特開 2025-8143 車載用制御装置

(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】P2025008143

(43)【公開日】2025-01-20

(54)【発明の名称】車載用制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60W 30/02 20120101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

B60W30/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023110066

(22)【出願日】2023-07-04

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】土田 康隆

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 弘樹

(72)【発明者】

【氏名】谷山 元彦

【テーマコード（参考）】

3D241

【Ｆターム（参考）】

3D241AA01

3D241BA18

3D241BA54

3D241BB01

3D241CA08

3D241CB08

3D241CC03

3D241CC08

3D241CD05

3D241CD13

3D241DA13Z

(57)【要約】

【課題】減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときに生じ得るトルクショックを抑制する。
【解決手段】車載用制御装置は、走行用のモータと、油圧ブレーキと、を備える電動車両に搭載され、所定条件が成立しているときにアクセルオフしたときにはモータによる回生ブレーキと油圧ブレーキとを用いて減速度を制御する減速支援制御を実行する。車載用制御装置は、減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、アクセル開度に基づいて設定される設定トルクとこの設定トルクに対して緩変化処理を施して得られる補正トルクとのうちの小さい方を用いてモータを制御する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

走行用のモータと、油圧ブレーキと、を備える電動車両に搭載され、所定条件が成立しているときにアクセルオフしたときには前記モータによる回生ブレーキと前記油圧ブレーキとを用いて減速度を制御する減速支援制御を実行する車載用制御装置であって、
前記減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、アクセル開度に基づいて設定される設定トルクと前記設定トルクに対して緩変化処理を施して得られる補正トルクとのうちの小さい方を用いて前記モータを制御する、
ことを特徴とする車載用制御装置。

【請求項2】

請求項１記載の車載用制御装置であって、
前記モータは、前輪に連結された前輪駆動用モータおよび後輪に連結された後輪駆動用モータであり、
通常時のアクセルオンのときには、前記設定トルクをトルク分配率を用いて前記前輪駆動用モータと前記後輪駆動用モータとのうち一方のモータから出力すべき第１設定トルクを設定すると共に前記第１設定トルクを用いて前記一方のモータを制御し、前記第１設定トルクの設定の後に他方のモータから出力すべき第２設定トルクを設定すると共に前記第２設定トルクを用いて前記他方のモータを制御し、
前記減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、前記第１設定トルクと前記第１設定トルクに緩変化処理を施して得られる第１補正トルクとのうちの小さい方を用いて前記一方のモータを制御する、
車載用制御装置。

【請求項3】

請求項２記載の車載用制御装置であって、
前記他方のモータについては、前記減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときでも前記第２設定トルクを用いて制御する、
車載用制御装置。

【請求項4】

請求項２または３記載の車載用制御装置であって、
前記一方のモータは、前記後輪駆動用モータである、
車載用制御装置。

【請求項5】

請求項１ないし３のうちのいずれか１つの請求項に記載の車載用制御装置であって、
前記電動車両は、エンジンを搭載するハイブリッド車両である、
車載用制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、車載用制御装置に関し、詳しくは、車載されて減速支援制御を実行する車載用制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の車載用制御装置としては、電動車両の減速に関する目標位置が設定されている場合に、設定されていない場合と比較して、モータジェネレータによる制動力を増加させる回生拡大制御を含む先読み減速支援制御を実行するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。先読み減速支援制御には、電動車両の減速に関する目標位置が設定されている場合に、運転者にアクセルペダルをオフ状態とする操作を促す情報を報知するアクセルオフ案内制御も含まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１１２２０４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、上述の車載用制御装置では、減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、急激なトルク変化によりトルクショックが生じる場合が生じる。こうしたショックは、運転者や乗員に乗り心地の悪化を感じさせてしまう。

【0005】

本開示の車載用制御装置は、減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときに生じ得るトルクショックを抑制することを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の車載用制御装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

【0007】

本開示の車載用制御装置は、
走行用のモータと、油圧ブレーキと、を備える電動車両に搭載され、所定条件が成立しているときにアクセルオフしたときには前記モータによる回生ブレーキと前記油圧ブレーキとを用いて減速度を制御する減速支援制御を実行する車載用制御装置であって、
前記減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、アクセル開度に基づいて設定される設定トルクと前記設定トルクに対して緩変化処理を施して得られる補正トルクとのうちの小さい方を用いて前記モータを制御する、
ことを特徴とする。

【0008】

本開示の車載用制御装置は、走行用のモータと、油圧ブレーキと、を備える電動車両に搭載され、所定条件が成立しているときにアクセルオフしたときには前記モータによる回生ブレーキと前記油圧ブレーキとを用いて減速度を制御する減速支援制御を実行する。車載用制御装置は、通常時には、アクセル開度に基づいて設定される設定トルクを用いてモータを制御する。減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、アクセル開度に基づいて設定される設定トルクと設定トルクに対して緩変化処理を施して得られる補正トルクとのうちの小さい方を用いてモータを制御する。このように、減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、設定トルクと緩変化処理を施して得られる補正トルクとのうち小さい方を用いてモータを制御するから、急激なトルク変化を抑制し、減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときに生じ得るトルクショックを抑制することができる。所定条件としては、所定距離内の先行車両を発見した条件や、所定距離内でカーブの走行を予測した条件、所定距離内で交差点の走行を予測した条件などを挙げることができる。

【0009】

本開示の車載用制御装置において、前記モータは、前輪に連結された前輪駆動用モータおよび後輪に連結された後輪駆動用モータであり、通常時のアクセルオンのときには、前記設定トルクをトルク分配率を用いて前記前輪駆動用モータと前記後輪駆動用モータとのうち一方のモータから出力すべき第１設定トルクを設定すると共に前記第１設定トルクを用いて前記一方のモータを制御し、前記第１設定トルクの設定の後に他方のモータから出力すべき第２設定トルクを設定すると共に前記第２設定トルクを用いて前記他方のモータを制御し、前記減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときには、前記第１設定トルクと前記第１設定トルクに緩変化処理を施して得られる第１補正トルクとのうちの小さい方を用いて前記一方のモータを制御するものとしてもよい。この場合、前記他方のモータについては、前記減速支援制御を実行している最中にアクセルオンとなったときでも前記第２設定トルクを用いて制御するものとしてもよい。一方のモータは、後輪駆動用モータが好ましく、前輪駆動用モータあってもよい。

【0010】

本開示の車載用制御装置において、電動車両としてエンジンを搭載するハイブリッド車両に搭載されるものとしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本開示の実施形態としての車載用制御装置を搭載する電動車２０の構成の概略を示す構成図である。

【図2】電子制御ユニット４０により実行される減速支援制御直後のトルク設定処理の一例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】

【0012】

次に、本開示を実施するための形態（実施形態）について説明する。図１は、本開示の実施形態としての車載用制御装置を搭載する電動車２０の構成の概略を示す構成図である。実施形態の電動車２０は、バッテリ２１と、前輪用モータ２２と、前輪用インバータ２４と、後輪用モータ３２と、後輪用インバータ３４と、電子制御ユニット４０と、ブレーキアクチュエータ６２と、ナビゲーションシステム７０と、周辺認識装置８０と、を備える。

【0013】

バッテリ２１は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、電力ラインにより前輪用インバータ２４や後輪用インバータ３４に接続されている。

【0014】

前輪用モータ２２は、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。この前輪用モータ２２の回転子は、前輪２８ａ，２８ｂにデファレンシャルギヤ２７を介して連結された駆動軸２６に接続されている。

【0015】

前輪用インバータ２４は、前輪用モータ２２に接続されると共に電力ラインに接続されている。この前輪用インバータ２４は、６つのトランジスタと、６つのダイオードと、を有する周知のインバータ回路として構成されており、６つのトランジスタをスイッチング制御することにより三相交流電力を前輪用モータ２２に印加して前輪用モータ２２を駆動する。

【0016】

後輪用モータ３２は、前輪用モータ２２と同様に、同期発電電動機として構成されており、永久磁石が埋め込まれた回転子と、三相コイルが巻回された固定子と、を備える。この後輪用モータ３２の回転子は、後輪３８ａ，３８ｂにデファレンシャルギヤ３７を介して連結された駆動軸３６に接続されている。

【0017】

後輪用インバータ３４は、後輪用モータ３２に接続されると共に電力ラインに接続されている。この後輪用インバータ３４は、前輪用インバータ２４と同様に、６つのトランジスタと、６つのダイオードと、を有する周知のインバータ回路として構成されており、６つのトランジスタをスイッチング制御することにより三相交流電力を後輪用モータ３２に印加して後輪用モータ３２を駆動する。

【0018】

電子制御ユニット４０は、ＣＰＵ４２を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵ４２の他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭ４４やデータを一時的に記憶するＲＡＭ４６，図示しないフラッシュメモリ，図示しない入出力ポート、図示しない通信ポートなどを備える。

【0019】

電子制御ユニット４０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されている。電子制御ユニット４０に入力される信号としては、例えば、前輪用モータ２２や後輪用モータ３２の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ（例えばレゾルバ）２３，３３からの回転位置θｍｆ，θｍｒ、バッテリ２１の端子間に取り付けられた図示しない電圧センサからの電圧ＶＢ、バッテリ２１の出力端子に取り付けられた図示しない電流センサからの電流ＩＢを挙げることができる。また、スタートスイッチ５０からのスタート信号や、シフトレバー５１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ５２からのシフトポジションＳＰ、アクセルペダル５３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃ、ブレーキペダル５５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ５６からのブレーキペダルポジション、車速センサからの車速Ｖなども挙げることができる。電子制御ユニット４０には、周辺認識装置５９からの情報も入力されている。周辺認識装置５９は、前方カメラや後方カメラ、ミリ波レーダー、準ミリ波レーダー、赤外線レーザーレーダー、ソナーなどにより構成されており、自車やその周囲の情報（例えば、自車の前方や後方の他車との車間距離や他社の車速、路面の車線における自車の走行位置など）を検出する。

【0020】

電子制御ユニット４０からは、各種制御信号が出力ポートを介して出力されている。電子制御ユニット４０から出力される信号としては、例えば、前輪用インバータ２４や後輪用インバータ３４のトランジスタへのスイッチング制御信号や、電力ラインのバッテリ２１近傍に取り付けられた図示しないシステムメインリレーへの駆動制御信号などを挙げることができる。

【0021】

ブレーキアクチュエータ６２は、ブレーキペダルの踏み込みに応じて生じるブレーキマスターシリンダ６０の圧力（ブレーキ圧）と車速Ｖとにより車両に作用させる制動力におけるブレーキの分担分に応じた制動力が前輪２８ａ，２８ｂや後輪３８ａ，３８ｂに作用するようディスクブレーキ６６ａ～６６ｄのピストンの油圧を調整したり、ブレーキペダル５５の踏み込みに無関係に、前輪２８ａ，２８ｂや後輪３８ａ，３８ｂに制動力が作用するようディスクブレーキ６６ａ～６６ｄのピストンの油圧を調整したりすることができるように構成されている。以下、ブレーキアクチュエータ６２の作動により前輪２８ａ，２８ｂや後輪３８ａ，３８ｂに作用させる制動力を油圧ブレーキと称することがある。ブレーキアクチュエータ６２は、ブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）６４により制御されている。ブレーキＥＣＵ６４は、電子制御ユニット４０と通信しており、電子制御ユニット４０からの制御信号によってブレーキアクチュエータ６２を駆動制御したり、必要に応じてブレーキアクチュエータ６２の状態に関するデータを電子制御ユニット４０に出力する。

【0022】

ブレーキＥＣＵ６４は、前輪２８ａ，２８ｂや後輪３８ａ，３８ｂに取り付けられた車輪速センサ６８ａ～６８ｄからの車輪速Ｖｆｒ，Ｖｆｌ，Ｖｒｒ，Ｖｒｌや、図示しない操舵角センサからの操舵角などの信号を入力し、運転者がブレーキペダル５５を踏み込んだときに前輪２８ａ，２８ｂや後輪３８ａ，３８ｂに作用させるべき制動トルクを計算する。そして、ブレーキＥＣＵ６４は、前輪２８ａ，２８ｂや後輪３８ａ，３８ｂに作用させるべき制動トルクをディスクブレーキ６６ａ～６６ｄによる制動トルクと前輪用モータ２２や後輪用モータ３２の回生制御による制動トルクとに分担し、ディスクブレーキ６６ａ～６６ｄから作用させるべき制動トルクが作用するようにブレーキアクチュエータ６２を駆動制御する。前輪用モータ２２や後輪用モータ３２の回生制御による制動トルクについては電子制御ユニット４０に送信し、これを受信した電子制御ユニット４０が前輪用モータ２２や後輪用モータ３２から出力すべき制動トルクが出力されるように前輪用インバータ２４や後輪用インバータ３４のトランジスタをスイッチング制御する。

【0023】

ナビゲーションシステム７０は、自車両を設定した目的地に誘導するシステムであり、地図情報や表示部を備える。ナビゲーションシステム７０は、ナビゲーションシステム７０は、目的地が設定されると、目的地の情報と図示しないＧＰＳにより取得した現在地（現在の自車両の位置）の情報と地図情報とに基づいて経路を設定し、案内する。ナビゲーションシステム７０は、電子制御ユニット４０と通信しており、各種情報のやりとりを行なっている。

【0024】

こうして構成された電動車２０では、所定条件が成立したときにアクセルオフされたときには、電子制御ユニット４０により減速支援制御が実行される。所定条件としては、周辺認識装置５９により前方の他車との車間距離が所定距離以下となった条件や、周辺認識装置５９やナビゲーションシステム７０により前方に見通しの悪いカーブを発見した条件や、周辺認識装置５９やナビゲーションシステム７０により前方に交差点を発見した条件などを挙げることができる。減速支援制御は、シフトポジションＳＰを前進走行用のポジション（Ｄポジション）とした状態でアクセルオフしたときの通常の減速度より大きな減速度となるように前輪用モータ２２や後輪用モータ３２、油圧ブレーキを駆動する制御である。具体的には、実施形態では、まず、周辺認識装置５９により検出された前方の他車との車間距離や見通しの悪いカーブまでの距離、交差点までの距離、車速Ｖに応じて目標減速度を設定する。続いて目標減速度を実現するための前輪用モータ２２および後輪用モータ３２から出力するモータ制動トルクと油圧ブレーキによるブレーキ制動トルクとを計算する。モータ制動トルクについては、前輪用モータ２２から出力すべき回生トルクと後輪用モータ３２から出力すべき回生トルクとを分割比ｋを用いて計算し、前輪用モータ２２と後輪用モータ３２とからそれぞれの回生トルクが出力されるように前輪用インバータ２４と後輪用インバータ３４とをスイッチング制御する。一方、電子制御ユニット４０はブレーキ制動トルクについてはブレーキＥＣＵ６４に送信する。ブレーキ制動トルクを受信したブレーキＥＣＵ６４は、前輪２８ａ，２８ｂや後輪３８ａ，３８ｂに作用させるべき制動トルクを計算し、ディスクブレーキ６６ａ～６６ｄから作用させるべき制動トルクが作用するようにブレーキアクチュエータ６２を駆動制御する。

【0025】

次に、実施形態の電動車２０の電子制御ユニット４０により減速支援制御が実行されている最中に運転者によりアクセルペダル５３が踏み込まれたとき（アクセルオンとなったとき）の動作について説明する。図２は、電子制御ユニット４０により実行される減速支援制御直後のトルク設定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は所定時間毎に繰り返し実行される。

【0026】

減速支援制御直後のトルク設定処理が実行されると、電子制御ユニット４０は、アクセルペダルポジションセンサ５４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ５８からの車速Ｖを入力し（ステップＳ１００）、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて前輪用モータ２２および後輪用モータ３２から出力すべき目標トルクＴ＊を設定する（ステップＳ１１０）。

【0027】

続いて、目標トルクＴ＊に分割比ｋを乗じて仮後輪トルクＴｒｔｍｐを設定すると共に（ステップＳ１２０）。前回この処理を実行したときに設定した後輪トルクＴｒ＊（以下、前回後輪トルクＴｒ＊という）から仮後輪トルクＴｒｔｍｐに向けて緩変化処理により補正トルクＴｒｔを設定する（ステップＳ１３０）。この緩変化処理としては、なまし処理やレートリミット処理などを用いることができる。そして、仮後輪トルクＴｒｔｍｐと補正トルクＴｒｔとのうち小さい方を後輪トルクＴｒ＊として設定する（ステップＳ１４０）。こうして後輪トルクＴｒ＊を設定すると、直ちに後輪用モータ３２から後輪トルクＴｒ＊が出力されるように後輪用インバータ３４を制御する。このように、前回後輪トルクＴｒ＊から仮後輪トルクＴｒｔｍｐに向けて緩変化処理により補正トルクＴｒｔを設定すると共に仮後輪トルクＴｒｔｍｐと補正トルクＴｒｔとのうち小さい方を後輪トルクＴｒ＊として設定することにより、後輪トルクＴｒ＊の急激な変化を抑制することができる。こうした後輪トルクＴｒ＊の急激な変化の抑制により、減速支援制御が実行されている最中にアクセルオンとなったときに生じ得るトルクショックを抑制することができる。

【0028】

後輪トルクＴｒ＊を設定すると、目標トルクＴ＊に分割比（１－ｋ）を乗じて前輪トルクＴｆ＊を設定し（ステップＳ１５０）、本処理を終了する。前輪トルクＴｆ＊が設定されると、直ちに前輪用モータ２２から前輪トルクＴｆ＊が出力されるように前輪用インバータ２４を制御する。前輪トルクＴｆ＊については緩変化処理を用いないのは、前輪トルクＴｆ＊と後輪トルクＴｒ＊の一方に緩変化処理を施せば効果を奏することと、前輪トルクＴｆ＊の設定に先立って後輪トルクＴｒ＊が設定されることから後輪トルクＴｒ＊について緩変化処理を用いればトルクショックを抑制することができることとに基づいている。

【0029】

以上説明した実施形態の電動車２０の電子制御ユニット４０では、減速支援制御が実行されている最中に運転者によりアクセルペダル５３が踏み込まれたとき（アクセルオンになったとき）には、前輪トルクＴｆ＊の設定に先立って設定される後輪トルクＴｒ＊に対しては、目標トルクＴ＊に分割比ｋを乗じて得られる仮後輪トルクＴｒｔｍｐと前回後輪トルクＴｒ＊から仮後輪トルクＴｒｔｍｐに向けて緩変化処理を施すことにより得られる補正トルクＴｒｔとのうち小さい方を後輪トルクＴｒ＊として設定する。これにより、減速支援制御が実行されている最中にアクセルオンとなったときに生じ得るトルクショックを抑制することができる。

【0030】

実施形態の電動車２０では、前輪トルクＴｆ＊の設定に先立って後輪トルクＴｒ＊を設定する際に、目標トルクＴ＊に分割比ｋを乗じて得られる仮後輪トルクＴｒｔｍｐと前回後輪トルクＴｒ＊から仮後輪トルクＴｒｔｍｐに向けて緩変化処理を施して得られる補正トルクＴｒｔとのうち小さい方を後輪トルクＴｒ＊として設定するものとした。しかし、後輪トルクＴｒ＊に先だって前輪トルクＴｆ＊を設定する場合には、目標トルクＴ＊に分割比（１－ｋ）を乗じて得られる仮前輪トルクＴｆｔｍｐと前回前輪トルクＴｆ＊から仮前輪トルクＴｆｔｍｐに向けて緩変化処理を施して得られる補正トルクＴｆｔとのうち小さい方を前輪トルクＴｆ＊として設定するものとしてもよい。

【0031】

実施形態の電動車２０では、前輪用モータ２２と後輪用モータ３２とを備えるものとしたが、前輪用モータ２２のみを搭載するものとしてもよいし、後輪用モータ３２のみを搭載するものとしてもよい。また、前輪用モータ２２や後輪用モータ３２に加えてエンジンを搭載するものとしてもよい。

【0032】

実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施形態では、後輪用モータ３２が「モータ」に相当し、ブレーキマスターシリンダ６０やブレーキアクチュエータ６２，ブレーキＥＣＵ６４，ディスクブレーキ６６ａ～６６ｄが「油圧ブレーキ」に相当し、電子制御ユニット４０が「車載用制御装置」に相当する。

【0033】

なお、実施形態の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施形態は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

【0034】

以上、本開示を実施形態を用いて説明したが、本開示はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

【産業上の利用可能性】

【0035】

本開示は、車載用制御装置の製造産業などに利用可能である。

【符号の説明】

【0036】

２０ 電動車、２１ バッテリ、２２ 前輪用モータ、２３，３３ 回転位置検出センサ、２４ 前輪用インバータ、２６ 駆動軸、２７ デファレンシャルギヤ、２８ａ，２８ｂ 前輪、３２ 後輪用モータ、３４ 後輪用インバータ、３６ 駆動軸、３７ デファレンシャルギヤ、３８ａ，３８ｂ 後輪、４０ 電子制御ユニット、４２ ＣＰＵ、４４ ＲＯＭ、４６ ＲＡＭ、５０ スタートスイッチ、５１ シフトレバー、５２ シフトレバーポジションセンサ、５３ アクセルペダル、５４ アクセルペダルポジションセンサ、５５ ブレーキペダル、５６ ブレーキペダルポジションセンサ、５８ 車速センサ、５９ 周辺認識装置、６０ ブレーキマスタシリンダ、６２ ブレーキアクチュエータ、６４ ブレーキ用電子制御ユニット、６６ａ～６６ｄ ディスクブレーキ、６８ａ～６８ｄ 車輪速センサ、７０ ナビゲーションシステム。

【図1】

【図2】