特開 2024-135962 モータ制御装置、車両制御システム及びモータ制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135962

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】モータ制御装置、車両制御システム及びモータ制御方法

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/20 20060101AFI20240927BHJP

【ＦＩ】

B60L15/20 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023046892

(22)【出願日】2023-03-23

(71)【出願人】

【識別番号】000237592

【氏名又は名称】株式会社デンソーテン

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】李 国棟

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125BA00

5H125CA01

5H125CA04

5H125CA11

5H125EE08

5H125EE43

5H125EE44

5H125EE52

5H125EE62

(57)【要約】

【課題】モータの制御の遅延を抑止すること。
【解決手段】実施形態に係るモータ制御装置は、車両制御装置から入力されるドライバの踏み込んだペダルの踏量に基づいたトルク指令に応じて、トルク制御で車両のモータに駆動信号を出力するコントローラを備える。コントローラは、ドライバによるペダルの誤操作が発生したと判断すると、車両を減速させるための回転数指令を生成し、回転数指令に応じた回転数制御で、モータに駆動信号を出力する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両制御装置から入力されるドライバの踏み込んだペダルの踏量に基づいたトルク指令に応じて、トルク制御で車両のモータに駆動信号を出力するコントローラを備え、
前記コントローラは、
前記ドライバによるペダルの誤操作が発生したと判断すると、前記車両を減速させるための回転数指令を生成し、前記回転数指令に応じた回転数制御で、前記モータに前記駆動信号を出力する
モータ制御装置。

【請求項2】

前記コントローラは、
前記車両のモードとして、第１のペダルの操作によって加速制御と減速制御の両方が行われる１ペダルモードと、第１のペダルの操作によって加速制御が行われ、第２のペダルの操作によって減速制御が行われる通常モードとを有し、前記１ペダルモードである場合に、前記ドライバによるペダルの誤操作が発生したか否かを判定する
請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項3】

前記１ペダルモードでは、前記ドライバの踏み込んだ前記第１のペダルの踏量が増えると加速制御を行い、前記ドライバの踏み込んだ前記第１のペダルの踏量が減ると減速制御を行い、
前記通常モードでは、前記ドライバの踏み込んだ前記第２のペダルの踏量が増えると減速制御を行う
請求項２に記載のモータ制御装置。

【請求項4】

前記コントローラは、
前記第１のペダルの単位時間当たりの踏量が閾値を超えた場合に、前記ドライバによる前記第１のペダルの誤操作が発生したと判断する
請求項２に記載のモータ制御装置。

【請求項5】

前記コントローラは、
前記第２のペダルの踏量、前記車両の速度、前記モータの実回転数、及び前記車両制御装置から入力されたトルクのうち、少なくともいずれかを基に、前記ドライバの誤操作が発生したか否かを判定する
請求項２に記載のモータ制御装置。

【請求項6】

前記コントローラは、
前記ドライバの誤操作が発生したと判断した場合、前記モータの回転数に基づき、時刻ごとの最大発生トルクを計算し、前記最大発生トルクを基に前記モータを制御する
請求項１に記載のモータ制御装置。

【請求項7】

前記コントローラは、
前記車両の接地面の勾配角度を推定し、推定した勾配角度を基に勾配負荷トルクを計算し、前記勾配負荷トルクを基に前記最大発生トルクを計算する
請求項６に記載のモータ制御装置。

【請求項8】

ドライバによる車両に備えられたペダルの踏み込み度合いに応じて、前記車両のモータを駆動させるモータ駆動信号を出力するコントローラを有するモータ制御装置であって、
前記コントローラは、
前記踏み込み度合いが閾値範囲内の場合は、トルク制御に基づいた前記モータ駆動信号を出力し、
前記踏み込み度合いが閾値範囲外の場合は、回転数制御に基づいた前記モータ駆動信号を出力する
モータ制御装置。

【請求項9】

車両制御装置から入力されるドライバの踏み込んだペダルの踏量に基づいたトルク指令に応じて、トルク制御で車両のモータに駆動信号を出力するコントローラによって実行されるモータ制御方法であって、
前記ドライバによるペダルの誤操作が発生したと判断すると、前記車両を減速させるための回転数指令を生成し、前記回転数指令に応じた回転数制御で、前記モータに前記駆動信号を出力する
モータ制御方法。

【請求項10】

ドライバの踏み込んだペダルの踏量に応じてトルク指令を出力する車両制御装置と、前記車両制御装置から入力される前記トルク指令に応じたトルク制御で、車両のモータに駆動信号を出力するモータ制御装置と、を有する車両制御システムであって、
前記モータ制御装置のコントローラは、
前記ドライバによるペダルの誤操作が発生したと判断すると、前記車両が減速させるための回転数指令を生成し、前記回転数指令に応じた回転数制御で、前記モータに前記駆動信号を出力する
車両制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータを制御する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

車両のブレーキペダルとアクセルペダルの踏み間違え時の安全機構としての技術が知られている。例えば、ドライバが車両の走行中にブレーキペダルと間違えてアクセルペダルを操作した場合に、車両の誤操作判定装置が誤操作を判定し、誤操作だった場合は停止にむけた加速の抑制を行う技術が存在する（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２１－４９８５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の技術では、モータの制御に遅延が生じる場合があるという問題がある。

【0005】

例えば、車両のモータ制御では、車両制御装置とインバータ装置といったように、複数の制御装置が連携して制御するシステムが考えられる。このようなシステムの場合、車両制御装置からのトルク指令をインバータ装置が受けてモータの制御を行う等２つの制御装置間での通信が行われる。一方で、ユーザの誤操作を検知した場合に減速にむけて迅速なモータ制御が必要な場合であっても、２つの制御装置間での通信が必須となるため素早いモータ制御ができない。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モータの制御の遅延を抑止することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の一態様に係るモータ制御装置は、車両制御装置から入力されるドライバの踏み込んだペダルの踏量に基づいたトルク指令に応じて、トルク制御で車両のモータに駆動信号を出力するコントローラを備える。コントローラは、ドライバによるペダルの誤操作が発生したと判断すると、車両を減速させるための回転数指令を生成し、回転数指令に応じた回転数制御で、モータに駆動信号を出力する。

【発明の効果】

【0008】

実施形態の一態様によれば、モータの制御の遅延を抑止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る車両制御システムのハードウェア構成の例を示す図である。

【図2】図２は、１ペダルモードにおける制御を説明する図である。

【図3】図３は、車両制御装置の機能ブロック図である。

【図4】図４は、ＭＣＵの機能ブロック図である。

【図5】図５は、登坂道における勾配負荷トルクの演算方法を説明する図である。

【図6】図６は、インバータ装置の処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、実施形態に係るモータ制御装置、車両制御システム及びモータ制御方法について詳細に説明する。本実施形態により本発明が限定されるものではない。本実施形態では、インバータ装置がモータ制御装置として機能する。

【0011】

従来、１ペダルモード（One Pedal Mode）と通常モードを搭載した車両が知られている（参考文献：特開２００６－１３７３２４号公報）。１ペダルモードは、アクセルペダル又はブレーキペダルのいずれかの操作により、加速制御及び減速制御の双方を行うモードである。通常モードは、アクセルペダルの操作により加速制御を行い、ブレーキペダルの操作により減速制御を行うモードである。

【0012】

例えば、１ペダルモードでは、アクセルペダルが踏まれると車両が加速し、逆にアクセルペダルが緩められると車両が減速していく。このため、一般走行状況において、ドライバは、常に右足でアクセルペダルを踏む状態にある。

【0013】

なお、アクセルペダルには、ばね等の作用により、原点地に復帰するように復帰力が働いている。このため、アクセルペダルが緩められると、アクセルペダルは原点地に復帰しようとする。また、アクセルペダルが緩められることは、アクセルペダルを踏んでいる踏力が緩められること、又はアクセルペダルの取り付け面とドライバが踏むアクセルペダルの面とのなす角度が大きくなる方向に操作すること、のように言い換えられてもよい。

【0014】

この１ペダルモードのときに、ドライバの操縦習慣が原因で、急停止が必要な場合に、通常モードにおけるブレーキ操作と勘違いして、アクセルペダルを緩ませる操作ではなく、アクセルペダルをさらに踏む操作を行う可能性がある。その場合、車両は急停止が必要な場面で、逆に急加速することになる。

【0015】

本実施形態のインバータ装置は、１ペダルモードにおいて、ドライバが急停止をするべき場面で誤ってアクセルペダルを踏んだことを検知し、モータを停止させる制御を行う。その結果、１ペダルモードにおける誤操作が発生した際に、車両制御装置がモータを制御する場合に比べて、迅速にモータを制御することができる。

【0016】

図１を用いて、車両制御システムの構成を説明する。図１は、実施形態に係る車両制御システムのハードウェア構成の例を示す図である。

【0017】

図１の車両制御システム１は、車両に搭載される。車両は、例えばＢＥＶ（Battery Electric Vehicle）、ＨＶ（Hybrid Vehicle）又はＰＨＥＶ（Plug-in Hybrid Electric Vehicle）である。

【0018】

図１に示すように、車両制御システム１は、モード切替スイッチ１１、アクセルペダル１２、アクセルペダルセンサ１３、ブレーキペダル１４、ブレーキペダルセンサ１５、速度センサ１６を有する。また、車両制御システム１は、車両制御装置２０、インバータ装置３０、モータ６０及びレゾルバ６１を有する。

【0019】

モード切替スイッチ１１は、１ペダルモードと通常モードを切り替えるためのスイッチである。

【0020】

アクセルペダル１２及びブレーキペダル１４は、車両の加速又は減速を目的としてユーザによって操作されるペダルである。アクセルペダルセンサ１３は、アクセルペダル１２の操作量を車両制御装置２０に通知する。ブレーキペダルセンサ１５は、ブレーキペダル１４の操作量を車両制御装置２０に通知する。

【0021】

インバータ装置３０は、１ペダルモードでは、ドライバの踏み込んだアクセルペダル１２の踏量が増えると加速制御を行い、ドライバの踏み込んだアクセルペダル１２の踏量が減ると減速制御を行う。インバータ装置３０は、通常モードでは、ドライバの踏み込んだブレーキペダル１４の踏量が増えると減速制御を行う。なお、１ペダルモードと通常モードの各モードは、車両の操縦に関するモードである。

【0022】

１ペダルモードでは、アクセルペダル１２が踏まれると車両が加速し、逆にアクセルペダル１２が緩められると車両が減速していく。なお、１ペダルモードにおいて、ブレーキペダル１４の操作は有効であってもよいし、無効であってもよい。

【0023】

速度センサ１６は、車両の速度を感知し、感知した速度を車両制御装置２０に通知する。

【0024】

車両制御装置２０は、スイッチ及びセンサから通知された情報に基づき、車両を制御するための処理を行う。

【0025】

なお、車両は、制動を走行用のモータの回生ブレーキのみで行う構成でもよいし、回生ブレーキに機械式ブレーキを追加で設ける構成であってもよい。

【0026】

図２を用いて、１ペダルモードにおける制御を説明する。図２は、１ペダルモードにおける制御を説明する図である。

【0027】

１ペダルモードでは、アクセルペダル１２の操作により、車両の起動、加速、減速及び停止が行われる。

【0028】

図２の横軸は、アクセルペダル１２の操作量（踏量）に対応する。また、図２の縦軸は、車両の駆動力及び制動力に対応する。踏量は、アクセルペダルセンサ１３によって車両制御装置２０に通知される。

【0029】

踏量の範囲は０％から１００％までである。踏量が０％であることは、アクセルペダル１２が踏まれていないことを意味する。踏量が１００％であることは、アクセルペダル１２が最大限踏み込まれていることを意味する。

【0030】

縦軸の値が正の方向（０より上側）に進むほど、車両制御装置２０は、車両の駆動力が大きくなるような制御（加速制御（加速度が正））を行う。縦軸がＴｄ＿Ｍａｘの場合、車両制御装置２０は、車両が最大駆動力を発揮するような制御を行う。

【0031】

縦軸の値が負の方向（０より下側）に進むほど、車両制御装置２０は、車両の制動力が大きくなるような制御（減速制御（加速度が負））を行う。また、このとき、車両制御装置２０は、車両に回生エネルギを回収させる。縦軸がＴｂ＿Ｍａｘの場合、車両制御装置２０は、車両が最大制動力を発揮するような制御を行う。

【0032】

縦軸の値が０である場合、車両制御装置２０は、車両を惰性で走行させる。

【0033】

図２に示すように、踏量が５０％－αから５０％+αまでの範囲にある場合、縦軸の値は０に維持される。なお、図２ではαが５％の場合を例示しているが、これに限られない。

【0034】

また、踏量が５０％+αより大きい場合、踏量に比例して縦軸の値は０の上側に進む（絶対値が大きくなる）。一方、踏量が５０％－αより小さい場合、踏量に比例して縦軸の値は０の下側に進む（絶対値が大きくなる）。

【0035】

インバータ装置３０は、車両制御装置２０による演算の結果、又はインバータ装置３０自身による演算の結果に応じて、モータ６０に供給される電力を制御することで、モータ６０の駆動を制御する。また、レゾルバ６１は、モータ６０の回転角をインバータ装置３０に入力する。

【0036】

インバータ装置３０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）４０、及びモータ駆動装置５０を有する。

【0037】

ＭＣＵ４０は、演算を行う。また、ＭＣＵ４０は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御信号をモータ駆動装置５０に入力する。ＭＣＵ４０の処理の詳細については後述する。なお、ＭＣＵ４０は、ＣＰＵ等の他の演算装置に置き換えられてもよい。

【0038】

モータ駆動装置５０は、ＰＷＭ制御信号に基づいて、モータ６０を駆動させる。

【0039】

モータ駆動装置５０は、トランジスタ５１、電圧センサ５２、ゲート駆動回路５３、及びＲＤＣ（Resolver to Digital Converter）エンコーダ５４を有する。

【0040】

トランジスタ５１は、モータ６０に供給される電力を制御する。例えば、トランジスタ５１は、ＩＧＢＴ又はＭＯＳＦＥＴである。

【0041】

電圧センサ５２は、トランジスタ５１の電圧を計測し、計測した電圧をＭＣＵ４０に入力する。ゲート駆動回路５３は、ＭＣＵ４０によって入力されたＰＷＭ制御信号に応じて、トランジスタ５１に電圧を印可する。ＲＤＣエンコーダ５４は、レゾルバ６１によって入力されたモータ６０の回転角をエンコードし、ＭＣＵ４０に入力する。

【0042】

図３は、車両制御装置の機能ブロック図である。図３に示すように、車両制御装置２０は、モード判定部２１及び通信制御部２２を有する。

【0043】

モード判定部２１は、車両が１ペダルモードにあるか通常モードにあるかを判定する。モード判定部２１は、モード切替スイッチ１１の操作内容に基づいて判定を行うことができる。

【0044】

通信制御部２２は、インバータ装置３０との間でデータの通信を行う。通信制御部２２は、モード判定部２１によって判定された車両のモードをインバータ装置３０に通知する。

【0045】

図４は、ＭＣＵの機能ブロック図である。ＭＣＵ４０は、コントローラの一例である。ＭＣＵ４０は、メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、図４に示す各部として機能する。

【0046】

図４に示すように、ＭＣＵ４０は、通信制御部４１、モード選択部４２、１ペダルモード制御部４３、通常モード制御部４４、信号制御部４５、ＰＷＭ制御部４６、及び角度演算部４７を有する。

【0047】

通信制御部４１は、車両制御装置２０との間でデータの通信を行う。通信制御部４１は、車両制御装置２０から、トルク指令（ＴＲＱ＿ｃｍｄ）、車両の現在の制御モード（ＣＴＲＬ＿Ｍｏｄｅ）（１ペダルモード又は通常モード）を受信する。また、通信制御部４１は、インバータに関する情報（ＩＮＶ＿Ｉｎｆ）を車両制御装置２０に送信する。インバータに関する情報とは、センサで取得した情報に基づいてインバータ装置３０内で生成した情報や、故障の検出情報のことである。

【0048】

モード選択部４２は、１ペダルモード及び通常モードのいずれかを選択する。モード選択部４２は通信制御部４１が車両制御装置２０から受信した車両の現在の制御モードに応じてモードを選択する。

【0049】

車両の現在の制御モードを表す変数ＣＴＲＬ＿Ｍｏｄｅは、１（１ペダルモード）又は０（通常モード）を取る。ＣＴＲＬ＿Ｍｏｄｅ＝１の場合、モード選択部４２は１ペダルモードを選択する。ＣＴＲＬ＿Ｍｏｄｅ＝０の場合、モード選択部４２は通常モードを選択する。

【0050】

モード選択部４２によって１ペダルモードが選択された場合、１ペダルモード制御部４３が動作する。一方、モード選択部４２によって通常モードが選択された場合、通常モード制御部４４が動作する。

【0051】

１ペダルモード制御部４３は、急停止判定部４３１、回転数制御部４３２、トルク制御部４３３及びＳＭＣ（Sliding Mode Control）制御部４３４を有する。

【0052】

車両のモードが１ペダルモードである場合に、急停止判定部４３１がドライバによるアクセルペダル１２の誤操作が発生したと判断すると、回転数制御部４３２は、車両を減速させるための回転数指令を生成する。回転数制御部４３２は、回転数指令に応じた回転数制御で、モータ６０に駆動信号を出力する。

【0053】

１ペダルモードにおいては、急停止をするための正しい操作は、アクセルペダル１２を緩めることである。一方で、１ペダルモードに慣れていないドライバは、急停止が必要な場面で誤ってアクセルペダル１２を踏み込んでしまう場合がある。このようなアクセルペダル１２を踏み込む操作が、急停止を意図した誤操作の例である。インバータ装置３０は誤操作が発生しやすい１ペダルモードにおける安全性を向上させることができる。

【0054】

急停止判定部４３１は、通信制御部４１が受信したトルク指令を参照し、指令トルクの時間変化が閾値以上となった場合、急停止を意図した誤操作が発生したと判定する。

【0055】

また、急停止判定部４３１は、アクセルペダル１２の踏量を参照して判定を行ってもよい。その場合、通信制御部４１は、車両制御装置２０からアクセルペダル１２の操作量（踏量）を受信する。

【0056】

急停止判定部４３１は、アクセルペダル１２の単位時間当たりの踏量が閾値を超えた場合に、車両の急停止が必要であると判定することができる。例えば、急停止判定部４３１は、アクセルペダル１２の踏量が直前の踏量と比べて１秒間に５０％以上増加した場合に、急停止を意図した誤操作が発生した（車両の急停止が必要である）と判定する。

【0057】

これにより、インバータ装置３０は、特に危険であると考えられるアクセルペダル１２の急激な踏み込みによる急加速を防止することができる。

【0058】

また、急停止判定部４３１は、ブレーキペダル１４の踏量、車両の速度、モータの実回転数等を基に判定を行ってもよい。例えば、急停止判定部４３１は、１ペダルモードであるにもかかわらずブレーキペダル１４が踏み込まれた場合、急停止を意図した誤操作が発生したと判定する。また、車両の速度で判定する場合、急停止判定部４３１は、速度センサ１６から車両の速度を取得する。そして、直前の車両の速度と比べて１秒間に５０％以上速度が増加している場合に、急停止判定部４３１は誤操作が発生したと判定する。

【0059】

インバータ装置３０は、車両の仕様又は状況に合わせて、様々な情報から誤操作の発生を判定することができる。

【0060】

回転数制御部４３２、トルク制御部４３３及びＳＭＣ制御部４３４は、駆動信号を生成し、生成した駆動信号を後段の信号制御部４５に入力する。

【0061】

急停止判定部４３１によって誤操作が発生したと判定されていない場合、トルク制御部４３３が駆動信号を生成する。トルク制御部４３３は、トルク指令（ＴＲＱ＿ｃｍｄ）を信号制御部４５に入力する。

【0062】

急停止判定部４３１によって誤操作が発生したと判定された場合、回転数制御部４３２及びＳＭＣ制御部４３４が駆動信号を生成する。すなわち、ＭＣＵ４０は、駆動信号を生成する処理部を、トルク制御部４３３から、回転数制御部４３２及びＳＭＣ制御部４３４に切り替える。

【0063】

このように、ＭＣＵ４０は、ドライバによるアクセルペダル１２の誤操作が発生したと判断すると、回転数制御部４３２は、車両を減速させるための回転数指令を生成し、回転数指令に応じた回転数制御で、モータ６０に駆動信号を出力する。車両が停止するように設定される回転数指令は、例えば０回転である。

【0064】

図５に示すように、車両が登坂道に位置する場合、勾配負荷トルクが生じる。図５は、登坂道における勾配負荷トルクの演算方法を説明する図である。

【0065】

回転数制御部４３２及びＳＭＣ制御部４３４は、勾配負荷トルクを考慮して駆動信号を生成する。勾配負荷トルクの計算方法については後述する。

【0066】

回転数制御部４３２及びＳＭＣ制御部４３４による駆動信号の生成方法を説明する。急停止判定部４３１により誤操作が発生したと判定された場合、回転数制御部４３２及びＳＭＣ制御部４３４は以下の計算を行う。

【0067】

まず、回転数制御部４３２は、モータ６０の目標回転数ω_ｒｅｆを設定する。ここでは、ω_ｒｅｆ＝０とする。なお、目標回転数ω_ｒｅｆは、回転数指令の一例である。

【0068】

ＳＭＣ制御部４３４は、（１）式により制御目標平面ｓを計算する。

【0069】

【数1】

【0070】

ただし、ω_ａｃｔはモータ６０の実回転数であり、信号制御部４５によって１ペダルモード制御部４３に入力される。Δωは目標回転数と実回転数との差である。ＳＭＣ制御部４３４は、Δω＝ω_ｒｅｆ－ω_ａｃｔと計算する。

【0071】

ａはモータ６０の角速度の各加速度である。ＳＭＣ制御部４３４は、ａ＝ｄ（ω_ａｃｔ／ｄｔ）（実回転数の時間微分）と計算する。ｃは正の定数である。

【0072】

信号制御部４５は、制御目標平面ｓをインバータ制御の制御目標値とし、車両が停止するまで回転数制御を実施する。例えば、停止する際の目標制御平面ｓの値は０である。ＳＭＣ制御部４３４は、各時刻において、モータ６０が発生させることができる時刻ごとの最大発生トルクＴ_ｒｅｆ（ｔ）を計算し、計算したトルクＴ_ｒｅｆ（ｔ）を信号制御部４５に入力する。ＳＭＣ制御部４３４は、（２）式のようにトルクＴ_ｒｅｆ（ｔ）を計算する。

【0073】

【数2】

【0074】

Ｊはモータイナーシャである。Ｂはモータ６０の粘性摩擦係数である。ｋは正の定数である。ｓｇｎ（ｓ）は制御目標平面ｓをパラメータとする符号関数である。ｓｇｎ（ｓ）の出力は（３）式の通りである。

【0075】

【数3】

【0076】

このように、ＳＭＣ制御部４３４は、目標回転数を基に、駆動信号として扱うことが可能なトルクを求めることができる。これにより、インバータ装置３０は、通常モードの場合と同様にトルクによる制御を行うことができる。

【0077】

Ｔ_ｌ（ｔ）は、時刻ｔにおける車両の勾配負荷トルクである。ＳＭＣ制御部４３４は、（４）式のように勾配負荷トルクＴ_ｌ（ｔ）を計算する。

【0078】

【数4】

【0079】

Ｍは車両の重量である。ｇは重力加速度である。ｒはタイヤの半径である。Ｎは車両パワトレイン減速器の減速比である。下記の関数は時刻ｔにおける勾配角度である。勾配角度は、例えば、図示しないＧセンサ等によって取得する。

【0080】

このように、ＳＭＣ制御部４３４は、車両の接地面の勾配角度を推定し、推定した勾配角度を基に勾配負荷トルクを計算し、勾配負荷トルクを基に最大発生トルクを計算する。また、ＳＭＣ制御部４３４は、（２）式に示したように、接地面が水平であると仮定した場合の最大発生トルクに、勾配負荷トルクを相殺させるトルク（（２）式のＴ_ｌ（ｔ）の項）を加える。

【0081】

これにより、インバータ装置３０は、車両が坂道等に位置している場合であっても、正確に車両を停止させることができる。

【0082】

ＳＭＣ制御部４３４によれば、スライディングモード制御（Sliding Mode Control）が実現される。スライディングモード制御は、従来のＰＩ制御と比べて応答性能が良い。

【0083】

スライディングモード制御によれば、車両が停止するまでの回転数制御の過程において、モータ駆動装置５０（インバータ）が、最大出力トルクを迅速に発生させることができる。モータ駆動装置５０は、直流電圧、モータ６０及びモータ駆動装置５０のパワーデバイス温度、車速、モータの実回転数の情報を基に最大出力トルクを発生させる。

【0084】

なお、車両制御装置２０は、急停止判定部４３１と同様にドライバが急停止を意図した誤操作を行ったことを判定し、判定結果に応じてモータ６０を制御することができる。一方で、インバータ装置３０は、車両制御装置２０よりも迅速にモータ６０の制御を行うことができる。

【0085】

さらに、本実施形態では、車両制御装置２０とインバータ装置３０が誤操作を二重に検知する構成を取ることによって、安全性を向上させることができる。

【0086】

通常モード制御部４４は、トルク制御部４４１を有する。トルク制御部４４１は、通信制御部４１が車両制御装置２０から受信したトルク指令を信号制御部４５に入力する。

【0087】

図４に戻り、信号制御部４５は、マッピング部４５１、ＰＩ制御部４５２、ベクトル変換部４５３、相変換部４５４、相電流測定部４５５を有する。

【0088】

マッピング部４５１は、１ペダルモード制御部４３又は通常モード制御部４４から入力されたトルクのｄｑ軸へのマッピングを行い、電流の目標値であるｌｄ＿ｒｅｆ及びｌｑ＿ｒｅｆをＰＩ制御部４５２に入力する。

【0089】

ＰＩ制御部４５２は、電流の目標値と実際の値（ｌｄ＿ａｃｒ及びｌｑ＿ａｃｔ）との誤差であるｌｄ＿ｅｒｒ及びｌｑ＿ｅｒｒを基に、ＰＩ制御を行う。ＰＩ制御部４５２は、ｄｑ軸の電圧であるＶｄ及びＶｑをベクトル変換部４５３に入力する。

【0090】

ベクトル変換部４５３は、ｄｑ軸の電圧Ｖｄ及びＶｑを、ｕｖｗ軸の電圧Ｖ_ｕ、Ｖ_ｖ、Ｖ_ｗに変換し、ＰＷＭ制御部４６に入力する。ＰＷＭ制御部４６は、ＰＷＭ制御信号をモータ駆動装置５０に入力する。

【0091】

相電流測定部４５５は、モータ駆動装置５０から入力された電流Ｉ_ｕ、Ｉ_ｖ、Ｉ_ｗを測定し、相変換部４５４に入力する。

【0092】

相変換部４５４は、電流をｌｄ＿ａｃｔ及びｌｑ＿ａｃｔに変換する。

【0093】

角度演算部４７は、実角度演算部４７１、実回転数演算部４７２、異常管理部４７３を有する。

【0094】

実角度演算部４７１は、ＲＤＣエンコーダ５４によって入力された回転角を実角度Θ_ａｃｔに変換する。実回転数演算部４７２は、ＲＤＣエンコーダ５４によって入力された回転角を実角度実回転数ω_ａｃｔに変換する。異常管理部４７３は、角度や車両の速度の異常を検知すると、異常時の情報を記憶する。また、異常管理部４７３は、記憶した情報を車両制御装置２０に送信する。

【0095】

図６を用いて、インバータ装置３０の処理の流れを説明する。図６は、インバータ装置の処理の流れを示すフローチャートである。

【0096】

まず、図６に示すように、インバータ装置３０は、車両の現在のモードを取得する（ステップＳ１０１）。すなわち、インバータ装置３０は、車両制御装置２０から現在のモードを取得する。

【0097】

現在のモードが１ペダルモードである場合（ステップＳ１０２、１ペダルモード）、インバータ装置３０は、ステップＳ１０３に進む。現在のモードが通常モードである場合、（ステップＳ１０２、通常モード）、インバータ装置３０は、ステップＳ１０９に進む。

【0098】

インバータ装置３０は、１ペダルモードにおいて、誤操作が発生したか否かを判定する（ステップＳ１０３）。例えば、アクセルペダル１２の踏量を基に誤操作が発生したか否かを判定する。

【0099】

インバータ装置３０は、誤操作が発生していないと判定した場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）ステップＳ１０９に進む。インバータ装置３０は、誤操作が発生したと判定した場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）ステップＳ１０５に進む。

【0100】

ステップＳ１０９では、インバータ装置３０は、車両制御装置２０によって入力されたトルク指令を基に駆動信号を生成する。そして、インバータ装置３０は、生成した駆動信号を基にモータ６０を制御し（ステップＳ１１０）、ステップＳ１０１に戻る。

【0101】

ステップＳ１０５では、インバータ装置３０は、車両を急停止させるためのモータ６０の目標回転数を設定する（ステップＳ１０５）。例えば、インバータ装置３０は、目標回転数を０に設定する。

【0102】

インバータ装置３０は、目標回転数を基に駆動信号を生成する（ステップＳ１０６）。すなわち、インバータ装置３０は、駆動信号の生成元を、トルク指令から回転数指令に切り替える。

【0103】

インバータ装置３０は、生成した駆動信号を基にモータ６０を制御する（ステップＳ１０７）。すなわち、インバータ装置３０は、車両が停止するようにモータ６０を制御する。

【0104】

インバータ装置３０は、車両が停止した場合（ステップＳ１０８、Ｙｅｓ）、処理を終了する。一方、インバータ装置３０は、車両が停止していない場合（ステップＳ１０８、Ｎｏ）、ステップＳ１０６に戻り処理を繰り返す。

【0105】

インバータ装置３０は、ステップＳ１０３は、ペダルの踏み込み度合いを基に、閾値を使った判定を行うことができる。すなわち、インバータ装置３０は、ドライバによるアクセルペダル１２の踏み込み度合いが閾値範囲内の場合は、トルク制御に基づいたモータ駆動信号を出力し、踏み込み度合いが閾値範囲外の場合は、回転数制御に基づいたモータ駆動信号を出力する。ただし、アクセルペダル１２の踏み込み度合いは、アクセルペダル１２の単位時間当たりの踏量である。また、閾値範囲内には、閾値の境界値が含まれる。このように、インバータ装置３０は、踏み込み度合いが得られれば、閾値を用いて容易に判定を行うことができる。

【0106】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細及び代表的な実施形態に限定されるものではない。従って、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0107】

１ 車両制御システム
１１ モード切替スイッチ
１２ アクセルペダル
１３ アクセルペダルセンサ
１４ ブレーキペダル
１５ ブレーキペダルセンサ
１６ 速度センサ
２０ 車両制御装置
２１ モード判定部
２２ 通信制御部
３０ インバータ装置
４０ ＭＣＵ（コントローラ）
４１ 通信制御部
４２ モード選択部
４３ １ペダルモード制御部
４４ 通常モード制御部
４５ 信号制御部
４６ ＰＷＭ制御部
４７ 角度演算部
５０ モータ駆動装置
５１ トランジスタ
５２ 電圧センサ
５３ ゲート駆動回路
５４ ＲＤＣエンコーダ
６０ モータ
６１ レゾルバ
４３１ 急停止判定部
４３２ 回転数制御部
４３３ トルク制御部
４３４ ＳＭＣ制御部
４５１ マッピング部
４５２ ＰＩ制御部
４５３ ベクトル変換部
４５４ 相変換部
４５５ 相電流測定部
４７１ 実角度演算部
４７２ 実回転数演算部
４７３ 異常管理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】