JP7458184B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気自動車等の車両の制御装置に関する。

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。

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。

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。

特開２０１７－８７８８９号公報

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。

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。

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。

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、搭載する電動モータの駆動力で走行する車両において、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、実角速度ω０、実角加速度α０を、それぞれ、電動モータの電気角から算出される値であるとするとき、前記減速の開始時における前記実角速度ω０と、該実角速度ω０を時間微分した前記実角加速度α０とを求める手段と、前記実角加速度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＊を算出する手段と、前記実角加速度α０と、前記実角速度ω０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。

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。

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。

本願の例示的な第４の発明は、搭載する電動モータの駆動力で走行する車両において、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、実角速度ω０、実角加速度α０を、それぞれ、電動モータの電気角から算出される値であるとするとき、前記減速の開始時における前記実角速度ω０求める工程と、前記実角速度ω０を時間微分して前記実角加速度α０を求める工程と、前記実角加速度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＊を算出する工程と、前記実角加速度α０と、前記実角速度ω０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。

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｜α₀’|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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

一方、速度制御時において、ＥＣＵ３の加速度演算部５は、モータの電気角を近似微分した角速度ωより加速度αを演算する。ここでは、ＶＣＵ２からの停止要求がＯＦＦ→ＯＮになるタイミングで角速度ω、加速度αをラッチして、実角加速度α_０、実角速度ω_０を得る。

目標速度演算部７は、これらの実角加速度α_０と実角速度ω_０をもとに目標速度を演算し、その目標速度をＭＣＵ９に入力する。そして、ＭＣＵ９は、目標速度演算部７からの目標速度に基づいて電動モータ１５の回転速度を制御する。

図２は、ＥＣＵの加速度演算部５の構成を示すブロック図である。図２において加速度算出部３１は、上述した速度制御時に速度データより実角加速度を演算する。ここでは、速度データを加速度算出部３１で時間微分して加速度データを得る。

加速度算出部３１からの出力信号は、帯域除去フィルタであるノッチフィルタ３３によって、入力された実角加速度信号より、車両１の機械的な構造等に起因して発生する不要なメカ共振周波数成分を除去あるいは低減する。ここでは、ノッチフィルタ３３のノッチ周波数を、車両１のメカ共振周波数に応じて決める。

ノッチフィルタ３３からの出力信号は、さらにローパスフィルタ３５へ入力される。ローパスフィルタ３５によって、ノッチフィルタ３３からの出力信号より、各種センサからの一定周波数以上のノイズを低減する。

図３は、ノッチフィルタ３３とローパスフィルタ３５の周波数特性の一例を示す。ノッチフィルタ３３は、例えばデジタルフィルタであり、上述したメカ共振周波数（例えば、１０Ｈｚ付近の周波数）をノッチ周波数（ｆ_０とする）とする減衰特性を有する。ノッチフィルタ３３は、図３において実線で示すようにノッチ周波数ｆ_０で振幅ゲインが最小となることで、ノッチ周波数成分とその近傍の周波数成分を入力信号から低減して出力する。

ノッチ周波数ｆ_０は、入力信号に減衰を与える中心周波数であり、ノッチフィルタ３３の周波数特性は、下記の式（ａ）で示すように、ノッチ幅を示すパラメータであるＱ値で表すことができる。

Ｑ＝ｆ_０／（ｆ_２－ｆ_１） … （ａ）

式（ａ）においてｆ_２－ｆ_１は半値幅と呼ばれ、図３に示すように周波数ｆ_１はｆ_０よりも周波数が低く、振幅が共振ピークの半値となる周波数（阻止帯域の振幅ゲインが通過帯域のゲインの－３ｄＢとなる周波数）である。周波数ｆ_２はｆ_０よりも周波数が高く、振幅が共振ピークの半値となる周波数（阻止帯域の振幅ゲインが通過帯域のゲインの－３ｄＢとなる周波数）である。

ノッチフィルタ３３は、Ｑ値が大きいほどノッチ幅は狭くなる。図３に示す特性を有するノッチフィルタ３３のＱ値は、例えば０．７～０．８である。

ローパスフィルタ３５は、例えばデジタルフィルタであり、ノッチフィルタ３３より出力された信号より、上述した各種センサで生じた一定周波数以上のノイズ信号成分を低減する特性を有する。ここでは、図３において一点鎖線で示すように、ローパスフィルタ３５のカットオフ周波数ｆｃは、ノッチフィルタ３３のノッチ周波数ｆ_０よりも高く設定されている。カットオフ周波数ｆｃは、例えば数１００Ｈｚ、より詳細には３００Ｈｚ付近の周波数である。

ローパスフィルタ３５のカットオフ周波数ｆｃは、車両１に搭載した各種センサより発生するノイズの周波数に応じて決める。ローパスフィルタ３５は、例えば、一次ローパスフィルタとすることで、－２０ｄＢ／ｄｅｃのフィルタ性能（減衰率）を実現できる。なお、ローパスフィルタ３５の次数は、一次に限定されない。

さらには、ローパスフィルタを使用することで、加速度データに含まれる不要なセンサノイズを低減できる。

このように、加速度演算部５において、周波数特性の異なるノッチフィルタ３３とローパスフィルタ３５を併用することで、加速度算出部３１から出力される加速度データに含まれる不要なノイズ信号成分を低減し、必要な信号成分から正確な実角加速度を算出できる。

次に、本実施形態に係る車両用電子制御装置における目標速度の生成方法について説明する。

＜実施例１＞
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４に示す目標速度演算部７は、例えば、あらかじめ試乗等によって車両の乗り心地を考慮して決めた目標角加加速度ζ^＊が格納された目標角加加速度格納部４５を有する。

目標角加速度演算部４１は、加速度演算部５で得た実角加速度α_０と、目標角加加速度格納部４５に格納された目標角加加速度ζ^＊より目標角加速度α^＊を演算する。目標角速度演算部４３は、加速度演算部５で得た実角加速度α_０と実角速度ω_０、および目標角加加速度格納部４５に格納された目標角加加速度ζ^＊より目標角速度ω^＊を演算する。

なお、目標角加加速度は目標角躍度とも呼ばれるが、以降においては、用語を目標角加加速度に統一して説明する。

タイミング演算部４７は、実角加速度α_０、実角速度ω_０、および目標角加加速度ζ^＊をもとに、後述するようにζ^＊を切り替えるタイミングｔ_１と、α^＊とω^＊が共に０となるタイミングｔ_２を演算する。タイミング演算部４７における演算結果ｔ_１，ｔ_２は、ζ^＊の出力タイミング、および切り替えタイミングとして目標角加速度演算部４１と目標角速度演算部４３に入力される。

図５は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）３における目標角速度等の演算処理を含む、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。また、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。

電子制御ユニット（ＥＣＵ）３は、アクセルペダル２１のストローク量に基づいて駆動力を制御して車両１を加速し、アクセルペダル２１の踏み戻し（例えば、基準点からのアクセルペダルの戻り量）に基づいて制動力を制御することにより車両１を減速する制御を行う。

車両１を減速する制動力は、アクセルペダル２１のアクセル開度が０に近いほど大きくなり、アクセル開度が０のとき最大となる。そこで、上記のような自動速度制御時に運転者がアクセルペダル２１を操作して、車両１が一定速度以下に減速され、かつ、アクセルペダル２１の操作状態を示すアクセル開度が０となった場合、車両制御装置（ＶＣＵ）２はＥＣＵ３に停止指令を出力する。

そこでＥＣＵ３は、図５のステップＳ１１において、ＶＣＵ２より停止指令を受信すると、車両１が上述したトルク制御から速度制御へ移行したと判断して、以降において、車両の停止に向けた処理（停止制御）を実行する。

ステップＳ１３においてＥＣＵ３は、加速度演算部５によって、速度演算部８より取得した車両１の速度を時間微分して加速度データ（加速度信号）を得る。具体的には、ＶＣＵ２からの速度制御（停止要求）がＯＦＦ→ＯＮになるタイミングで加速度αをラッチして実角加速度α_０を得る。

ここでは、ノッチフィルタ３３によって、加速度信号より車両１のメカ共振周波数に対応する周波数成分を低減する。さらに、ノッチフィルタ３３からの出力信号より、ローパスフィルタ３５によって一定周波数以上のセンサノイズ成分を低減して実角加速度α_０を得る。

なお、車両１の速度は、例えば電動モータ１５の回転速度、あるいは車輪１３ａ，１３ｂの回転速度より求める。

続くステップＳ１５においてＥＣＵ３は、加速度演算部５によって、ＶＣＵ２からの速度制御（停止要求）がＯＦＦ→ＯＮとなったタイミングで角速度ωをラッチして実角速度ω_０を得る。

そして、ＥＣＵ３は、ステップＳ１７において、タイミング演算部４７によって、実角加速度α_０、実角速度ω_０、および下記の式（１）に示す目標角加加速度ζ^＊をもとに、式（３）によりζ^＊を切り替えるタイミングｔ_１を演算する。さらに、式（４）により、α^＊とω^＊が共に０となるタイミングｔ_２を演算する。なお、ｔ_２が最小となるように演算をすることで、車両１の停止距離を最小にできる。

具体的には、タイミング演算部４７は、タイミングｔ_２でα^＊とω^＊が０となるように、ζ^＊の切り替えタイミングｔ_１を求める。α_０は、上述したように停止指令に基づく停止指示の開始時における実角加速度であり、ω_０は、停止指示の開始時における実角速度である。

式（１）において、ζ_０＝ｎ・ζ_maxであり、ｎは、下記の式（２）で示す関数である。式（２）において、sgn(x)は、ｘ＞０で１、ｘ＜０で－１、ｘ＝０で０を返す符号関数である。

ＥＣＵ３は、ステップＳ１９，Ｓ２３，Ｓ２７において、停止指令を受けて車両の減速開始から停止までの経過時間ｔを判定する。０＜ｔ≦ｔ_１の場合（ステップＳ１９でＹＥＳ）、ステップＳ２１において、目標角加加速度格納部４５より、式（１）に示すように目標角加加速度ζ^＊としてζ_０を出力する。

ステップＳ３３において、α_０，ζ_０を入力とする目標角加速度演算部４１が積分演算を行うことで、下記の式（５）で示すように目標角加速度α^＊＝α_０＋ζ_０ｔ（０＜ｔ≦ｔ１）を得る。

より具体的には、０＜ｔ≦ｔ_１のとき、ステップＳ２１において、図６の動作タイミングチャート（ｃ）に示すように、目標角加加速度ζ_０として最大加加速度－ζ_maxを設定する。

続くステップＳ３５において、α_０，ω_０，ζ_０が入力された目標角速度演算部４３によって積分演算を行うことで、下記の式（６）で示すように目標角速度ω^＊＝ω_０＋α_０ｔ＋ζ_０ｔ^２／２（０＜ｔ≦ｔ１）を得る。

そして、ステップＳ３７において、上記のステップＳ３３，Ｓ３５で得た目標角加速度α^＊と目標角速度ω^＊をモータ制御部（ＭＣＵ）９へ送信することで、ＭＣＵ９において目標速度に基づくモータ制御を行う。

減速開始から停止までの経過時間ｔがｔ_１＜ｔ≦ｔ_２の場合（ステップＳ２３でＹＥＳ）には、ステップＳ２５において、目標角加加速度格納部４５より、式（１）に示すように目標角加加速度ζ^＊として－ζ_０を出力する。

この場合、ステップＳ３３で、α_０，－ζ_０を入力とする目標角加速度演算部４１において積分演算を行うことで、式（５）で示す目標角加速度α^＊＝α_０＋２ζ_０ｔ_１－ζ_０ｔ（ｔ_１＜ｔ≦ｔ_２）を得る。続くステップＳ３５において、α_０，ω_０，－ζ_０が入力された目標角速度演算部４３が積分演算を行うことで、下記の式（６）で示す目標角速度ω^＊＝ω_０－ζ_０ｔ_１ ^２＋（２ζ_０ｔ_１＋α_０）ｔ－ζ_０ｔ^２／２（ｔ_１＜ｔ≦ｔ_２）を得る。

そして、ステップＳ３７において、上記のステップＳ３３，Ｓ３５で得た目標角加速度α^＊と目標角速度ω^＊をモータ制御部（ＭＣＵ）９へ送信する、ＭＣＵ９は、目標速度に基づくモータ制御を行う。

なお、ｔ_１＜ｔ≦ｔ_２の場合には、ステップＳ２５において、図６の動作タイミングチャート（ｃ）に示すように、目標角加加速度ζ_０として最大加加速度ζ_maxを設定する。

一方、減速開始からの経過時間ｔがｔ_２＜ｔであれば（ステップＳ２７でＹＥＳ）、ステップＳ２９においてζ^＊＝０とし、続くステップＳ３１において、式（５）と式（６）に示すように目標角加速度α^＊＝０、目標角速度ω^＊＝０とする。

このように、式（３）により演算したタイミングｔ_１で目標角加加速度ζ^＊を最大加加速度－ζ_maxからζ_maxへ切り替えることで、図６の動作タイミングチャート（ｂ）に示すように、０＜ｔ≦ｔ１において目標角加速度α^＊を負方向に増やして減速度を強くし、ｔ_１＜ｔ≦ｔ_２において目標角加速度α^＊を正方向、つまり、ブレーキが弱まる方向への制御を行う。

これにより、電動モータ１５が減速開始から停止するまで（ｔ＝０～ｔ_２）加速度が連続的に変化し、±ζ_maxの範囲内で加加速度を最大にする（制限する）ことで、減速時に良好な乗り心地を実現するとともに車両の停止までの時間（距離）を短縮できる。

ＥＣＵ３は、ステップＳ３９において、目標速度に従って回転駆動されている電動モータ１５を搭載した車両１が停止したか否か（速度が０となった）を判断する。そして、車両１が停止するまで、目標速度に従った電動モータ１５の制御を実行する。

上記の制御において、目標角加加速度ζ^＊が決まれば、それに応じて目標速度が決まる。よって、自動速度制御を行っている車両のトラクションモータに上記の速度制御を適用し、目標角加加速度を一定にして目標角加速度を連続的に変化させることで、例えば、坂道等の条件下（ヒルホールド状態）においても停止時の乗り心地が向上する。換言すれば、ヒルホールドに入る前の状態を維持したまま停止制御することが乗り心地の向上につながる。

＜実施例２＞
上記の実施例１では、ζ^＊を切り替えるタイミングｔ_１と、α^＊とω^＊が共に０となるタイミングｔ_２を演算したが、これに代わる制御も可能である。

実施例２に係る停止制御では、上述したタイミングｔ_１において、（α^＊）^２／ω^＊＝－２ｎζ_maxとなることから、ｔ_１，ｔ_２を演算せずに、車両１の減速開始から停止までの経過時間ｔにおいて、｜ω^＊｜≦（α^＊）^２／２ζ_maxが成立した時点で目標角加加速度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目標角加速度α^＊と目標角速度ω^＊と目標角加加速度ζ^＊が０となるように制御する。

こうすることで、目標角加加速度ζ^＊の切り替え時間ｔ_１と目標停止時間ｔ_２の計算が不要になり、ＥＣＵ３において停止制御途中の加速度の修正が可能となる。

＜実施例３＞
上記実施例１の停止制御では、停止指示の開始時における実角速度ω_０が大きい場合、停止に至る途中の角加速度絶対値が過大となり、搭乗者が違和感を覚えることが想定される。

そこで実施例３では、車両１の角加速度の絶対値｜α｜が、搭乗者が違和感を感じないように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 ^２／２ζ_maxが成立するまで目標角加速度α^＊の絶対値を一定値α_maxに維持する。

具体的には、図７の動作タイミングチャート（ｂ）に示すように、目標角加速度の絶対値｜α｜が、最大加速度－α_maxを超える時点Ａで、目標角加加速度ζ^＊を最大加加速度－ζ_maxから０へ切り替える。その後、｜ω^＊｜≦α_max ^２／２ζ_maxが成立する時点Ｂまで目標角加加速度ζ^＊を一定とし（０に維持し）、時点Ｂで、ζ^＊を０から最大加加速度ζ_maxへ切り替える。

よって実施例３では、角加速度がゆっくり変化しても、角加速度が許容量を超えた場合には搭乗者が不快を感じることに鑑みて、角加速度にリミッタを設けて絶対値が過大となることを防止することで、車両停止時に搭乗者に違和感が生じるのを排除できる。

＜実施例４＞
停止指示の開始時の実角速度ω_０に対して実角加速度α_０の絶対値が大きい場合、それをもとに目標速度を演算すると、例えば、図８の動作タイミングチャート（ａ）において符号５１で示すように、目標速度が０を跨ぐ。つまり、図８の動作タイミングチャート（ｂ）において符号５５で示す角加速度に対して、上記の実施例１と同様の演算をすると、目標速度が０を跨ぐことになる。

このような場合、目標速度が減少（特性曲線が下に凸）から増加（特性曲線が上に凸）に変化する。そのため、車両１が前進状態から停止するまでの間に一旦後退することになり、停止が円滑でないため搭乗者には違和感が生じる。

そこで、実施例４に係る停止制御では、目標速度がマイナスになるのを防ぐため、停止開始時の角加速度を制限する。つまり、図８の動作タイミングチャート（ｂ）に示すように、角加速度α_０（符号５５）を、それよりも小さい角加速度α_０´（符号５７）に変える。

具体的には、車両１の減速開始時における実角加速度の絶対値｜α_０｜を√（２｜ω_０ζ_max｜）として目標速度を計算する。この場合においても、図８の動作タイミングチャート（ａ）（ｂ）に示すように、α^＊とω^＊が同じタイミングで０となるように角加速度を制限する。一方、角加速度α_０を減らす方向での制御となるため、動作タイミングチャート（ｃ）において符号５９で示すように、目標角加加速度ζ^＊はα_０の制限前と制限後において変化しない。

このように減速開始時の実角加速度を制限することで、目標角速度ω^＊が０を跨ぐことを防止して、車両を前進状態から一旦後退することなく停止させることができる。

＜実施例５＞
実施例４と同様、目標速度が０を跨ぐことが想定される場合、実施例５として、図９の動作タイミングチャート（ｃ）に示すように、目標角加加速度ζ^＊の最大加加速度の制限をζ_max（符号７１）から、ζ_max´（符号７３）に緩和する停止制御を行う。

具体的には、車両の減速開始時における実角加速度の絶対値｜α₀’|を｜α₀ ｜＞｜α₀’|として計算し、かつ、目標角加加速度の最大値ζ_max´を(α_０’)^２／｜２ω_０｜とする。このように、目標角加加速度を一時的に緩和することで、目標角速度ω^＊が０を跨ぐことを防止して、車両を前進状態から一旦後退することなく停止させることができる。図１０は、実角加速度の絶対値｜α₀’|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。

なお、目標角速度の演算方法等を含む上記実施例４，５に記載の停止制御は、それぞれを単独で実行してもよいし、実施例４と実施例５を併用した停止制御としてもよい。

以上説明したように本実施形態に係る車両用電子制御装置は、外部より停止指示を受けた場合、車両の実角加速度α_０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、実角加速度α_０と、実角速度ω_０と、目標角加加速度ζ^＊より目標角速度ω^＊を算出して、これら算出した目標角加速度α^＊と目標角速度ω^＊に基づく目標速度に従って車両が停止するように制御する。

また、あらかじめ乗り心地を考慮して決めた目標角加加速度ζ^＊を切り替えて、目標とする停止時間に車両の加速度と速度が同時に０となるように制御することで、停車時における加速度の不自然な変化を抑えた車両の制御が可能になり、自然な乗り心地を得ることができる。

このように、車両停止時の角加加速度を許容された範囲内で最大値で一定にして角加速度を連続的に変化させることで、坂道等の条件下（ヒルホールド状態）においても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。

また、ノッチフィルタにより車両のメカ共振周波数成分を低減し、さらにローパスフィルタによってセンサノイズ成分を低減した信号より実角速度ω_０および実角加速度α_０を演算することで、不要なノイズを低減した速度データと加速度データから目標速度を生成でき、違和感のない車両の減速制御ができる。

例えば、電動モータを駆動するインバータ装置において、上述した車両用電子制御装置によって生成した目標速度に追従するように電動モータのトルク指令信号を生成し、そのトルク指令信号によって電動モータを駆動制御することで、減速時において目標速度に従ったインバータ装置の制御が可能になる。

さらには、自動車等に上記インバータ装置を備えることで、減速時において自動車等を円滑に停止させることができる。

１ 車両
２ 車両制御装置（ＶＣＵ）
３ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５ 加速度演算部
７ 目標速度演算部
８ 速度演算部
９ モータ制御部（ＭＣＵ）
１０ インバータ回路
１１ 変速機
１３ａ，１３ｂ 車輪
１５ 電動モータ
１７ 位置検出器
２１ アクセルペダル
２３ ブレーキペダル
２５ ブレーキ制御部
３１ 加速度算出部
３３ ノッチフィルタ
３５ ローパスフィルタ
４１ 目標角加速度演算部
４３ 目標角速度演算部
４５ 目標角加加速度格納部
４７ タイミング演算部

Claims (11)

1. 搭載する電動モータの駆動力で走行する車両において、外部から停止指示を受けて当該車両の減速を制御する制御装置であって、
   実角速度ω０、実角加速度α０を、それぞれ、前記電動モータの電気角から算出される値であるとするとき、
   前記減速の開始時における前記実角速度ω０と、該実角速度ω０を時間微分した前記実角加速度α０とを求める手段と、
   前記実角加速度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＊を算出する手段と、
   前記実角加速度α０と、前記実角速度ω０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。
   
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_２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_１を決定する請求項１に記載の制御装置。
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_１において＋ｎ・ζ_maxとし（ｎは１または－１）、ｔ_１＜ｔ≦ｔ_２において－ｎ・ζ_maxとし、ｔ_２＜ｔにおいて０とする請求項２に記載の制御装置。
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^＊）^２／２ζ_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。
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 ^２／２ζ_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。
6. 前記車両の減速開始時における実角加速度α_０を√（２｜ω_０ζ_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。
7. 前記車両の減速開始時における実角加速度α₀’をα₀ ＜α＜√（２｜ω_０ζ_max｜）として計算し、かつ、目標角加加速度の最大値ζ_maxを(α_０’)^２／｜２ω_０｜とする請求項１に記載の制御装置。
8. 前記実角速度ω_０および前記実角加速度α_０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。
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。
10. 請求項９に記載のインバータ装置を備えた自動車。
11. 搭載する電動モータの駆動力で走行する車両において、外部から停止指示を受けて当該車両の減速を制御する制御方法であって、
    実角速度ω０、実角加速度α０を、それぞれ、前記電動モータの電気角から算出される値であるとするとき、
    前記減速の開始時における前記実角速度ω０求める工程と、
    前記実角速度ω０を時間微分して前記実角加速度α０を求める工程と、
    前記実角加速度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＊を算出する工程と、
    前記実角加速度α０と、前記実角速度ω０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工程と、
    を備える制御方法。
    

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