CN116685489A - 控制装置 - Google Patents

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刘海博
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坂本章
高木达也
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Abstract

一种控制装置(10),包括：动作控制部(14)，上述动作控制部对装设于车辆(100)的旋转电机(140)的动作进行控制；第一转矩检测部(11)，上述第一转矩检测部对在车辆行驶时应该从旋转电机输出的制动驱动转矩即行驶时转矩进行检测；第二转矩检测部(12)，上述第二转矩检测部对在车辆停止时应该从旋转电机输出的制动驱动转矩即停止时转矩进行检测；以及波形设定部(13)，上述波形设定部对表示从旋转电机输出的制动驱动转矩从行驶时转矩变为停止时转矩为止的时间变化的波形即停车波形进行设定。动作控制部构成为进行在使从旋转电机输出的制动驱动转矩沿着停车波形变化的同时使车辆停止的处理即停车处理。

Description

控制装置
相关申请的援引
本申请基于2020年12月23日申请的日本专利申请2020-213653号主张其优先权，并将该专利申请的全部内容以参照的形式纳入本说明书。
技术领域
本公开涉及一种车辆的控制装置。
背景技术
作为用于行驶的驱动力源，装设有旋转电机的车辆开始广泛地普及。这样的旋转电机也被称为“电动发电机”。在装设有旋转电机的车辆中，不仅在加速时，在减速时也能够利用旋转电机的驱动力。在下述的专利文献1中，记载有能够通过调节旋转电机的再生量来调节车辆的制动力的控制装置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2013-158178号公报
发明内容
在旋转电机中产生的制动力的大小一般根据驾驶员对刹车的操作量来设定。但是，在使车辆停车的情况下，在直到停车时为止持续产生与刹车的操作量对应的大小的制动力的情况下，在车辆停车之后，车辆在前后方向上产生较大的振动而使乘客感到不舒适。这样的振动是由于在配置在旋转电机与车轮之间的动力传递构件(例如驱动轴)中在制动中产生的扭转在车速变为0之后释放等而产生的。
因此，在上述专利文献1所记载的控制装置中，在停车时，以车速降低且再生量变小的方式进行限制。但是，如果仅根据车速来限制再生量，则认为难以充分地抑制停车时的振动。例如，在低速行驶时开始制动的情况下，车速急剧地下降，其结果是，制动力也急剧地变化，因此，有可能发生不能抑制停车时的振动的情况。另外，根据制动力的调节方法不同，也有可能给乘客带来在停车前(即行驶中)的时间点处感觉到制动力为0的所谓“G脱离”的不协调感。这样，在利用旋转电机的制动力使车辆停车的现有方法中，还存在进一步改良的余地。
本发明的目的在于提供一种能够利用旋转电机的制动力使车辆适当地停车的控制装置。
本公开的一个方式的控制装置是车辆的控制装置，其中，上述控制装置包括：动作控制部，上述动作控制部对装设于车辆的旋转电机的动作进行控制；第一转矩检测部，上述第一转矩检测部对在车辆行驶时应该从旋转电机输出的制动驱动转矩即行驶时转矩进行检测；第二转矩检测部，上述第二转矩检测部对在车辆停止时应该从旋转电机输出的制动驱动转矩即停止时转矩进行检测；以及波形设定部，上述波形设定部对表示从旋转电机输出的制动驱动转矩从行驶时转矩变为停止时转矩为止的时间变化的波形即停车波形进行设定。动作控制部构成为进行在使从旋转电机输出的制动驱动转矩沿着停车波形变化的同时使车辆停止的处理即停车处理。
这样的控制装置对表示从行驶时转矩变为停止时转矩为止的时间变化的波形即停车波形进行设定，并且在沿着停车波形使制动驱动转矩变化的同时使车辆停止。由于不是使制动驱动转矩根据车速而变化，而是使之沿着预先设定的停车波形变化，因此，无论在何种状况下开始制动，都能够使车辆适当地停车。
附图说明
图1是示意性地示出装设有第一实施方式的控制装置的车辆的结构的图。
图2是示意性地示出第一实施方式的控制装置的结构的图。
图3是示出由比较例的控制装置执行控制的情况下的车速的时间变化等的图。
图4是示出由第一实施方式的控制装置执行控制的情况下的车速的时间变化等的图。
图5是示出由第一实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。
图6是示出由第一实施方式的控制装置执行的处理的流程的流程图。
图7是示出由第一实施方式的控制装置执行控制的情况下的车速的时间变化等的图。
图8是示意性地示出装设有第二实施方式的控制装置的车辆的结构的图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本实施方式进行说明。为了便于理解说明，在各图中对同一构成要素尽可能标注同一符号，并省略重复说明。
对第一实施方式进行说明。本实施方式的控制装置10装设于车辆100，构成为用于对车辆100的动作进行控制的装置。在说明控制装置10之前，首先，参照图1来说明车辆100的结构。
车辆100包括车体101、车轮111、112、旋转电机141、142、电池150。
车体101是车辆100的主体部分，通常是被称为“车身”的部分。车轮111是设置于车体101的前方侧部分的一对车轮，车轮112是设置于车体101的后方侧部分的一对车轮。这样，在车辆100上共计设置有4个车轮。在本实施方式中，这4个车轮111、112全部为驱动轮。
旋转电机141是从后述的电池150接受电力的供给来产生用于使车轮111旋转的驱动力、即用于车辆100的行驶的驱动力的装置。旋转电机141是所谓的“电动发电机”。由旋转电机141产生的驱动力经由动力传动部131传递到各个车轮111而使车轮111旋转。另外，电池150与旋转电机141之间的电力的传输经由作为电力转换器的逆变器进行，但是在图1中省略了该逆变器的图示。
旋转电机142是从电池150接受电力的供给并产生用于使车轮112旋转的驱动力的装置。旋转电机142是与上述旋转电机141相同的“电动发电机”。由旋转电机142产生的驱动力经由动力传动部132传递到各个车轮112而使车轮112旋转。另外，电池150与旋转电机142之间的电力的传输经由作为电力转换器的逆变器进行，但是在图1中省略了该逆变器的图示。设置于旋转电机141的逆变器和设置于旋转电机142的逆变器彼此不同。
旋转电机141和旋转电机142除了产生用于使车辆100加速的驱动力之外，还可以产生通过再生来使车辆100减速的制动力。以下也将由旋转电机141等产生的用于驱动或制动车辆100的转矩称为“制动驱动转矩”。
如上所述，在车辆100上装设有2个旋转电机。在本实施方式中，由控制装置10实现的控制针对这2个旋转电机141、142分别同时且同样地进行。因此，在以下的说明中，将旋转电机141、142统称为“旋转电机140”。例如，在称为“从旋转电机140输出的制动驱动转矩”时，是指分别从旋转电机141和旋转电机142输出的制动驱动转矩的合计值。
在2个车轮111的每一个中设置有刹车装置121。刹车装置121是通过液压对车轮111施加制动力的装置。另外，在2个车轮112上分别设置有刹车装置122。刹车装置122是通过液压对车轮112施加制动力的装置。
车辆100的制动可以由旋转电机141、142进行，也可以由刹车装置121、122进行。如后所述，在本实施方式中，车辆100的制动基本上仅由旋转电机140进行。由刹车装置121、122实现的制动根据需要辅助地进行。
电池150是用于分别向旋转电机141、142供给驱动用的电力的蓄电池。在本实施方式中，使用锂离子电池作为电池150。
除了控制装置10之外，在车辆100中，还设置有刹车ECU 20和上位ECU 30。控制装置10、刹车ECU 20及上位ECU 30都构成为具有CPU、ROM、RAM等的计算机系统。这些构件能够通过设置于车辆100的网络彼此进行双向通信。
刹车ECU 20根据来自后述的上位ECU 30的指示来进行对刹车装置121、122的动作进行控制的处理。
上位ECU 30进行对车辆100的整体动作进行统筹控制的处理。上位ECU 30在分别与控制装置10及刹车ECU 20进行双向通信的同时，进行车辆100的控制所需的处理。
另外，控制装置10、刹车ECU 20、上位ECU 30也可以不像本实施方式那样分为3个装置。例如，也可以是在控制装置10中集成刹车ECU 20、上位ECU 30的功能的方式。在实现后面说明的控制装置10的功能时，其具体的装置结构没有特别限定。
在车辆100中设置有多个用于对各种物理量进行测定的传感器，但是在图1中省略其图示。如图2所示，上述传感器包括液压传感器201、车轮速度传感器202、MG解析器203、加速度传感器204、刹车传感器205、油门传感器206、操作角传感器207和电流传感器208。
液压传感器201是用于对刹车装置121、122各自的内部的液压进行测定的传感器。液压传感器201分别相对于刹车装置121、122单独地设置，但是在图2中，液压传感器201被示意性地描绘为单一的块。由各个液压传感器201测定的表示液压的信号经由刹车ECU 20向控制装置10发送。
车轮速度传感器202是用于对车轮111、112的每单位时间的转速进行测定的传感器。车轮速度传感器202分别相对于4个车轮111、112单独地设置，但是在图2中，车轮速度传感器202被示意性地描绘为单一的块。表示由车轮速度传感器202测定的转速的信号向控制装置10发送。控制装置10能够基于该信号来掌握车辆100的行驶速度。
MG解析器203是用于对旋转电机141、142各自的输出轴的每单位时间的转速进行测定的传感器。MG解析器203相对于旋转电机141及旋转电机142各自的输出轴分别单独地设置一个，但是在图2中，MG解析器151被示意性地描绘为单一的块。表示由MG解析器203测定的转速的信号向控制装置10发送。控制装置10也能够基于该信号来掌握车辆100的行驶速度。
加速度传感器204是用于对车辆100的加速度进行检测的传感器。加速度传感器204安装于车体101。加速度传感器204构成为除了车体101的前后方向、左右方向和上下方向的各加速度之外，还能够对俯仰、侧倾和偏转的各旋转加速度进行检测的6轴加速度传感器。表示由加速度传感器204检测出的各加速度的信号向控制装置10发送。
刹车传感器205是用于对设置于车辆100的驾驶座的刹车踏板(未图示)的踏入量进行检测的传感器。表示由刹车传感器205检测出的踏入量的信号向控制装置10发送。
油门传感器206是用于对设置于车辆100的驾驶座的油门踏板(未图示)的踏入量进行检测的传感器。表示由油门传感器206检测出的踏入量的信号向控制装置10发送。
操作角传感器207是用于对设置于车辆100的驾驶座的方向盘(未图示)的操作角进行检测的传感器。表示由操作角传感器207检测出的操作角的信号向控制装置10发送。
电流传感器208是用于对分别输入到旋转电机141、142的驱动用电流的值进行检测的传感器。电流传感器208相对于旋转电机141和旋转电机142分别单独地设置一个，但是在图2中，电流传感器208被示意性地描绘为单一的块。表示由电流传感器208检测出的驱动用电流的值的信号向控制装置10输入。
接着，参照图2来说明控制装置10的结构。作为表示其功能的块要素，控制装置10包括动作控制部14、第一转矩检测部11、第二转矩检测部12和波形设定部13。
动作控制部14是进行对旋转电机140的动作进行控制的处理的部分。动作控制部14能够单独地调节分别在旋转电机141、142中产生的制动驱动转矩。但是，在本实施方式中，对分别在旋转电机141、142中产生彼此相同的制动驱动转矩的情况的示例进行说明。
第一转矩检测部11是进行对车辆100行驶时应该从旋转电机140输出的制动驱动转矩进行检测的处理的部分。“车辆100行驶时应该从旋转电机140输出的制动驱动转矩”是指根据驾驶员进行的刹车踏板或油门踏板的操作等，从旋转电机140输出的制动驱动转矩。即，在通常的行驶时应该从旋转电机140输出的制动驱动转矩。以下，也将这样的制动驱动转矩称为“行驶时转矩”。
第二转矩检测部12是进行对车辆100停止时应该从旋转电机140输出的制动驱动转矩进行检测的处理的部分。“车辆100停止时应该从旋转电机140输出的制动驱动转矩”是指在不使用刹车装置121、122而仅通过旋转电机140的制动力使车辆100停止的情况下，在车辆100停止的时间点处从旋转电机140输出的制动驱动转矩。以下，将这样的制动驱动转矩称为“停止时转矩”。在仅通过旋转电机140的制动力使车辆100停止的情况下，从旋转电机140输出的制动驱动转矩从上述的行驶时转矩变化为停止时转矩。
波形设定部13是进行设定停车波形的处理的部分。“停车波形”是表示从旋转电机140输出的制动驱动转矩从行驶时转矩变为停止时转矩为止的时间变化的波形。停车波形也可以是表示从旋转电机140输出的制动驱动转矩的目标值的时间变化的波形。
在通常时，动作控制部14以使从旋转电机140输出的制动驱动转矩与由第一转矩检测部11检测出的行驶时转矩一致的方式来控制旋转电机140。另一方面，在使行驶中的车辆停车时，动作控制部14以使从旋转电机140输出的制动驱动转矩沿着由波形设定部13预先设定的停车波形变化的方式来控制旋转电机140。即，动作控制部14进行在使从旋转电机140输出的制动驱动转矩沿着停车波形从行驶时转矩变化为停止时转矩的同时，使车辆100停止的处理。以下，也将该处理称为“停车处理”。
首先，参照图3，对不进行停车处理而以与以往相同的方法使车辆100停止的情况的示例进行说明。图3示出了通过在比较例的控制装置中执行控制来使车辆100停止的情况下的示例。图3的(A)所示的是车辆100的车速的时间变化的示例。图3的(B)所示的是从旋转电机140输出的制动驱动转矩的时间变化的示例。
在图3的示例中，在到时刻t10为止的期间中，车辆100以速度V0进行恒速行驶。另外，在图3的(B)中，该期间的制动驱动转矩为0，但是该期间的制动驱动转矩也可以是0以外的值。
在时刻t10以后，由驾驶员进行刹车踏板的踩踏。因此，在时刻t10以后，制动驱动转矩的值为Tr1。另外，在以下的说明中，以使车辆100加速的方向为正、使车辆100减速的方向为负的方式来设定制动驱动转矩的符号。因此，如图3的(B)所示，上述Tr1的值为负值。
如图3的(A)所示，在时刻t10以后，车辆100的车速逐渐地降低，在时刻t12处为0。假设，如果刹车踏板的踏入量为恒定，则在该比较例中，从旋转电机140输出的制动驱动转矩的大小在车辆100停止的时刻t12之前为恒定的Tr1。
在车辆100中，以下也将用于向车轮111等传递旋转电机140的驱动力而设置的构件称为“动力传递构件”。动力传递构件例如包括动力传动部131、132、驱动轴等。
在车辆100在减速的同时行驶的期间、即从时刻t10到时刻t12为止的期间中，成为在上述动力传递构件中产生扭转的状态。之后，如果车辆100在时刻t12处停车，则动力传递构件的上述扭转被释放。即，动力传递构件要恢复到原来的状态。由于该影响，如图3的(A)所示，在时刻t12以后，车体101例如会在前后方向上振动。这样的振动会使车辆100的乘客感到不舒适，因此，不是优选的。
因此，在本实施方式的控制装置10中，通过适当地设定如上所述的停车波形来防止上述那样的振动的发生。参照图4，对由控制装置10执行的停车处理的示例进行说明。在图4中，以与图3相同的方法描绘了执行停车处理时的车速及制动驱动转矩的时间变化。
在图4的示例中，与图3的示例同样地，在到时刻t10为止的期间中，车辆100以速度V0进行恒速行驶。另外，在时刻t10以后，由驾驶员进行刹车踏板的踩踏。
在从时刻t10到时刻t11的期间中，制动驱动转矩的值为Tr1，车速从V0逐渐地降低。该Tr1是由第一转矩检测部11检测出的制动驱动转矩、即根据驾驶员进行的刹车踏板的操作，与以往的控制同样地输出的制动驱动转矩。
在到达停车前的时刻t11时，开始停车处理。在停车处理中，进行使从旋转电机140输出的制动驱动转矩的值沿着停车波形从行驶时转矩(在该例中为Tr1)变化为停止时转矩(在该例中为0)的处理。图4的(B)所示的曲线图中的从时刻t11到时刻t12的范围内的波形相当于上述的“停车波形”。
在进行停车处理时，从旋转电机140输出的制动驱动转矩的值不是从行驶时转矩急剧地变化为停止时转矩，而是随着时间的经过而缓慢地变化。因此，伴随制动而产生扭转的动力传递构件在进行停车处理的期间恢复到原来的状态。换言之，作为使在动力传递构件中产生的扭转返回到原来状态的适当波形，预先设定停车波形。
在时刻t12处，成为车辆100在停车处理结束的同时停车的状态。在该时间点处，在动力传递构件中产生的扭转消失，因此，不会产生图4的(A)所示的车体101的振动。这样，根据本实施方式的控制装置10，能够利用旋转电机140的制动力使车辆100适当地停车。
为了实现以上那样的停车处理，对由控制装置10执行的具体的处理流程进行说明。图5所示的一系列处理例如在需要使车辆100停止的时间点处由控制装置10执行。也可以每当经过规定的控制周期时反复执行图5的处理。
在该处理的最初的步骤S01中，对是否从上位ECU 30发送了再生请求进行判定。“再生请求”是指在需要通过旋转电机140产生再生的制动力的情况下，从上位ECU 30向控制装置10发送的控制信号。例如，在驾驶员进行了刹车踏板的踩踏以使车辆100停止的情况下，从上位ECU 30发送再生请求。在没有发送再生请求的情况下，反复执行步骤S01的处理。在发送了再生请求的情况下，转移到步骤S02。
在步骤S02中，进行由第二转矩检测部12检测停止时转矩的处理。如上所述，“停止时转矩”是指在车辆100停止的时间点处从旋转电机140输出的制动驱动转矩。作为这样的停止时转矩，也可以始终检测出0的值。但是，本实施方式的第二转矩检测部12在停车处理结束之后，作为维持车辆100停止的状态所需的转矩，对停止时转矩进行检测。例如，当车辆100在上升坡度的斜面上行驶时，如果将停止时转矩设为0，则在停车处理结束之后，车辆100有可能会因重力而开始向后方侧后退。在这种情况下，第二转矩检测部12检测出值大于0的停止时转矩，以抵抗重力并使车辆100保持停止。
对由第二转矩检测部12实现的停止时转矩的检测方法进行说明。第二转矩检测部12基于来自加速度传感器240的信号来计算停止时转矩。例如，第二转矩检测部12基于由加速度传感器240表示的车辆100的减速度与由车轮速度传感器202表示的车辆100的减速度之间的差值，对在使车辆100减速的方向上施加于车体101的力(以下也称为“减速度”)进行计算。这样的减速力的计算方法是公知的，因此，省略其数学式等。
将如上所述计算出的减速力换算成与之对抗的转矩，并且能够直接作为停止时转矩使用。但是，基于来自加速度传感器240的信号计算出的上述停止时转矩包含由转弯阻力转矩和刹车制动转矩构成的误差，因此，优选将它们排除。
“转弯阻力转矩”是指在车辆100转弯时，将作为明显使车辆100减速的方向的力的由加速度传感器240检测出的力换算成的与之对抗的转矩。转弯阻力转矩Tgy能够通过以下的式(1)进行计算。
[数学式1]
在式(1)中，“m”是车辆100的质量，“V”是车速。“θ”是由操作角传感器207检测出的操作角。“Kh”是转向齿轮比。“L”是车辆100的轴距长度，“Lr”是从车辆100的重心到车轮112(即后轮)的轴的距离，“r”是车轮111、112的半径。
“刹车制动转矩”是指由在刹车装置121、122中产生的制动力换算成的与之对抗的转矩。刹车制动转矩例如能够基于来自制动ECU 20的信号进行计算。代替这样的方式，也可以基于来自刹车传感器205的信号、来自液压传感器201的信号等来计算刹车制动转矩。
在图5的步骤S02中，第二转矩检测部12将从使用如上述的减速力计算出的停止时转矩中减去转弯阻力转矩及刹车制动转矩这两者后的转矩重新检测为停止时转矩。
在步骤S02之后的步骤S03中，进行由第一转矩检测部11检测行驶时转矩的处理。如上所述，“行驶时转矩”是指根据驾驶员进行的刹车踏板或油门踏板的操作等而从旋转电机140输出的通常时的制动驱动转矩。第一转矩检测部11基于来自刹车传感器205或油门传感器206的信号，例如通过参照预先制作的映射图来参照行驶时转矩。
在步骤S03之后的步骤S04中，进行设定目标转速的处理。该处理由动作控制部14进行。“目标转速”是指针对由车轮速度传感器202检测出的车轮111等的每单位时间的转速而设定的目标值。如上所述的停车处理在车轮111等的每单位时间的转速降低到上述目标转速的时刻处开始。
以下，将开始停车处理的时刻称为“目标时刻”。由动作控制部14设定目标转速的处理相当于对用于开始停车处理的规定的目标时刻进行设定的处理。如上所述，本实施方式的目标时刻被设定为车轮111等的每单位时间的转速降低到规定的目标转速的时刻。
目标转速ωs能够通过以下的式(2)进行计算。
[数学式2]
在式(2)中，“ΔTr”是从在步骤S03计算出的行驶时转矩中减去在步骤S02中计算出的停止时转矩而得到的转矩。“Iv”是由车体101的质量换算成的车轮111等的旋转中的惯性。Iv能够使用式(1)中的m、r，例如通过I v＝mr2的式子进行计算。这样，动作控制部14构成为基于行驶时转矩与停止时转矩之间的差值ΔTr来设定目标转速ωs。
在本实施方式中，表示停车处理中的制动驱动转矩的变化的停车波形的形状被设定为所谓的“一次延迟”的波形。式(2)的T是作为这样的停车波形的时间常数而预先设定的值。在后面对时间常数T的设定方法进行说明。
在使用式(2)来设定目标转速ωs之后，如果在车轮111等的每单位时间的转速低于目标转速ωs的时间点处开始停车处理，则在与停车处理结束的时刻大致相同的时刻处，车辆100的车速为0。这样，表示目标时刻的目标转速ωs设定为使从旋转电机140输出的制动驱动转矩成为停止时转矩的时间点(即停止处理结束的时间点)与车辆100停止的时间点彼此一致。
另外，在设定目标转速ωs时，只要从旋转电机140输出的制动驱动转矩成为停止时转矩的时间点与车辆100停止的时间点彼此一致，则也可以使用与上述的式(2)不同的数学式。另外，“车辆100停止的时间点”也可以不是车速完全为0的时刻。例如，也可以是车速的绝对值低于规定的微小阈值的时刻。
在图5的处理结束之后，通过控制装置10来反复执行图6所示的一系列处理。在该处理的最初的步骤S11中，对由车轮速度传感器202测定的转速、即车轮111等的每单位时间的转速是否处于在图5的步骤S04中设定的目标转速以下进行判定。在由车轮速度传感器202测定的转速大于目标转速的情况下，转移到步骤S16。
另外，步骤S11中的转速的判定也可以基于由MG解析器203测定的转速进行。在这种情况下，将由MG解析器203测定的旋转电机140的转速换算成车轮111等的转速即可。另外，也可以将目标转速设定为由MG解析器203测定的转速的目标值。在这种情况下，用于开始停车处理的目标时刻间接地针对车轮111等的转速设定。
在步骤S16中，通过动作控制部14进行使从旋转电机140输出的制动驱动转矩与在图5的步骤S03中计算出的行驶时转矩一致的处理。该处理是在图4的示例中在从时刻t10到时刻t11为止的期间中进行的处理。在转移到步骤S16的情况下，从旋转电机140输出的制动驱动转矩为与驾驶员进行的刹车踏板的操作对应的大小。车辆100的车速逐渐地降低，但是在该时间点处还不执行停车处理。
在步骤S11中，在由车轮速度传感器202测定的转速处于目标转速以下的情况下，转移到步骤S12。在这种情况下，通过转移到后述的步骤S15，开始停车处理。在开始停车处理之前，在步骤S12中，通过波形设定部13进行设定停车波形的处理。波形设定部13通过使用以下的式(3)来设定停车波形。
[数学式3]
位于式(3)的左边的Tr(t)是表示从旋转电机140输出的制动驱动转矩的目标值的时间变化的函数。表示该时间变化的波形相当于停车波形。“t”是最初转移到步骤S12的时刻、即从开始执行停车处理的时刻起的经过时间。
在式(3)的右边，“ΔTr”表示与式(2)的ΔTr相同的转矩、即从在图5的步骤S03中计算出的行驶时转矩中减去在该图的步骤S02中计算出的停止时转矩而得到的转矩。“T”是与式(2)的T相同的值、即作为停车波形的时间常数而预先设定的值。时间常数T的值由波形设定部13设定。
在将时间常数T的值设定得过大的情况下，在停车处理的执行中表示车体101的车速变化的波形的频率变得过小，该频率变得比车辆100的俯仰共振频率低。其结果是，难以产生车体101的俯仰。但是，为了不给乘客带来在停车前(即行驶中)的时间点处感觉到制动力为0的所谓“G脱离”的不协调感，优选的是，特意产生车体101的俯仰。因此，本实施方式中的波形设定部13将时间常数T设定为俯仰共振周期以下的值，以使停车波形成为包含比车辆100的俯仰共振频率高的频率分量的波形。
车辆100的俯仰共振频率fp由以下的式(4)进行计算。
[数学式4]
在式(4)中，“g”为重力加速度，“L”为车辆100的轴距长度，“Lt”为车体101的全长，“hc”为车体101的重心高度。波形设定部13将如上所述地计算出的俯仰共振频率fp的倒数(即，车辆100的俯仰共振周期)的值设为时间常数T的上限值，然后以成为该上限值以下的值的方式来设定时间常数T。其结果是，停车波形被设定为包含比车辆100的俯仰共振频率高的频率分量的波形。这样，式(4)能够是用于确定时间常数T的上限值的数学式。
在将时间常数T的值设定得过小的情况下，在停车处理的执行中，动力传递构件中的扭转迅速地过度释放，从而使乘客感受到所谓的反冲时的冲击。另外，也存在在动力传递构件中产生的扭转没有充分地释放的状态下车辆100停止，并且车辆100在停止之后振动的可能性。因此，波形设定部13将时间常数T设定为满足以下的式(5)所示的条件的值。
[数学式5]
在式(5)中，“ΔTr”表示与式(2)的ΔTr相同的转矩、即从在图5的步骤S03中计算出的行驶时转矩中减去在该图的步骤S02中计算出的停止时转矩而得到的转矩。“Kd”是表示针对动力传递构件的扭转的刚性的系数。式(5)能够是用于确定时间常数T的下限值的数学式。如果时间常数T被设定为上述的下限值以上的值，则停车处理刚开始之后的停车波形的时间变化的斜率被抑制为规定的值以下。
在步骤S12中，波形设定部13以成为由式(4)决定的上限值与由式(5)决定的下限值之间的值的方式来设定时间常数T的值，并且使用该时间常数T和式(3)来设定停车波形。由此，在执行停车处理时，能够使车辆100适当地停车，而不会使乘客感觉到G脱离和反冲的冲击中的任一个。
另外，由波形设定部13设定的时间常数T的值也可以以始终处在上述下限值与上限值之间的方式，使用预先设定的固定值。此外，也可以每次根据ΔTr的计算值，使用式(5)等对时间常数T进行计算并设定。
在步骤S12之后的步骤S13中，基于由车轮速度传感器202测定的转速，对车速是否为0进行判定。在判定为车速还没有达到0的情况下，转移到后述的步骤S15。在判定为车速为0的情况下，转移到步骤S14。
在步骤S14中，根据需要进行修正停车波形的处理。例如，在判定为停止时转矩的计算存在误差，这样难以维持停车状态的情况下，通过对停车波形的整体加上或减去必要的转矩，调节为能够维持停车状态。这样的转矩的调节例如基于刚停止后的车速的变化等来进行即可。在步骤S14之后，转移到步骤S15。
在步骤S15中，通过动作控制部14进行将从旋转电机140输出的制动驱动转矩调节为沿着在步骤S12中设定的停车波形的大小的处理。通过反复执行图6所示的一系列处理并每次执行步骤S15的处理，从旋转电机140输出的制动驱动转矩沿着停车波形进行变化，并且最终成为车辆100停车的状态。这样，通过重复步骤S15的处理来实现停车处理。该处理是在图4的示例中从时刻t11到时刻t12为止的期间中进行的处理。
在反复执行图6所示的一系列处理时，仅在初次执行时执行步骤S12的处理，在第二次以后跳过步骤S12的处理。代替这样的方式，也可以每次执行步骤S12的处理，并且根据情况来调节停车波形。
如式(3)所示，在本实施方式中，将表示停车处理中的制动驱动转矩的变化的停车波形的形状设定为时间常数为T的一次延迟的波形。停车波形的形状不一定要设定为一次延迟的波形，例如也可以设定为像一次延迟的波形那样的任意波形。但是，在任一情况下，优选的是，所设定的停车波形设定为包含比车辆100的俯仰共振频率高的频率分量的波形，并且优选的是，设定为停车处理刚开始后的时间变化的斜率为规定值以下的波形。
图7示出了执行停车处理时的各种时间变化的示例。图7的(A)所示的是由第一转矩检测部11检测出的行驶时转矩的时间变化的示例。图7的(B)所示的是车辆100的车速的时间变化的示例。图7的(C)所示的是再生请求转矩的时间变化的示例。“再生请求转矩”是指从上位ECU 30向控制装置10发送的应该从旋转电机140输出的再生转矩的请求值。图7的(D)所示的是从旋转电机140实际输出的制动驱动转矩的时间变化的示例。图7的(E)所示的是由液压传感器201测定的液压的时间变化的示例。
在图7的示例中，在时刻t20处进行刹车踏板的踩踏，之后进行车辆100的减速。假设，如果刹车踏板的踏入量为恒定，则如图7的(A)所示，在时刻t20以后，将行驶时转矩的值计算为恒定值(Tr1)。如图7的(B)所示，在时刻t20以后，车速从V0以大致恒定的斜率减小。
如图7的(C)所示，在时刻t20以后从上位ECU 30发送的再生转矩与图7的(A)所示的行驶时转矩一致。因此，如图7的(D)所示，在时刻t20以后从旋转电机140实际输出的制动驱动转矩的值与从上位ECU 30发送的再生转矩的值(Tr1)一致。另外，在图7所示的示例中，车辆100的减速和停车仅通过来自旋转电机140的制动驱动转矩进行。因此，如图7的(E)所示，即使在时刻t20以后，刹车装置121等内部的液压也为0。
在图7的示例中，时刻t21为目标时刻，在从时刻t21到时刻t22为止的期间中执行停车处理。如图7的(D)所示，在时刻t21以后，从旋转电机140输出的制动驱动转矩沿着停车波形变化。该变化与图7的(A)所示的行驶时转矩的变化、图7的(C)所示的再生请求转矩的时间变化不同。另外，为了简便，图7的(D)所示的停车波形(从时刻t21到时刻t22的时间变化的波形)被描绘为直线状的波形。
在图7的示例中，在车辆100在上坡的路面上行驶时，执行停车处理。因此，停车时转矩Tr2的值为大于0的值。如图7的(D)所示，即使在时刻t22以后，也从旋转电机140输出停车时转矩Tr2，由此维持车辆100停车的状态。
但是，如果该状态长时间地持续，则来自旋转电机140的发热量变大，并且蓄积在电池150中的电力被无用地消耗。因此，在图7的示例中，在停车处理结束之后，通过使刹车装置121、122工作，在维持车辆100的停车状态的同时，将从旋转电机140输出的制动驱动转矩设为0。
具体而言，如图7的(E)所示，在从时刻t23到时刻t24为止的期间中，刹车装置121等的内部的液压为大于0的P1。P1是用于维持车辆100的停车状态的能够产生足够的制动扭矩的液压。如图7的(D)所示，在液压上升到P1的时刻t24以后，从旋转电机140输出的制动驱动转矩为0。通过控制装置10经由刹车ECU 20使刹车装置121等动作来执行这样的处理。
参照图8来说明第二实施方式。在本实施方式中，与第一实施方式的不同之处在于装设有控制装置10的车辆100的结构。在本实施方式的车辆100中并未装设图1的示例中的旋转电机140，作为代替，装设有旋转电机161、162、163、164。它们都是设置于车轮111的所谓“车轮电动机”。
旋转电机161埋入在左侧的车轮111中。旋转电机162埋入在右侧的车轮111中。旋转电机163埋入在左侧的车轮112中。旋转电机164埋入在右侧的车轮112中。另外，也可以在4个车轮111、112中分别设置与第一实施方式相同的刹车装置121、122。
本实施方式的控制装置10通过调节4个旋转电机161、162、163、164各自的制动驱动力，进行与第一实施方式相同的停车处理。这样，由控制装置10控制的车辆100也可以是装设有车轮电动机的车辆。
在以上的说明中，对车辆100构成为四轮驱动的车辆的情况进行了说明，但是车辆100的结构也可以与以上说明的各例不同。例如，车辆100也可以构成为仅作为后轮的车轮112为驱动轮的两轮驱动的车辆。
以上，参照具体例对本实施方式进行了说明。但是，本公开不限于这些具体例。即使本领域技术人员对这些具体例做了适当的设计变更，只要包括本公开的特征，就包含于本公开的范围内。上述各具体例所包括的各要素及其配置、条件、形状等并不限定于例示的情况，可以进行适当变更。只要不产生技术上的矛盾，能够对上述各具体例所包括的各要素进行适当的组合改变。
本公开所记载的控制装置及控制方法也可以通过一个或多个专用计算机来实现，该专用计算机通过构成处理器和存储器而提供，上述处理器被编程为执行由计算机程序具体化的一个或多个功能。也可以是，本公开所记载的控制装置及控制方法通过专用计算机来实现，该专用计算机通过构成包括一个或多个专用硬件逻辑电路的处理器而提供。还可以是，本公开所记载的控制装置及控制方法由一个或多个专用计算机来实现，该专用计算机通过被编程为执行一个或多个功能的处理器及存储器与包括一个或多个硬件逻辑电路的处理器的组合构成。此外，计算机程序也可以被存储于计算机可读的非暂时性有形存储介质，以作为由计算机执行的指令。专用硬件逻辑电路和硬件逻辑电路也可以由包括多个逻辑电路的数字电路或模拟电路来实现。

Claims (8)

1.一种控制装置，所述控制装置(10)用于车辆(100)，所述控制装置包括：
动作控制部(14)，所述动作控制部对装设于所述车辆的旋转电机(140)的动作进行控制；
第一转矩检测部(11)，所述第一转矩检测部对在所述车辆行驶时应该从所述旋转电机输出的制动驱动转矩即行驶时转矩进行检测；
第二转矩检测部(12)，所述第二转矩检测部对在所述车辆停止时应该从所述旋转电机输出的制动驱动转矩即停止时转矩进行检测；以及
波形设定部(13)，所述波形设定部对停车波形进行设定，所述停车波形是表示从所述旋转电机输出的制动驱动转矩从所述行驶时转矩变为所述停止时转矩为止的时间变化的波形，
所述动作控制部构成为进行停车处理，所述停车处理是在使从所述旋转电机输出的制动驱动转矩沿着所述停车波形变化的同时使所述车辆停止的处理。
2.如权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述动作控制部在规定的目标时刻处开始所述停车处理，以使从所述旋转电机输出的制动驱动转矩成为所述停止时转矩的时间点与所述车辆停止的时间点彼此一致。
3.如权利要求2所述的控制装置，其特征在于，
所述规定的目标时刻被设定为所述车辆所具有的车轮的每单位时间的转速降低到规定的目标转速的时刻。
4.如权利要求3所述的控制装置，其特征在于，
所述动作控制部基于所述行驶时转矩与所述停止时转矩之间的差值来设定所述目标转速。
5.如权利要求1至4中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述波形设定部将所述停车波形设定为包含比所述车辆的俯仰共振频率高的频率分量的波形。
6.如权利要求1至5中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述波形设定部以使所述停车处理刚开始后的所述停车波形的时间变化的斜率为规定值以下的方式来设定所述停车波形。
7.如权利要求1至6中任一项所述的控制装置，其特征在于，
所述第二转矩检测部在所述停车处理结束后，将所述停止时转矩检测为维持所述车辆停止的状态所需的转矩。
8.如权利要求7所述的控制装置，其特征在于，
所述第二转矩检测部基于来自设置于所述车辆的加速度传感器的信号来计算所述停止时转矩。
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