載の制御装置。
【請求項8】
前記実角速度ω

および前記実角加速度α

は、ノッチフィルタおよび/またはローパスフィルタによるフィルタ処理後の角速度および角加速度である請求項1〜7のいずれか1項に記載の制御装置。
【請求項9】
電動モータを駆動するインバータ装置であって、
請求項1〜8のいずれか1項に記載の制御装置により生成された目標速度に追従するように前記電動モータのトルク指令信号を生成する手段と、
前記トルク指令信号によって前記電動モータを駆動制御する手段と、
を備えるインバータ装置。
【請求項10】
請求項9に記載のインバータ装置を備えた自動車。
【請求項11】
外部から停止指示を受けて車両の減速を制御する制御方法であって、
前記減速の開始時における前記車両の実角速度ω

求める工程と、
前記実角速度ω

を時間微分して実角加速度α

を求める工程と、
前記実角加速度α

と、あらかじめ設定した目標角加加速度ζ

より目標角加速度α

を算出する工程と、
前記実角加速度α

と、前記実角速度ω

と、前記目標角加加速度ζ

より目標角速度ω

を算出する工程と、
前記目標角加速度α

と目標角速度ω

に基づく目標速度に従って前記車両が停止するように制御する工程と、
を備える制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電気自動車等の車両の制御装置に関する。
続きを表示(約 4,900 文字)【背景技術】
【0002】
電気自動車、ハイブリッド車等の車両では、電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)によって、種々のセンサからの検出信号、車載装置からの信号をもとに車両の走行状態、運転者による運転操作状態等を判定している。
【0003】
さらに、近時における自動車の自動運転化が進む中、車両の走行時のみならず停車時における良好な乗り心地への要求が一層高まっている。
【0004】
特許文献1は、ヨーレート関連量(操舵速度)に応じて車両の駆動力を制御することで、ドライバによる意図的なステアリング操作に対して良好な応答性で車両の挙動を制御し、操舵速度が閾値以下の場合、微小なステアリング操作に対して車両が過剰に反応することを抑制して、直進時の車両挙動についてドライバに違和感を与えることなく、ドライバの意図した挙動を正確に実現するように車両の挙動を制御する技術を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
特開2017−87889号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1に記載の車両用挙動制御装置は、ヨーレート(ヨー加速度)を使用して車両の操舵時の挙動制御を行っている。ところが、特許文献1に記載された車両の操舵時の制御に使用しているヨーレートは、停車時における車両の制御にはそのまま採用できない。
【0007】
その結果、従来の技術では操舵時の挙動制御は可能であっても、停車時において良好な乗り心地を実現するための減速制御ができないという問題がある。
【0008】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の減速時において搭乗者に違和感を与えない減速制御を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第1の発明は、外部から停止指示を受けて車両の減速を制御する制御装置であって、前記減速の開始時における前記車両の実角速度ω

と、該実角速度ω

を時間微分した実角加速度α

とを求める手段と、前記実角加速度α

と、あらかじめ設定した目標角加加速度ζ

より目標角加速度α

を算出する手段と、前記実角加速度α

と、前記実角速度ω

と、前記目標角加加速度ζ

より目標角速度ω

を算出する手段と、前記目標角加速度α

と前記目標角速度ω

に基づく目標速度に従って前記車両が停止するように制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
【0010】
本願の例示的な第2の発明は、電動モータを駆動するインバータ装置であって、上記例示的な第1の発明に係る制御装置により生成された目標速度に追従するように前記電動モータのトルク指令信号を生成する手段と、前記トルク指令信号によって前記電動モータを駆動制御する手段とを備えることを特徴とする。
【0011】
本願の例示的な第3の発明は、自動車であって、上記例示的な第2の発明に係るインバータ装置を備えることを特徴とする。
【0012】
本願の例示的な第4の発明は、外部から停止指示を受けて車両の減速を制御する制御方法であって、前記減速の開始時における前記車両の実角速度ω

求める工程と、前記実角速度ω

を時間微分して実角加速度α

を求める工程と、前記実角加速度α

と、あらかじめ設定した目標角加加速度ζ

より目標角加速度α

を算出する工程と、前記実角加速度α

と、前記実角速度ω

と、前記目標角加加速度ζ

より目標角速度ω

を算出する工程と、前記目標角加速度α

と目標角速度ω

に基づく目標速度に従って前記車両が停止するように制御する工程とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、車両の停止時において良好な乗り心地を実現するとともに、減速開始から停止までの時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
図1は、本発明の実施形態に係る車両用電子制御装置が搭載された車両の全体構成を示すブロック図である。
図2は、ECUの実角加速度演算部の構成を示すブロック図である。
図3は、ノイズ低減に使用するノッチフィルタとローパスフィルタの周波数特性の一例である。
図4は、実施例1に係る目標速度演算部の構成を示すブロック図である。
図5は、実施例1に係る停止制御を時系列で示すフローチャートである。
図6は、実施例1における目標角速度等の算出に係る動作タイミングチャートである。
図7は、実施例2における目標角速度等の算出に係る動作タイミングチャートである。
図8は、実施例4における目標角速度等の算出に係る動作タイミングチャートである。
図9は、実施例5における目標角速度等の算出に係る動作タイミングチャートである。
図10は、実角加速度の絶対値|α
0
’|と目標加加速度の最大値ζ
max
´の考えられる組み合わせを示す。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る車両用電子制御装置(以下、単に制御装置ともいう)が搭載された車両の全体構成を示すブロック図である。
【0016】
図1において車両1は、モータ制御装置である電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)3、ECU3の上位の制御装置(上位コントローラ)である車両制御装置(VCU:Vehicle Control Unit)2、ECU3からの制御信号に従って電動モータ15を駆動するモータ制御部(MCU:Motor Control Unit)9、電動モータ15に連結され、その回転駆動力を車輪13a,13bに伝達する変速機11等を備える。
【0017】
車両1は、例えば電気自動車(EV)であり、電動モータ15へ駆動電源を供給する不図示のバッテリを備える。また、車両1は、一つのペダル操作で加速、減速、および停車を自動速度制御することが可能な車両である。
【0018】
ここでの自動速度制御とは、例えば、一つのペダルにアクセルペダルとブレーキペダルの双方の機能を持たせ、運転者のペダル操作によるペダルストロークが所定位置から踏み込んだ状態にある場合には車両を加速し、所定位置から踏み戻した状態にある場合、車両を減速する制御である。
【0019】
ECU3は、種々の信号を受けてECU3全体の制御を司る、例えばマイクロコンピュータによって構成されている。ECU3は、車両1への加速要求、減速要求、および停止要求に応じた出力信号をMCU9に送信して、電動モータ15を駆動制御する。
【0020】
なお、ECU3は、種々の制御プログラムがあらかじめ記憶された読み出し専用メモリ(ROM)、後述する目標角加加速度、制御結果、演算結果等を格納する格納部を備える。
【0021】
MCU9は、電動モータ15に駆動電流を供給するインバータ回路10を備える。インバータ回路10は、複数の半導体スイッチング素子からなり、外部バッテリよりモータ駆動用の電源が供給される。
【0022】
なお、スイッチング素子はパワー素子とも呼ばれ、例えば、MOSFET(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等のスイッチング素子を用いる。
【0023】
電動モータ15は、例えば3相ブラシレスDCモータであり、3相(U相、V相、W相)のインバータ回路10を構成する半導体スイッチング素子は、電動モータ15の各相に対応している。電動モータ15は、回転駆動する電動機としての力行作動と、ロータが駆動輪等から回転エネルギを受けて発電機として動作する回生作動を行なう。
【0024】
速度演算部8は、電動モータ15の近傍に配置した位置検出器17からの信号をもとに電動モータ15の回転角度を求め、その回転角度をもとにモータ回転速度を演算する。位置検出器17として、例えばレゾルバを用いた場合、ホール素子等に比べて回転位置の検出精度および高温下での耐久性を高めることができる。一方、ホール素子を用いた場合には、レゾルバ、エンコーダ等に比べて安価な構成にできる。
【0025】
車両1において運転者によってアクセルペダル21が操作されると、その操作量(アクセル開度)が不図示のアクセル開度センサで検出される。VCU2は、そのアクセル開度センサからのアクセル開度情報に基づいて、車両1の加速、減速等を制御する信号を生成する。
【0026】
VCU2は、自動速度制御中においてブレーキペダル23が操作された場合には、不図示のブレーキストロークセンサからのブレーキ操作量に応じた信号を、ECU3を介してブレーキ制御部25へ送信する。ブレーキ制御部25は、ブレーキパッド、油圧機構等で構成されるブレーキ機構27を制御して、車両1を停止させる。
【0027】
なお、ブレーキ制御については、電動モータ15の回生量による制動力を発生させる回生ブレーキ制御も含んだ構成としてもよい。
【0028】
VCU2は、車両1の走行時、電動モータ15の実際の駆動トルクに応じた目標トルクを演算し、電動モータ15のトルクがトルク指令値に追従するように制御するトルク制御(トルクコントロール)と、電動モータ15の実際の回転速度が目標回転速度となるように制御(保持)する速度制御(速度コントロール)を切り替える。
【0029】
VCU2は、トルク制御時において、例えばアクセルペダル21の踏み込み量と車速に基づいて、電動モータ15に対する要求駆動力(加速要求、減速要求)を実現するためのトルク指令値を演算し、それを指令トルクTrq*としてECU3へ入力する。ECU3は、指令トルクTrq*に応じたモータ駆動信号(PWM(Pulse Width Modulation)信号)を生成する。
【0030】
ECU3で生成されたモータ駆動信号は、半導体スイッチング素子の駆動回路(モータ駆動回路)として機能する、MCU9内のインバータ回路10へ入力される。インバータ回路10を構成する半導体スイッチング素子は、モータ駆動信号によってON/OFF制御され、インバータ回路10から電動モータ15に所定の駆動電流が供給されて電動モータ15が駆動制御される。
(【0031】以降は省略されています)

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