特開 2024-78816 電子制御装置

(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】P2024078816

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】電子制御装置

(51)【国際特許分類】

   G01P 3/56 20060101AFI20240604BHJP

   B60T 8/173 20060101ALI20240604BHJP

   B60T 8/171 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

G01P3/56 A

B60T8/173

B60T8/171 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022191382

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】竹谷 佑介

(72)【発明者】

【氏名】山本 勇作

【テーマコード（参考）】

3D246

【Ｆターム（参考）】

3D246AA08

3D246BA02

3D246DA01

3D246GB39

3D246HA28A

3D246HA64A

3D246HA81A

3D246HA93A

3D246KA02

3D246KA13

(57)【要約】

【課題】ノイズ成分を除去しつつもフィルタ処理の実施に伴う位相遅れの少ない状態量検出値を算出できるようにすること。
【解決手段】ＥＣＵ４０は、車輪速センサ５１の検出信号を数値化した車輪速生値に対して第１フィルタ処理を施すことによって、第１車輪速処理値を導出する第１フィルタ処理部１０１と、車輪速生値に対して第２フィルタ処理を施すことによって、第２車輪速処理値を導出する第２フィルタ処理部１０２と、第２車輪速処理値に対して第１フィルタ処理を施すことによって、第３車輪速処理値を導出する第３フィルタ処理部１０３と、第３車輪速処理値と第２車輪速処理値との差分と第１車輪速処理値とに基づいて、車輪速検出値を算出する状態量算出部１０４とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原動機の動力で移動する輸送機器の状態量を検出するセンサを備える前記輸送機器に搭載される電子制御装置であって、
前記センサの検出信号を数値化した生値に対して、ローパスフィルタを用いる第１フィルタ処理を施すことによって、第１状態量処理値を導出する第１フィルタ処理部と、
前記生値に対して前記第１フィルタ処理を施した場合と同等以上の前記生値からのノイズの除去効率を有する第２フィルタ処理を前記生値に対して施すことによって、第２状態量処理値を導出する第２フィルタ処理部と、
前記第２状態量処理値に対して前記第１フィルタ処理を施すことによって、第３状態量処理値を導出する第３フィルタ処理部と、
前記第３状態量処理値と前記第２状態量処理値との差分と前記第１状態量処理値とに基づいて、前記状態量の検出値である状態量検出値を算出する状態量算出部と、を備える
電子制御装置。

【請求項2】

前記第２フィルタ処理は、前記生値に対して前記第１フィルタ処理を施した場合よりも前記生値からのノイズの除去効率の高い処理である
請求項１に記載の電子制御装置。

【請求項3】

前記第２フィルタ処理は、ローパスフィルタを用いるフィルタ処理である
請求項１に記載の電子制御装置。

【請求項4】

前記第２フィルタ処理のローパスフィルタのカットオフ周波数は、前記第１フィルタ処理のローパスフィルタのカットオフ周波数よりも低い
請求項３に記載の電子制御装置。

【請求項5】

前記センサは、速度を検出するセンサであり、
前記状態量算出部は、前記状態量検出値として速度の検出値を算出する
請求項１から請求項４のうち何れか一項に記載の電子制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、原動機の動力で移動する輸送機器に搭載される電子制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、車輪速センサの検出値を基に、車輪のスリップ度合いを推定する制御装置を開示している。当該制御装置は、車輪速センサの出力値に基づいた車輪速に対して第１フィルタ処理を施すことによって算出した第１車輪速フィルタ値と、当該車輪速に対して第２フィルタ処理を施すことによって算出した第２車輪速フィルタ値との差分を取得する。第１フィルタ処理及び第２フィルタ処理は何れもローパスフィルタを用いたフィルタ処理である。第１フィルタ処理と第２フィルタ処理とではローパスフィルタのカットオフ周波数が異なる。そのため、車輪速が減速している場合には、車輪のスリップ率が高いほど上記差分が大きくなる。したがって、制御装置は上記差分に基づいて車輪のスリップ度合いを推定できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－１８２８８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車輪速センサなどのように車両の状態量を検出するセンサの検出信号を数値化した生値には、ノイズ成分が重畳している。そのため、一般的には、生値に対してフィルタ処理を施すことによって状態量検出値が導出される。しかしながら、フィルタ処理を生値に施した場合、当該フィルタ処理による位相遅れが生じるため、制御装置が導出した状態量検出値と状態量の実値との間に乖離が生じるおそれがある。なお、こうした課題は、車両以外の他の輸送機器の状態量を検出する場合でも生じうる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記課題を解決するための電子制御装置は、原動機の動力で移動する輸送機器の状態量を検出するセンサを備える前記輸送機器に搭載される装置である。当該電子制御装置は、前記センサの検出信号を数値化した生値に対して、ローパスフィルタを用いる第１フィルタ処理を施すことによって、第１状態量処理値を導出する第１フィルタ処理部と、前記生値に対して前記第１フィルタ処理を施した場合と同等以上の前記生値からのノイズの除去効率を有する第２フィルタ処理を前記生値に対して施すことによって、第２状態量処理値を導出する第２フィルタ処理部と、前記第２状態量処理値に対して前記第１フィルタ処理を施すことによって、第３状態量処理値を導出する第３フィルタ処理部と、前記第３状態量処理値と前記第２状態量処理値との差分と前記第１状態量処理値とに基づいて、前記状態量の検出値である状態量検出値を算出する状態量算出部と、を備えている。なお、原動機の動力で移動する輸送機器としては、例えば、車両、航空機及び船舶を挙げることができる。

【0006】

上記電子制御装置は、生値に対して第２フィルタ処理を施すことによって第２状態量処理値を導出する。また、電子制御装置は、第２状態量処理値に対して第１フィルタ処理を施すことによって、第３状態量処理値を導出する。第３状態量処理値と第２状態量処理値との差分は、生値に対して第１フィルタ処理を施した場合の位相遅れに対応する。そこで、上記電子制御装置は、当該差分と第１状態量処理値とに基づいて、状態量検出値を算出する。これにより、上記電子制御装置は、ノイズ成分を除去しつつもフィルタ処理の実施に伴う位相遅れの少ない状態量検出値を算出できる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態の電子制御装置と、制動アクチュエータと、摩擦ブレーキと、車輪とを示す概略構成図である。

【図2】図２は、図１の電子制御装置で実行される各種の処理の流れを説明するブロック図である。

【図3】図３は、車輪速の推移を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、原動機の動力で移動する輸送機器に搭載される電子制御装置の一実施形態を図１から図３に従って説明する。本実施形態では、上記輸送機器は車両である。車両は、エンジン及び電気モータのうちの少なくとも一方を原動機として備えている。以降では、電子制御装置を「ＥＣＵ」と記載する。

【0009】

図１は、車輪１１と、摩擦ブレーキ２０と、制動アクチュエータ３０と、ＥＣＵ４０とを備える車両１０を示す模式図である。車両１０は、回生制動力を発生させることのできる電動車両である。

【0010】

＜摩擦ブレーキと制動アクチュエータ＞
摩擦ブレーキ２０は、ホイールシリンダ２１と、回転体２２と、摩擦部材２３とを備えている。回転体２２は車輪１１と一体に回転する。摩擦部材２３を回転体２２に押し付けることにより、車輪１１に制動力が発生する。摩擦ブレーキ２０は、ホイールシリンダ２１の液圧が高いほど摩擦部材２３を回転体２２に押し付ける力が大きくなるように構成されている。以降では、摩擦ブレーキ２０の作動によって車輪１１に発生する制動力を「摩擦制動力」ともいう。

【0011】

制動アクチュエータ３０は、ホイールシリンダ２１にブレーキ液を供給できるように構成されている。すなわち、制動アクチュエータ３０は、ホイールシリンダ２１の液圧を調整することによって車輪１１に発生する摩擦制動力を調整する。

【0012】

＜車両の検出系＞
車両１０の検出系は、車両１０の状態量を検出する複数種類のセンサを備えている。複数種類のセンサは、車輪速センサ５１を含んでいる。車輪速センサ５１は、車両１０の状態量の一例である車輪１１の回転速度を、例えば、車輪１１の回転に伴って発生するパルス信号として検出する。車輪速センサ５１の検出信号はＥＣＵ４０に出力される。

【0013】

＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ４０は、センサの検出信号に基づいて制動アクチュエータ３０を制御する処理回路４１を備えている。処理回路４１はＣＰＵ４２とメモリ４３とを有している。メモリ４３は、ＣＰＵ４２によって実行される制御プログラムを記憶している。

【0014】

処理回路４１は、ＣＰＵ４２が制御プログラムを実行することによって、第１フィルタ処理部１０１、第２フィルタ処理部１０２、第３フィルタ処理部１０３、状態量算出部１０４及び制動制御部１１０として機能する。第１フィルタ処理部１０１、第２フィルタ処理部１０２、第３フィルタ処理部１０３及び状態量算出部１０４は、車輪速センサ５１の検出信号を基に、車両１０の状態量の検出値として車輪速検出値ＶＷＡＤＪを算出するための機能部である。制動制御部１１０は、制動アクチュエータ３０を制御するための機能部である。

【0015】

なお、処理回路４１は、車輪速センサ５１からＥＣＵ４０に入力された検出信号に基づいて、当該検出信号を数値化した生値である車輪速生値ＶＷＳＥを算出する。車輪速生値ＶＷＳＥは、ソフトウェアによるフィルタ処理を施していない車輪速度の算出値である。フィルタ処理は、ノイズ成分を除去するための処理である。ここで、信号の検出時、及び、車輪速センサ５１からＥＣＵ４０に信号が伝達される過程で、車輪速センサ５１の検出信号にノイズ成分が重畳してしまうことがある。この場合、上記のようなフィルタ処理が施されていない車輪速生値ＶＷＳＥは、ノイズ成分を含んだ算出値となってしまう。

【0016】

＜機能部＞
図１、図２及び図３を参照し、上述した複数の機能部について説明する。
第１フィルタ処理部１０１は、車輪速センサ５１の生値である車輪速生値ＶＷＳＥに対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施すことによって、第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１を導出する。第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１が「第１状態量処理値」に対応する。第１フィルタ処理Ｍ１１は、ローパスフィルタを用いたフィルタ処理である。第１フィルタ処理Ｍ１１で用いるローパスフィルタを「第１ローパスフィルタ」という。第１ローパスフィルタは、車輪速生値ＶＷＳＥに重畳するノイズ成分の除去効率が比較的低いフィルタである。ただし、カットオフ周波数は、第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１に残存するノイズ成分が制動力制御の精度に影響を与えない程度の値に設定されている。

【0017】

第２フィルタ処理部１０２は、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第２フィルタ処理Ｍ１２を施すことによって、第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２を導出する。第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２が「第２状態量処理値」に対応する。本実施形態では、第２フィルタ処理Ｍ１２は、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第１フィルタ処理を施した場合よりも車輪速生値ＶＷＳＥからのノイズ成分の除去効率が高くなるように構成されている。例えば、第２フィルタ処理Ｍ１２はローパスフィルタを用いたフィルタ処理である。第２フィルタ処理Ｍ１２で用いるローパスフィルタを「第２ローパスフィルタ」という。第２ローパスフィルタは、車輪速生値ＶＷＳＥに重畳するノイズ成分の除去効率が比較的高いフィルタである。すなわち、第２ローパスフィルタのカットオフ周波数は、第１ローパスフィルタのカットオフ周波数よりも低い。そのため、第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２にはノイズ成分がほとんど残存しない。ただし、図３に示すように車輪１１での制動力の発生によって車輪速が低下する場合において、車輪速の実値に対する第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２の応答遅れは、車輪速の実値に対する第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１の応答遅れよりも大きい。

【0018】

第３フィルタ処理部１０３は、第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２に対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施すことによって、第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３を導出する。第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３が「第３状態量処理値」に対応する。

【0019】

状態量算出部１０４は、第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３と第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２との差分ＤＶＷと、第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１とに基づいて、車輪速検出値ＶＷＡＤＪを算出する。すなわち、状態量算出部１０４は、第１算出処理Ｍ１４、第２算出処理Ｍ１５及びガード処理Ｍ１６を実行することによって、車輪速検出値ＶＷＡＤＪを算出する。

【0020】

状態量算出部１０４は、第１算出処理Ｍ１４において、第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３から第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２を引いた値を、第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３と第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２との差分ＤＶＷとして算出する。

【0021】

状態量算出部１０４は、第２算出処理Ｍ１５において、第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１から差分ＤＶＷを引いた値を、車輪速検出値の仮値ＶＷＡＤＪａとして算出する。
状態量算出部１０４は、ガード処理Ｍ１６において、車輪速検出値の仮値ＶＷＡＤＪａと０（零）とのうち、大きい方を車輪速検出値ＶＷＡＤＪとして算出する。すなわち、状態量算出部１０４は、第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１から差分ＤＶＷを引くことによって車輪速検出値ＶＷＡＤＪを算出する。

【0022】

制動制御部１１０は、車両１０の制動力の要求値である要求制動力を導出する。制動制御部１１０は、そのときの車両１０の回生制動力を取得すると、要求制動力から回生制動力を引いた値を、摩擦制動力の要求値である要求摩擦制動力として算出する。そして、制動制御部１１０は、要求摩擦制動力を基に制動アクチュエータ３０を作動させる。

【0023】

なお、車両１０に回生制動力が付与されている場合に車輪速が低速になると、制動制御部１１０は、回生制動力を摩擦制動力にすり替えるすり替え制御を実施する。具体的には、制動制御部１１０は、車輪速検出値ＶＷＡＤＪが車輪速判定値以下になると、すり替え制御を実施する。制動制御部１１０は、すり替え制御において、回生制動力を０（零）まで減少させるとともに、回生制動力の減少に合わせて摩擦制動力が増大するように制動アクチュエータ３０を作動させる。

【0024】

＜作用及び効果＞
図３を参照し、ＥＣＵ４０の作用及び効果について説明する。
ＥＣＵ４０において、処理回路４１は、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施すことによって第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１を導出する。処理回路４１は、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第２フィルタ処理Ｍ１２を施すことによって、ノイズ成分を大幅に除去した第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２を導出する。処理回路４１は、第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２に対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施すことによって、第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３を導出する。

【0025】

第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３と第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２との差分ＤＶＷは、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施したことに起因する値の応答遅れと同等となる。特に車輪速が一定速度で変化する場合では、当該応答遅れは上記差分ＤＶＷとほぼ一致する。

【0026】

そこで、処理回路４１は、第１車輪速処理値ＶＷＬＰ１から差分ＤＶＷを引くことにより、車輪速検出値ＶＷＡＤＪを算出する。これにより、ＥＣＵ４０では、ノイズ成分を除去しつつもフィルタ処理の実施に伴う位相遅れの少ない車輪速検出値ＶＷＡＤＪを算出できる。

【0027】

ＥＣＵ４０では、車輪速が低速である場合においても、ノイズ成分を除去しつつ車輪速検出値ＶＷＡＤＪを精度良く算出できる。そのため、上述したすり替え制御を実施するに際し、すり替え制御の開始が、すり替え制御の適切な開始タイミングから遅れたり、当該開始タイミングよりも早まったりすることを抑制できる。

【0028】

なお、第２フィルタ処理Ｍ１２は、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施した場合よりも車輪速生値ＶＷＳＥからのノイズ成分の除去効率の高い処理である。そのため、第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２には、ノイズ成分がほとんど残っていない。こうした第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２に対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施すことによって、第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３が導出される。そのため、第２車輪速処理値ＶＷＬＰ２と第３車輪速処理値ＶＷＬＰ３との差分ＤＶＷと、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施したことに起因する位相遅れとの相関性を高くできる。

【0029】

＜変更例＞
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

【0030】

・第２フィルタ処理は、車輪速生値ＶＷＳＥに対して第１フィルタ処理Ｍ１１を施した場合と同等以上の車輪速生値ＶＷＳＥからのノイズの除去効率を有していればよい。例えば、第２フィルタ処理は、第１フィルタ処理と同程度のノイズ成分効率を有するフィルタ処理であってもよい。この場合、第２フィルタ処理で用いられるローパスフィルタのカットオフ周波数は、第１フィルタ処理で用いられるローパスフィルタのカットオフ周波数と同じとなる。

【0031】

・第２フィルタ処理は、車輪速生値ＶＷＳＥからノイズ成分を除去できるのであれば、ローパスフィルタを用いないフィルタ処理であってもよい。例えば、第２フィルタ処理は、車輪速生値ＶＷＳＥを移動平均することによって第２車輪速処理値を導出する処理であってもよい。

【0032】

・状態量算出部１０４は、ガード処理Ｍ１６を実施しなくてもよい。
・センサは、回転する部材の回転速度を検出するセンサであれば、車輪速センサ５１以外の他のセンサであってもよい。他のセンサとしては、例えば、車載の電気モータの出力軸の回転を検出するセンサを挙げることができる。

【0033】

・センサは、車両１０の状態量を検出できるセンサであれば車輪速センサ５１以外の他のセンサであってもよい。他のセンサとしては、例えば、加速度を検出する加速度センサ、ヨーレートを検出するヨーレートセンサを挙げることができる。例えばヨーレートセンサの場合、ＥＣＵ４０では、上記実施形態で説明した手法と同等の処理を実施することによって、ヨーレートの検出値が状態量検出値として算出される。

【0034】

・ＥＣＵは、制動アクチュエータ３０以外の他の車載のアクチュエータを制御するＥＣＵであってもよい。
・処理回路４１は、ＣＰＵとＲＯＭとを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。すなわち、処理回路４１は、以下（ａ）から（ｃ）の何れかの構成であればよい。

【0035】

（ａ）処理回路４１は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。

【0036】

（ｂ）処理回路４１は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ又はＦＰＧＡを挙げることができる。なお、ＡＳＩＣは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、ＦＰＧＡは、「Field Programmable Gate Array」の略記である。

【0037】

（ｃ）処理回路４１は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。

【0038】

・上記ＥＣＵが搭載される車両は、電動車両でなくてもよい。
・上記ＥＣＵが搭載される輸送機器は、原動機の動力で移動するものであれば、車両以外の他の輸送機器であってもよい。他の輸送機器としては、例えば、航空機や船舶などのように車輪を備えない輸送機器を挙げることができる。

【符号の説明】

【0039】

１０…車両
４０…ＥＣＵ（電子制御装置）
４１…処理回路
５１…車輪速センサ
１０１…第１フィルタ処理部
１０２…第２フィルタ処理部
１０３…第３フィルタ処理部
１０４…状態量算出部

【図1】

【図2】

【図3】