特開 2024-180115 車両制御装置及び車両制御プログラム

(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】P2024180115

(43)【公開日】2024-12-26

(54)【発明の名称】車両制御装置及び車両制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   B60L 3/04 20060101AFI20241219BHJP

   B60L 3/00 20190101ALI20241219BHJP

   B60L 15/20 20060101ALI20241219BHJP

   B60L 50/60 20190101ALI20241219BHJP

   B60L 58/10 20190101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

B60L3/04 E

B60L3/00 S

B60L15/20 J

B60L50/60

B60L58/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023099576

(22)【出願日】2023-06-16

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼野 俊輔

(72)【発明者】

【氏名】平井 太郎

(72)【発明者】

【氏名】神尾 茂

【テーマコード（参考）】

5H125

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125BA00

5H125BB00

5H125CA01

5H125CD04

5H125EE26

5H125EE41

5H125EE42

(57)【要約】

【課題】異常時における振動を抑制する車両制御装置及び車両制御プログラムを提供すること。
【解決手段】車両制御装置３０は、トルク監視部４２と、トルク設定部４３と、電池異常監視部４４と、スイッチ制御部４５と、メインマイコン監視部５１と、リセット制御部５２を有する。電池異常監視部４４及びメインマイコン監視部５１により電池パック２０の異常又はメインマイコン４０の異常が検知された場合、メインスイッチＳＭＲをオフする。一方、トルク設定部４３は、トルク監視部４２により、要求トルクの異常が検知された場合、モータ１１のトルクを漸減させるトルク漸減制御を実施する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の駆動輪（１５）に対して駆動連結している回転電機（１１）と、電源装置（２０）からの供給電力を変換して前記回転電機に供給する電力変換器（１２）と、前記電源装置と前記電力変換器との間の通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ部（ＳＭＲ）と、を備える車両制御システム（１０）の車両制御装置（３０）であって、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第１の異常を検知する第１異常検知部（４４，５１）と、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第２の異常を検知する第２異常検知部（４２）と、
前記第１異常検知部により第１の異常が検知された場合、前記スイッチ部によって前記電源装置と前記電力変換器との間の通電を遮断させる停止制御部（４５，５２）と、
前記回転電機のトルク設定部であって、前記第２異常検知部により第２の異常が検知された場合、前記回転電機のトルクを漸減させるトルク漸減制御を実施するトルク設定部（４３）と、を備える車両制御装置。

【請求項2】

複数のセンサ（３１，３２，３３）からの検出値に基づいて、前記回転電機の要求トルクを算出する要求トルク算出部（４１）をさらに備え、
前記第２異常検知部は、複数の前記センサのうち、所定のセンサ（３１，３２）から取得した検出値から監視用トルクを算出し、前記要求トルクと前記監視用トルクとの差が閾値以上である場合、前記第２の異常を検知したと判断するトルク監視部である請求項１に記載の車両制御装置。

【請求項3】

前記所定のセンサは、アクセルの操作量を検出するアクセルセンサ（３１）と、ギアのポジションを検出するギアポジションセンサ（３２）である請求項２に記載の車両制御装置。

【請求項4】

前記要求トルク算出部は、複数のセンサからの検出値及び車両の走行状態に基づいて、前記回転電機の要求トルクを算出する請求項３に記載の車両制御装置。

【請求項5】

前記回転電機は、トランスミッション（１３ａ）を介して前記駆動輪と駆動連結されており、
前記トルク設定部は、前記トランスミッションの変速比に応じて、トルク漸減制御の実行時におけるトルクの変化量又は変化率を変更する請求項１～４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。

【請求項6】

前記トルク設定部は、前記回転電機の要求トルクが予め決められたトルク最大値を超えていた場合、前記要求トルクをトルク最大値以下となるように再設定する請求項１～４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。

【請求項7】

前記第１異常検知部は、前記電源装置に係る異常を検知する電池異常監視部（４４）と、前記トルク設定部に係る異常を検知する制御装置監視部（５１）のうちいずれか一方、又は両方である請求項１～４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。

【請求項8】

車両の駆動輪（１５）に対して駆動連結している回転電機（１１）と、電源装置（２０）からの供給電力を変換して前記回転電機に供給する電力変換器（１２）と、前記電源装置と前記電力変換器との間の通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ部（ＳＭＲ）と、を備える車両制御システム（１０）の車両制御装置（３０）が実施する車両制御プログラムであって、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第１の異常を検知する第１異常検知処理と、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第２の異常を検知する第２異常検知処理と、
前記第１異常検知処理により第１の異常が検知された場合、前記スイッチ部によって前記電源装置と前記電力変換器との間の通電を遮断させる停止制御処理と、
前記回転電機のトルク設定処理であって、前記第２異常検知処理により第２の異常が検知された場合、前記回転電機のトルクを漸減させるトルク漸減制御を実施するトルク設定処理と、を備える車両制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車両制御装置及び車両制御プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電動車両などの駆動源としての回転電機を制御する車両制御装置では、車両制御システムのいずれかの箇所に何らかの異常が生じた場合、メインスイッチ（ＳＭＲ：システムメインリレー）をオフして組電池などの電源と回転電機との間の通電を遮断し、安全を確保している。このような技術は、例えば、特許文献１に記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２００８／０９９７６６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、電動車両などの車両において、回転電機は、ドライブシャフトなどを介して車輪と連結されている。このため、上述した電源遮断に伴い、回転電機の出力トルクが急激にゼロとなると、回転電機と車輪との間に配置されるドライブシャフトなどの部材においてねじれが生じ、その結果、車両に急な揺れ（振動）が生じる。このような揺れは、乗員に不安を与えるため、なるべく抑制することが望ましい。特に、異常時においては、そのような要望が強い。

【0005】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、異常時における振動を抑制する車両制御装置及び車両制御プログラムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

課題を解決するため車両制御装置は、車両の駆動輪に対して駆動連結している回転電機と、電源装置からの供給電力を変換して前記回転電機に供給する電力変換器と、前記電源装置と前記電力変換器との間の通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ部と、を備える車両制御システムの車両制御装置であって、前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第１の異常を検知する第１異常検知部と、前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第２の異常を検知する第２異常検知部と、前記第１異常検知部により第１の異常が検知された場合、前記スイッチ部によって前記電源装置と前記電力変換器との間の通電を遮断させる停止制御部と、前記回転電機のトルク設定部であって、前記第２異常検知部により第２の異常が検知された場合、前記回転電機のトルクを漸減させるトルク漸減制御を実施するトルク設定部と、を備えることを要旨とする。

【0007】

これにより、第２の異常が検知された場合には、電源装置と電力変換器との間の通電を遮断させることなく、回転電機のトルクを漸減させるため、異常時における振動を抑制することができる。

【0008】

課題を解決するため車両制御プログラムは、車両の駆動輪に対して駆動連結している回転電機と、電源装置からの供給電力を変換して前記回転電機に供給する電力変換器と、前記電源装置と前記電力変換器との間の通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ部と、を備える車両制御システムの車両制御装置が実施する車両制御プログラムであって、前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第１の異常を検知する第１異常検知処理と、前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第２の異常を検知する第２異常検知処理と、前記第１異常検知処理により第１の異常が検知された場合、前記スイッチ部によって前記電源装置と前記電力変換器との間の通電を遮断させる停止制御処理と、前記回転電機のトルク設定処理であって、前記第２異常検知処理により第２の異常が検知された場合、前記回転電機のトルクを漸減させるトルク漸減制御を実施するトルク設定処理と、を備えることを要旨とする。

【0009】

これにより、第２の異常が検知された場合には、電源装置と電力変換器との間の通電を遮断させることなく、回転電機のトルクを漸減させるため、異常時における振動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】車両制御システムの構成図。

【図2】（ａ）は、メインスイッチ遮断時における車両振動を示す図、（ｂ）は、トルク減衰制御時における車両振動を示す図。

【図3】車両制御装置の構成図。

【図4】算出処理のフローチャート。

【図5】トルク異常検知処理のフローチャート。

【図6】指令トルク設定処理のフローチャート。

【図7】指令トルクの減衰態様を示す図。

【図8】変速比と車両振動との関係を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本開示に係る車両制御装置、及び車両制御プログラムの実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態及び変形例の相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。本実施形態の車両制御装置は、例えば、電気自動車やハイブリッド車両を含む車両（移動体）の車両制御システムに搭載されている。

【0012】

図１に示すように、車両制御システム１０は、回転電機としてのモータ１１、電力変換器としてのインバータ１２、電源装置としての電池パック２０、及び車両制御装置３０などを備えている。モータ１１は、インバータ１２に接続され、車両の主機等の役割を果たす。また、インバータ１２は、３相インバータであり、電池パック２０に接続されている。車両制御装置３０は、インバータ１２を制御することによりモータ１１を制御する。以下、詳しく説明する。

【0013】

モータ１１は、３相の同期機であり、例えば永久磁石同期機である。モータ１１は、トランスミッション１３ａ、プロペラシャフト１３ｂ、デファレンシャルギヤ１３ｃ、及びドライブシャフト１４等を介して車両の駆動輪１５に対して駆動連結されている。すなわち、モータ１１は、駆動輪１５に対して動力を伝達することができるように構成されている。このため、モータ１１は、車両を走行させるトルクの発生源となる。

【0014】

インバータ１２は、上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎとの直列接続体（レグ）を３相分備えており、これらが並列に接続されている３相フルブリッジインバータである。上アームスイッチＳｐには、フリーホイールダイオードである上アームダイオードＤｐが逆並列（逆極性）に接続され、下アームスイッチＳｎには、フリーホイールダイオードである下アームダイオードＤｎが逆並列に接続されている。本実施形態において、各スイッチＳｐ，Ｓｎは半導体スイッチ素子（半導体デバイス）であり、例えば、ＩＧＢＴであるが、ＭＯＳＦＥＴであってもよい。なお、上アームスイッチＳｐと下アームスイッチＳｎを以下ではまとめてスイッチＳｐ，Ｓｎと示す場合がある。

【0015】

各相において、上アームスイッチＳｐと、下アームスイッチＳｎとの接続点には、モータ１１の各相の電機子巻線の第１端が接続されている。なお、各相の電機子巻線の第２端同士は、中性点で接続されている。つまり、スター結線されている。

【0016】

インバータ１２は、電源経路Ｌ１を介して電池パック２０に接続されている。なお、図示はしないが、電池パック２０とインバータ１２との間にＤＣＤＣコンバータなどが設けられていてもよい。そして、電源経路Ｌ１には、電源経路Ｌ１における通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ部としてのメインスイッチＳＭＲが設けられている。メインスイッチＳＭＲは、機械式リレースイッチであるが、半導体スイッチでもよい。

【0017】

電池パック２０は、モータ１１を回転駆動させるための電力供給源、つまり、電源装置となる。電池パック２０は、単電池である電池セルの直列接続体として構成された組電池２１と、組電池２１の電池状態を監視するＢＭＵ２２（バッテリーマネジメントユニット：Buttery Management Unit）などを備える。なお、ＢＭＵ２２の監視対象の単位は、組電池２１に限らず、電池セルごと、或いは複数の電池セルからなる電池モジュールごとであってもよい。

【0018】

組電池２１は、電源経路Ｌ１に接続されている。組電池２１を構成する各電池セルの端子間電圧（例えば定格電圧）は、例えば互いに同じに設定されている。電池セルは、例えば、リチウムイオン電池等の２次電池である。

【0019】

ＢＵＭ２２は、マイコン（マイクロコントローラ：Microcontroller Unit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrate Circuit）などから構成されており、監視対象（組電池２１又は各電池セル若しくは電池モジュール、以下同じ）の電池状態を取得する機能や、電池情報を車両制御装置３０に送信する機能などを有する。電池状態としては、例えば、監視対象の電圧値、電流値、ＳＯＣ（State Of Charge）、ＳＯＨ（State Of Health）などである。より詳しく説明すると、ＢＵＭ２２は、監視対象の端子間電圧を検出する電圧センサや、監視対象を流れる電流値を検出する電流センサ、監視対象の温度を検出する電池温度センサなどの各種の電池状態検出センサを備えており、それらの検出値を取得する。また、ＢＵＭ２２は、各種の電池状態検出センサから取得した検出値に基づいて、ＳＯＣやＳＯＨなどを推定し、取得する。そして、ＢＵＭ２２は、取得した電池状態に係る電池情報を車両制御装置３０に送信する。

【0020】

また、ＢＵＭ２２は、取得した電池状態に基づいて電池パック２０の異常を判定し、異常がある場合にはその旨を車両制御装置３０に送信する。例えば、ＢＵＭ２２は、組電池２１のＳＯＣや電圧などの電池状態に基づいて監視対象が過充電状態であるか否かを判定し、過充電状態である場合には、過充電異常である旨の信号を送信する。また、電池温度の異常（高温異常）や、電圧の異常（過電圧）、電流値の異常（過電流）、絶縁不良などを検出し、その旨を送信するように構成してもよい。これらの異常を通知する信号も電池情報に含まれる。なお、ＢＵＭ２２は、電池パック２０に異常があると判定した場合、或いは、電池パック２０に異常があり、かつ、電池パック２０の動作を停止させた方が良いと判定した場合、メインスイッチＳＭＲの遮断を要求するＳＭＲ遮断要求信号を送信してもよい。

【0021】

また、車両制御システム１０には、車両の走行状態を検出するための各種センサや、車両の操作情報を取得するための各種センサを備えている。例えば、車両の操作情報を取得するための各種センサには、アクセルの操作量を検出するアクセルセンサ３１、トランスミッション１３ａの変速比を検出するギアポジションセンサ３２が含まれる。図示しないが、操舵角センサが含まれていてもよい。また、車両の走行状態を検出するための各種センサには、車速センサ３３などが含まれる。図示しないが、加速度センサやヨーレートセンサなどが含まれていてもよい。これらの検出情報は、車両制御装置３０に送信される。

【0022】

次に、車両制御装置３０について説明する。車両制御装置３０は、詳しくは後述するが、マイコンを主体として構成されている。マイコンは、ＣＰＵや、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶部を備えている。車両制御装置３０が提供する機能は、実体的なメモリ装置（記憶部）に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。

【0023】

例えば、マイコンがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多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って提供することができる。例えば、マイコンは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されたプログラムは、例えばＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。

【0024】

車両制御装置３０は、ＲＯＭに記憶されている車両制御プログラムを実行することにより、各種センサの検出値及び上位ＥＣＵなどの外部装置２００からの指令に基づいて、各種制御（各種処理）を実施する。例えば、車両制御装置３０は、車両制御システム１０に関する各種異常を検知し、異常を検知した場合には、当該異常に対処するための制御を実施する。

【0025】

ところで、従来においては、車両制御システム１０に関する各種異常を検知した場合、メインスイッチＳＭＲをオフにして、電池パック２０からの通電を遮断することにより車両の安全を確保していた。しかしながら、電池パック２０からモータ１１への通電を急に遮断すると、モータ１１と駆動輪１５との間、例えば、ドライブシャフト１４において捻じれが生じる。この捻じれが解消する際、車両には、図２（ａ）に示すような周期的な振動が生じる。このような振動は、乗員の不安や恐怖に繋がる。特に、異常に基づいて車両を停止させるような状況ならば、不安や恐怖をより感じやすくなっている。このため、モータ１１を停止させる場合には、できる限り振動を抑制し、不安感などを与えないようにすることが望ましい。

【0026】

そこで、本実施形態の車両制御装置３０では、車両の緊急停止時において振動を抑制するための制御を実施可能に構成されている。以下、詳しく説明する。

【0027】

図３に示すように、車両制御装置３０は、メインマイコン４０と、サブマイコン５０を備える。メインマイコン４０及びサブマイコン５０は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭをそれぞれ備え、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラム（車両制御プログラム）を実行することにより各種機能を実現する。なお、メインマイコン４０及びサブマイコン５０が備える機能のうち全部又は一部は、ハードウェアで構成されていても構わない。

【0028】

メインマイコン４０は、モータ１１への要求トルクを算出する要求トルク算出部４１としての機能と、モータ１１への要求トルクの異常を検知するトルク監視部４２としての機能と、モータ１１の指令トルクを設定するトルク設定部４３としての機能を備える。また、メインマイコン４０は、電池パック２０の異常を検知する電池異常監視部４４としての機能と、メインスイッチＳＭＲを制御するスイッチ制御部４５としての機能を備える。

【0029】

要求トルク算出部４１は、周知の方法で、モータ１１の要求トルクを算出する。要求トルクの算出処理の一例を図４に示す。この算出処理は、所定周期（例えば、１０ｍｓ）ごとにメインマイコン４０により実施される。これにより、メインマイコン４０が、要求トルク算出部４１として機能する。詳しく説明すると、要求トルク算出部４１は、車両の走行状態を検出するための各種センサや、車両の操作情報を取得するための各種センサから各種検出値を取得し、各種検出値に基づいてマップなどにより要求トルクを算出する。本実施形態では、要求トルク算出部４１は、アクセルセンサ３１により検出されたアクセルの操作量、ギアポジションセンサ３２により検出された変速比（ギアポジション）、車速センサ３３により検出された車両速度に基づいて、マップなどを参照して、要求トルクを算出する（ステップＳ１１）。

【0030】

その際、要求トルク算出部４１は、各種検出値の履歴から、急加速や急減速を抑制するように、つまり、急激な変化（衝撃）を制限するように、ステップＳ１１で算出した要求トルクを補正してもよい（ステップＳ１２）。さらには、要求トルク算出部４１は、組電池２１を保護するため、ステップＳ１２で算出した要求トルクを抑制するように補正してもよい（ステップＳ１３）。例えば、組電池２１からの出力が過大とならないように、要求トルクを抑制してもよい。

【0031】

トルク監視部４２は、モータ１１への要求トルクの異常を検知する。要求トルクの異常を検知するためのトルク異常検知処理の一例を図５に示す。このトルク異常検知処理は、所定周期（例えば、１０ｍｓ）ごとにメインマイコン４０により実施される。これにより、メインマイコン４０が、トルク監視部４２として機能する。

【0032】

詳しく説明すると、トルク監視部４２は、車両制御システム１０に備えられた複数のセンサのうち、所定のセンサから取得した検出値から監視用トルクを算出する（ステップＳ２１）。所定のセンサは、検出値の信頼性が高い（誤差が少ない）センサであって、要求トルクの算出に際して大きな影響を与える根源的なセンサである。本実施形態では、アクセルセンサ３１と、ギアポジションセンサ３２が、所定のセンサに相当する。これらのセンサの検出値に基づいてマップなどにより監視用トルクを算出する。

【0033】

そして、トルク監視部４２は、要求トルク算出部４１が算出した要求トルクと前記監視用トルクとの差が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。閾値は、任意の値であり、実験やシミュレーションなどにより定められる。すなわち、監視用トルクは、検出値の信頼性が高いセンサであって、要求トルクの算出に際して大きな影響を与えるセンサの検出値に基づいて算出されるため、比較的、車両の運転者の意図に沿ったトルクになりやすい。このため、要求トルクと監視用トルクとの差に、大きな乖離が生じていると要求トルクを算出する際に何らかの異常が発生していると考えられる。そこで、要求トルクと前記監視用トルクとの差が閾値以上である場合には、要求トルクに異常が生じていると判断している。

【0034】

ステップＳ２２の判定結果が肯定である場合、トルク監視部４２は、要求トルクの値が異常であると判定し、その旨を記憶する（ステップＳ２３）。具体的には、トルク異常フラグに異常であることを示す値「１」を設定する。一方、ステップＳ２２の判定結果が否定である場合、要求トルクの値が正常であると判定し、その旨を記憶する（ステップＳ２４）。具体的には、トルク異常フラグに正常であることを示す値「０」を設定する。以上により、本実施形態のトルク監視部４２が、車両制御システム１０の異常のうち、予め定めた第２の異常（要求トルクの異常）を検知する第２異常検知部に相当し、トルク異常監視処理が、第２異常検知処理に相当する。

【0035】

トルク設定部４３は、モータ１１の指令トルクを設定する。指令トルク設定処理の一例を図６に示す。この指令トルク設定処理は、所定周期（例えば、１０ｍｓ）ごとにメインマイコン４０により実施される。これにより、メインマイコン４０が、トルク設定部４３として機能する。

【0036】

指令トルク設定処理を実施すると、トルク設定部４３は、要求トルク算出部４１により算出された要求トルクが、モータ１１において予め決められた最大値（例えば、最大定格トルク値）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。この判定結果が否定の場合、トルク設定部４３は、要求トルクとして最大値を設定する（ステップＳ３２）。

【0037】

次に、ステップＳ３１の判定結果が肯定の場合、又はステップＳ３２の処理後、トルク設定部４３は、トルク異常フラグに「０」が設定されているか否かを判定する（ステップＳ３３）。すなわち、トルク設定部４３は、トルク監視部４２により要求トルクの値が正常な値であると判定されたか否かについて判定する。

【0038】

ステップＳ３３の判定結果が肯定の場合、すなわち、トルク異常フラグに正常であることを示す値「０」が設定されている場合、トルク設定部４３は、要求トルクを指令トルクとして設定し、インバータ１２に出力する（ステップＳ３４）。

【0039】

一方、ステップＳ３３の判定結果が否定の場合、すなわち、トルク異常フラグに異常であることを示す値「１」が設定されている場合、トルク設定部４３は、モータ１１のトルクがゼロとなるまで漸減させるトルク漸減制御を実施する（ステップＳ３５）。

【0040】

トルク漸減制御について説明する。トルク漸減制御において、トルク設定部４３は、要求トルクの現在値からゼロにする波形（入力波形）を、所定のなまし率でなまし処理することにより応答波形（出力波形）を得て、当該応答波形に基づいて指令トルクを設定し、インバータ１２に出力する。これにより、モータ１１のトルクがゼロとなるまで徐々に減少させる。

【0041】

より具体的に説明すると、一次遅れフィルタなどの伝達関数に、要求トルクをゼロにする入力波形を入力することにより、応答波形を得ている。なお、なまし処理することができるのであれば、その方法は任意であり、例えば、所定の変化量又は変化率で、入力波形を徐々に減少させるようにしてもよい。本実施形態では、ローパスフィルタによるフィルタ処理を実施することにより、入力波形（図７において破線で示す）から応答波形（図７において実線で示す）を得て、応答波形に応じて指令トルクを決定している。

【0042】

ところで、トランスミッション１３ａの変速比（減速比）により、ドライブシャフト１４の捻じれに基づく振動の周波数（共振周波数）が異なることを発見した。具体的には、図８に示すように、トランスミッション１３ａの変速比が大きい場合には、振動の周波数が低くなる（図８において破線で示す）一方、変速比が小さい場合には、振動の周波数が高くなる（図８において実線で示す）。

【0043】

そこで、本実施形態では、変速比によりなまし率を異ならせるようにした。すなわち、変速比が大きい場合には、変速比が小さい場合に比較して、なまし率を緩やかにした。つまり、変速比が大きい場合には、変速比が小さい場合に比較して、トルクの変化量又は変化率を小さくすればよい。本実施形態では、変速比に応じてなまし処理で使用するローパスフィルタの時定数を変更している。具体的には、変速比が大きい場合には、変速比が小さい場合に比較して、ローパスフィルタの時定数を大きくしている。

【0044】

インバータ１２には、インバータ１２を制御するための制御装置（マイコン等）であるインバータ制御部１２ａが設けられている。インバータ制御部１２ａは、トルク設定部４３から入力した指令トルクに基づいて、インバータ１２を制御する。具体的には、インバータ制御部１２ａは、モータ１１やインバータ１２における状態を検出する状態検出センサの検出値に基づいて、モータ１１のトルクを指令トルクに制御すべく、インバータ１２を操作する。

【0045】

詳しくは、インバータ制御部１２ａは、インバータ１２を構成する各スイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフすべく、操作信号を生成し、各スイッチＳｐ，Ｓｎのゲート駆動回路（インバータ１２に内蔵、図示せず）に対して出力することにより、各スイッチＳｐ，Ｓｎをオンオフ制御する。これにより、モータ１１のトルクが制御されることとなる。なお、モータ１１やインバータ１２における状態を検出する状態検出センサとは、例えば、モータ１１の回転角度センサや、各相電流を検出する電流センサ、各相電圧を検出する電圧センサなどである。

【0046】

次に、電池異常監視部４４について説明する。メインマイコン４０は、電池異常を検出するための電池異常監視処理を所定周期ごとに実施しており、この処理を実施することにより、メインマイコン４０が電池異常監視部４４として機能する。電池異常監視部４４は、車両制御システム１０の異常のうち、電池パック２０の異常を検知するものであり、例えば、ＢＭＵ２２から入力した電池情報に基づいて、電池パック２０に異常が生じたか否かを検知する。例えば、電池異常監視部４４は、ＢＭＵ２２から電池パック２０に異常がある旨の信号（電池情報）を入力した場合には、電池パック２０に異常が生じたと判定する。また、電池異常監視部４４は、ＢＭＵ２２から電池温度の異常（高温異常）や、電圧の異常（過電圧）、電流値の異常（過電流）、絶縁不良などを検出された旨の信号を入力した場合には、電池パック２０に異常が生じたと判定する。また、電池異常監視部４４は、監視対象の電圧、電池温度、電流、ＳＯＣ、ＳＯＨなどから電池パック２０の異常を判定してもよい。また、電池異常監視部４４は、ＢＭＵ２２からＳＭＲ遮断要求信号を受信した場合にも、電池パック２０の異常として検知してもよい。

【0047】

スイッチ制御部４５は、メインスイッチＳＭＲのオンオフを制御するスイッチ制御処理を実施する。このスイッチ制御処理において、スイッチ制御部４５は、電池異常監視部４４により電池パック２０の異常が検知された場合、メインマイコン４０による制御中であるか否かに関係なく、メインスイッチＳＭＲをオフし、電池パック２０とモータ１１との間の通電を遮断する。

【0048】

また、スイッチ制御部４５は、上位ＥＣＵなどの外部装置２００から車両制御システム１０の異常のうち、所定の異常が通知された場合においても、メインスイッチＳＭＲをオフしてもよい。所定の異常とは、例えば、車両火災に繋がるような異常や、モータ１１を正常に制御できないような異常であり、車両制御システム１０を即時停止させる必要があるような異常である。モータ１１やインバータ１２などの故障もこれに含まれる。

【0049】

次にサブマイコン５０について説明する。サブマイコン５０は、メインマイコン４０の異常を検知するメインマイコン監視部５１と、メインマイコン４０をリセットするリセット制御部５２としての機能を備える。メインマイコン監視部５１は、メインマイコン４０が正常に動作しているか否かを監視する。すなわち、メインマイコン４０が各種機能を正常に実施することができるか否かを監視している。監視方法については、周知の方法で構わない。

【0050】

リセット制御部５２は、メインマイコン監視部５１がメインマイコン４０の異常を検出すると、メインマイコン４０をリセット（初期化）する。メインマイコン４０がリセットされると、メインスイッチＳＭＲのオンオフ状態も初期化され、オフされる。すなわち、メインスイッチＳＭＲは、オンを維持することができなくなり、強制的にオフされる。これにより、リセット制御部５２は、電池パック２０とモータ１１との間の通電を遮断することができる。

【0051】

本実施形態では、電池異常監視部４４と、メインマイコン監視部５１が、第１異常検知部に相当する。なお、電池異常監視部４４と、メインマイコン監視部５１は、いずれか一方でも構わない。また、電池異常監視処理とメインマイコン監視処理が、第１異常検知処理に相当する。同様に、電池異常監視処理とメインマイコン監視処理は、いずれか一方でも構わない。また、メインマイコン監視部５１が、制御装置監視部に相当する。また、スイッチ制御部４５及びリセット制御部５２が、停止制御部に相当する。そして、スイッチ制御部４５による処理（スイッチ制御処理）及びリセット制御部５２による処理（リセット制御処理）が、停止制御処理に相当する。なお、スイッチ制御部４５による処理及びリセット制御部５２による処理は、いずれか一方だけでもよい。また、サブマイコン５０がメインスイッチＳＭＲを制御する機能（スイッチ制御部４５としての機能）や電池異常監視部４４としての機能を備えていてもよい。また、リセット制御部５２は、電池パック２０の異常が検知された場合や外部装置２００から車両制御システム１０の異常のうち、所定の異常が通知された場合に、メインマイコン４０をリセットして、メインスイッチＳＭＲをオフしてもよい。

【0052】

次に、上記実施形態の車両制御装置３０による作用及び効果について説明する。

【0053】

車両制御システム１０に関する異常には、例えば、車両火災に繋がるような異常もあれば、モータ１１の要求トルクを適切な値に設定できないといった異常もある。どちらの異常も最終的には事故につながる可能性があるため、車両を停止させることが望ましい。しかしながら、要求トルクを適切な値に設定できなくても、モータ１１のトルクを適切に制御できる状態であれば、電池パック２０からモータ１１への通電を急に遮断することなく、モータ１１のトルクを漸減させて、振動を抑制することが望ましい。

【0054】

そこで、車両制御装置３０では、車両制御システム１０に関する異常のうち、予め決められた第１の異常が検知された場合には、電池パック２０とインバータ１２との間の通電を遮断させるようにメインスイッチＳＭＲを制御する一方、第２の異常が検知された場合には、モータ１１のトルク（出力トルク）を漸減させるトルク漸減制御を実施するようにしている。

【0055】

詳しくは、電池パック２０又はメインマイコン４０の異常（第１の異常）が検知された場合、スイッチ制御部４５又はリセット制御部５２は、メインスイッチＳＭＲをオフさせる。つまり、電池パック２０の異常は、車両火災に繋がるような異常であるため、電池パック２０との通電を遮断し、動作を停止させる。また、メインマイコン４０の異常は、モータ１１のトルクを制御できない可能性があるため、電池パック２０との通電を遮断して、動作を停止せざるを得ないため、停止させる。

【0056】

一方、メインマイコン４０のトルク監視部４２により、要求トルクの異常（第２の異常）が検知された場合、トルク設定部４３は、指令トルクを漸減させるように設定するトルク漸減制御を実施する。この制御により、図７に示すように指令トルクを漸減させ、モータ１１のトルクを漸減させることができる。これにより、図２（ｂ）において実線で示すように、遮断に伴う振動を抑制することができる。

【0057】

トルク監視部４２は、要求トルクと監視用トルクとの差が閾値以上である場合、第２の異常（要求トルクの異常）を検知したと判断し、トルク設定部４３は、この場合、トルク漸減制御を実施する。

【0058】

なお、要求トルク算出部４１は、車両の走行状態を検出するための各種センサや、車両の操作情報を取得するための各種センサから各種検出値を取得し、各種検出値に基づいてマップなどにより要求トルクを算出する。具体的には、アクセルセンサ３１により検出されたアクセルの操作量、ギアポジションセンサ３２により検出された変速比、車速センサ３３により検出された車両速度に基づいて、マップなどを参照して、要求トルクを算出する。その際、各種検出値の履歴から急加速や急減速を抑制するように、又は組電池２１を保護するために、要求トルクが補正されることがある。

【0059】

一方、トルク監視部４２は、検出値の信頼性が高い（誤差が少ない）センサであって、要求トルクの算出に際して大きな影響を与える根源的なセンサの検出値に基づいてマップなどにより監視用トルクを算出する。本実施形態では、アクセルセンサ３１と、ギアポジションセンサ３２の検出値を利用して監視用トルクが算出される。このため、監視用トルクは、本来、要求トルクから大きく離れた値となることはないため、要求トルクと監視用トルクとの差が閾値以上であるか否かを判定することにより、的確に要求トルクの異常を検出することができる。

【0060】

トルク設定部４３は、トランスミッション１３ａの変速比に応じて、トルク漸減制御時における指令トルクのなまし率を異ならせるようにした。つまり、トルク漸減制御時における指令トルクの変化量又は変化率を変更するようにした。具体的には、変速比が大きい場合には、変速比が小さい場合に比較して、なまし率を緩やかにした。すなわち、変速比が大きい場合には、変速比が小さい場合に比較して、指令トルクの変化量又は変化率を小さくした。本実施形態では、変速比が大きい場合には、変速比が小さい場合に比較して、なまし処理に用いられるローパスフィルタの時定数を大きくした。これにより、変速比に応じて適切ななまし率を設定することができ、振動を適切に設定することが可能となる。

【0061】

また、トルク設定部４３は、要求トルク算出部４１により算出された要求トルクが予め決められた最大値を超えていた場合、最大値以下となるように指令トルクを設定している。これにより、モータ１１のトルクの最大値を超えるような指令トルクが指示されることを防止でき、電池パック２０、モータ１１、インバータ１２などを含む車両制御システム１０を保護することができる。

【0062】

（変形例）
上記車両制御システム１０や車両制御装置３０の構成の一部を変更してもよい。以下に変形例を示す。

【0063】

・上記実施形態において、車両火災に繋がるような異常が、上位ＥＣＵなどの外部装置２００から車両制御装置３０に入力された場合、第１の異常が検知されたとして、メインスイッチＳＭＲをオフしてもよい。

【0064】

・上記実施形態において、モータ１１からのトルクを、駆動輪１５に伝達するための構成、つまり、モータ１１と駆動輪１５との間における構成部材は任意に変更してもよい。モータ１１の駆動力が駆動輪１５に伝わればよい。

【0065】

・上記実施形態において、変速比に応じてなまし率（トルクの変化率、変化量、ローパスフィルタの時定数を含む）を変更したが、変速比に応じて変更しなくてもよい。

【0066】

・上記実施形態において、メインマイコン４０にスイッチ制御部４５を設けたが、スイッチ制御部４５をメインマイコン４０とは別のハードウェアにより実現してもよい。

【0067】

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至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専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によって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。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至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一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、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。

【0068】

以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。

【0069】

［構成１］
車両の駆動輪（１５）に対して駆動連結している回転電機（１１）と、電源装置（２０）からの供給電力を変換して前記回転電機に供給する電力変換器（１２）と、前記電源装置と前記電力変換器との間の通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ部（ＳＭＲ）と、を備える車両制御システム（１０）の車両制御装置（３０）であって、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第１の異常を検知する第１異常検知部（４４，５１）と、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第２の異常を検知する第２異常検知部（４２）と、
前記第１異常検知部により第１の異常が検知された場合、前記スイッチ部によって前記電源装置と前記電力変換器との間の通電を遮断させる停止制御部（４５，５２）と、
前記回転電機のトルク設定部であって、前記第２異常検知部により第２の異常が検知された場合、前記回転電機のトルクを漸減させるトルク漸減制御を実施するトルク設定部（４３）と、を備える車両制御装置。

【0070】

［構成２］
複数のセンサ（３１，３２，３３）からの検出値に基づいて、前記回転電機の要求トルクを算出する要求トルク算出部（４１）をさらに備え、
前記第２異常検知部は、複数の前記センサのうち、所定のセンサ（３１，３２）から取得した検出値から監視用トルクを算出し、前記要求トルクと前記監視用トルクとの差が閾値以上である場合、前記第２の異常を検知したと判断するトルク監視部である構成１に記載の車両制御装置。

【0071】

［構成３］
前記所定のセンサは、アクセルの操作量を検出するアクセルセンサ（３１）と、ギアのポジションを検出するギアポジションセンサ（３２）である構成２に記載の車両制御装置。

【0072】

［構成４］
前記要求トルク算出部は、複数のセンサからの検出値及び車両の走行状態に基づいて、前記回転電機の要求トルクを算出する構成２又は３に記載の車両制御装置。

【0073】

［構成５］
前記回転電機は、トランスミッション（１３ａ）を介して前記駆動輪と駆動連結されており、
前記トルク設定部は、前記トランスミッションの変速比に応じて、トルク漸減制御の実行時におけるトルクの変化量又は変化率を変更する構成１～４のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。

【0074】

［構成６］
前記トルク設定部は、前記回転電機の要求トルクが予め決められたトルク最大値を超えていた場合、前記要求トルクをトルク最大値以下となるように再設定する構成１～５のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。

【0075】

［構成７］
前記第１異常検知部は、前記電源装置に係る異常を検知する電池異常監視部（４４）と、前記トルク設定部に係る異常を検知する制御装置監視部（５１）のうちいずれか一方、又は両方である構成１～６のうちいずれか１項に記載の車両制御装置。

【0076】

［構成８］
車両の駆動輪（１５）に対して駆動連結している回転電機（１１）と、電源装置（２０）からの供給電力を変換して前記回転電機に供給する電力変換器（１２）と、前記電源装置と前記電力変換器との間の通電及び通電遮断を切り替えるスイッチ部（ＳＭＲ）と、を備える車両制御システム（１０）の車両制御装置（３０）が実施する車両制御プログラムであって、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第１の異常を検知する第１異常検知処理と、
前記車両制御システムの異常のうち、予め決められた第２の異常を検知する第２異常検知処理と、
前記第１異常検知処理により第１の異常が検知された場合、前記スイッチ部によって前記電源装置と前記電力変換器との間の通電を遮断させる停止制御処理と、
前記回転電機のトルク設定処理であって、前記第２異常検知処理により第２の異常が検知された場合、前記回転電機のトルクを漸減させるトルク漸減制御を実施するトルク設定処理と、を備える車両制御プログラム。

【符号の説明】

【0077】

１０…車両制御システム、１１…モータ、１２…インバータ、１５…駆動輪、２０…電池パック、２１…組電池、３０…車両制御装置、３１…アクセルセンサ、３２…ギアポジションセンサ、３３…車速センサ、４０…メインマイコン、４１…要求トルク算出部、４２…トルク監視部、４３…トルク設定部、４４…電池異常監視部、４５…スイッチ制御部、５０…サブマイコン、５１…メインマイコン監視部、５２…リセット制御部、ＳＭＲ…メインスイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】