JP2021129346A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クルーズコントロールモードの実行中に走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制する。【解決手段】車両１の制御装置１００は、車両１の駆動力を出力する駆動用モータ１５の動作を制御する制御部を備え、制御部は、ドライバによる加減速操作に応じて車両１の加減速度を制御する通常モードと、ドライバによる加減速操作によらずに駆動用モータ１５のトルクを制御することによって車両１の車速を目標車速に維持するクルーズコントロールモードとを切り替えて実行可能であり、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両１が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積分制御における車速と目標車速との偏差の積算値の絶対値が小さくなるように偏差の積算値を調整する積算値調整処理を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の制御装置に関する。

ドライバの運転操作を支援する目的で、ドライバによる加減速操作（つまり、アクセル操作およびブレーキ操作）に応じて車両の加減速度を制御する通常モードの他に、ドライバによる加減速操作によらずに車速を目標車速に維持するクルーズコントロールモードを実行可能な車両がある（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−２２１９３５号公報

駆動用モータを駆動源として備える車両では、クルーズコントロールモードにおいて、駆動用モータのトルクが制御されることによって、車速が目標車速に維持される。ここで、クルーズコントロールモードでは、車両を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向が、走行路の勾配に応じて異なる。具体的には、平坦路または登坂路の走行時には、上記のトルクの方向は、車両に駆動力を付与するために、車両を前進させる方向となる。一方、降坂路の走行時には、上記のトルクの方向は、車両に制動力を付与するために、車両を後退させる方向となる。ゆえに、走行路の勾配の変化に伴って、車両を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向が反転することがある。

ところで、クルーズコントロールモードの実行中には、駆動用モータのトルクがＰＩＤ制御等のフィードバック制御によって制御される場合がある。この場合、駆動用モータのトルク指令値は、具体的には、車速と目標車速との偏差の積算値に基づく積分制御の成分のトルクを含む。積分制御の成分のトルクは、他の成分のトルクと比較して緩慢に変化するので、走行路の勾配の変化に対する駆動用モータのトルクの応答性を低下させる要因となる。ゆえに、車両が降坂路から平坦路または登坂路に進入する場合等において、駆動用モータのトルクの変化が走行路の勾配の変化に対して遅れることに起因して、車両に生じるトルクの方向が車両を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向に対して逆方向になり、車両挙動が不安定になるおそれがある。特に、クルーズコントロールモードの目標車速が低いほど、車両が急勾配の坂路を走行することが多く、勾配が大きく変化しやすいと想定されるので、走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になりやすくなってしまう。

そこで、本発明は、このような課題に鑑み、クルーズコントロールモードの実行中に走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制することが可能な車両の制御装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の車両の制御装置は、車両の駆動力を出力する駆動用モータの動作を制御する制御部を備え、制御部は、ドライバによる加減速操作に応じて車両の加減速度を制御する通常モードと、ドライバによる加減速操作によらずに駆動用モータのトルクを制御することによって車両の車速を目標車速に維持するクルーズコントロールモードとを切り替えて実行可能であり、クルーズコントロールモードの実行中に、車速と目標車速との偏差の積算値に基づく積分制御を用いて駆動用モータのトルク指令値を算出し、車両が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積分制御における偏差の積算値の絶対値が小さくなるように偏差の積算値を調整する積算値調整処理を実行する。

制御部は、クルーズコントロールモードの実行中に、車速が目標車速よりも低い第１基準車速を下回った場合、車両が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定してもよい。

制御部は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定した場合において、トルク指令値のうちの積分制御の成分のトルクの方向が車両を後退させる方向である場合に、積算値調整処理を実行してもよい。

制御部は、クルーズコントロールモードの実行中に、車速が目標車速よりも高い第２基準車速を上回った場合、車両が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定してもよい。

制御部は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合において、トルク指令値のうちの積分制御の成分のトルクの方向が車両を前進させる方向である場合に、積算値調整処理を実行してもよい。

制御部は、積算値調整処理において、偏差の積算値をリセットしてもよい。

制御部は、積算値調整処理において、偏差の積算値の調整量を上限値以下に制限してもよい。

制御部は、クルーズコントロールモードとして、高速クルーズコントロールモードと、高速クルーズコントロールモードの目標車速よりも低い目標車速が用いられる低速クルーズコントロールモードとを切り替えて実行可能であり、低速クルーズコントロールモードの実行中に、車両が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積算値調整処理を実行してもよい。

本発明によれば、クルーズコントロールモードの実行中に走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制することが可能となる。

本発明の実施形態に係る制御装置が搭載される車両の概略構成を示す模式図である。 本発明の実施形態に係る制御装置の機能構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る低速クルーズコントロールモードの実行中に制御部により行われる積算値調整処理に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る車両が低速クルーズコントロールモードの実行中に降坂路から平坦路に進入する場合における各種状態量の推移の一例を示す図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

<車両の構成>
図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置１００が搭載される車両１の構成について説明する。

図１は、車両１の概略構成を示す模式図である。図１では、車両１の前進方向を前方向とし、前進方向に対して逆側の後退方向を後方向とし、前方向を向いた状態における左側および右側をそれぞれ左方向および右方向として、車両１が示されている。

車両１は、駆動源として、駆動用モータ（具体的には、図１中の前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒ）を備え、駆動用モータから出力される動力を用いて走行する電気車両である。

なお、以下で説明する車両１は、あくまでも本発明に係る制御装置が搭載される車両の一例であり、後述するように、本発明に係る制御装置が搭載される車両の構成は車両１の構成に特に限定されない。

図１に示されるように、車両１は、前輪１１ａ，１１ｂと、後輪１１ｃ，１１ｄと、フロントディファレンシャル装置１３ｆと、リヤディファレンシャル装置１３ｒと、前輪駆動用モータ１５ｆと、後輪駆動用モータ１５ｒと、インバータ１７ｆと、インバータ１７ｒと、バッテリ１９と、制御装置１００と、アクセル開度センサ２０１と、ブレーキセンサ２０３と、前輪モータ回転数センサ２０５ｆと、後輪モータ回転数センサ２０５ｒとを備える。

以下、前輪１１ａ、前輪１１ｂ、後輪１１ｃおよび後輪１１ｄを区別しない場合には、これらを単に車輪１１とも呼ぶ。また、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒを区別しない場合には、これらを単に駆動用モータ１５とも呼ぶ。また、インバータ１７ｆおよびインバータ１７ｒを区別しない場合には、これらを単にインバータ１７とも呼ぶ。また、前輪モータ回転数センサ２０５ｆおよび後輪モータ回転数センサ２０５ｒを区別しない場合には、これらを単にモータ回転数センサ２０５とも呼ぶ。

前輪駆動用モータ１５ｆは、前輪１１ａ，１１ｂを駆動する動力を出力する駆動用モータである。なお、前輪１１ａは左前輪に相当し、前輪１１ｂは右前輪に相当する。

具体的には、前輪駆動用モータ１５ｆは、バッテリ１９から供給される電力を用いて駆動される。前輪駆動用モータ１５ｆは、フロントディファレンシャル装置１３ｆと接続されている。フロントディファレンシャル装置１３ｆは、前輪１１ａ，１１ｂと、駆動軸を介してそれぞれ連結されている。前輪駆動用モータ１５ｆから出力された動力は、フロントディファレンシャル装置１３ｆに伝達された後、フロントディファレンシャル装置１３ｆによって、前輪１１ａ，１１ｂへ分配して伝達される。

前輪駆動用モータ１５ｆは、例えば、多相交流式のモータであり、インバータ１７ｆを介してバッテリ１９と接続されている。バッテリ１９から供給される直流電力は、インバータ１７ｆによって交流電力に変換され、前輪駆動用モータ１５ｆへ供給される。

前輪駆動用モータ１５ｆは、前輪１１ａ，１１ｂを駆動する動力を出力する機能の他に、前輪１１ａ，１１ｂの運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能も有する。前輪駆動用モータ１５ｆが発電機として機能する場合、前輪駆動用モータ１５ｆにより発電が行われるとともに、回生制動による制動力が車両１に付与される。前輪駆動用モータ１５ｆにより発電された交流電力は、インバータ１７ｆによって直流電力に変換され、バッテリ１９へ供給される。それにより、バッテリ１９が充電される。

後輪駆動用モータ１５ｒは、後輪１１ｃ，１１ｄを駆動する動力を出力する駆動用モータである。なお、後輪１１ｃは左後輪に相当し、後輪１１ｄは右後輪に相当する。

具体的には、後輪駆動用モータ１５ｒは、バッテリ１９から供給される電力を用いて駆動される。後輪駆動用モータ１５ｒは、リヤディファレンシャル装置１３ｒと接続されている。リヤディファレンシャル装置１３ｒは、後輪１１ｃ，１１ｄと、駆動軸を介してそれぞれ連結されている。後輪駆動用モータ１５ｒから出力された動力は、リヤディファレンシャル装置１３ｒに伝達された後、リヤディファレンシャル装置１３ｒによって、後輪１１ｃ，１１ｄへ分配して伝達される。

後輪駆動用モータ１５ｒは、例えば、多相交流式のモータであり、インバータ１７ｒを介してバッテリ１９と接続されている。バッテリ１９から供給される直流電力は、インバータ１７ｒによって交流電力に変換され、後輪駆動用モータ１５ｒへ供給される。

後輪駆動用モータ１５ｒは、後輪１１ｃ，１１ｄを駆動する動力を出力する機能の他に、後輪１１ｃ，１１ｄの運動エネルギを用いて発電する発電機としての機能も有する。後輪駆動用モータ１５ｒが発電機として機能する場合、後輪駆動用モータ１５ｒにより発電が行われるとともに、回生制動による制動力が車両１に付与される。後輪駆動用モータ１５ｒにより発電された交流電力は、インバータ１７ｒによって直流電力に変換され、バッテリ１９へ供給される。それにより、バッテリ１９が充電される。

アクセル開度センサ２０１は、ドライバによるアクセルペダルの操作量であるアクセル開度を検出し、検出結果を出力する。

ブレーキセンサ２０３は、ドライバによるブレーキペダルの操作量であるブレーキ操作量を検出し、検出結果を出力する。

前輪モータ回転数センサ２０５ｆは、前輪駆動用モータ１５ｆの回転数を検出し、検出結果を出力する。後輪モータ回転数センサ２０５ｒは、後輪駆動用モータ１５ｒの回転数を検出し、検出結果を出力する。モータ回転数センサ２０５の検出結果は、制御装置１００が行う処理において、車両１の動力伝達軸（具体的には、駆動用モータ１５と車輪１１との間の動力伝達系に含まれる軸）の回転数を示す情報として用いられる。

制御装置１００は、演算処理装置であるＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵが使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する記憶素子であるＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、および、ＣＰＵの実行において適宜変化するパラメータ等を一時記憶する記憶素子であるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を含む。

制御装置１００は、車両１に搭載される各装置（例えば、インバータ１７、アクセル開度センサ２０１、ブレーキセンサ２０３およびモータ回転数センサ２０５等）と通信を行う。制御装置１００と各装置との通信は、例えば、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を用いて実現される。

図２は、制御装置１００の機能構成の一例を示すブロック図である。

例えば、図２に示されるように、制御装置１００は、特定部１１０と、制御部１２０とを有する。

特定部１１０は、車両１の動力伝達軸の回転数に基づいて車両１の車速（以下、単に車速とも呼ぶ）を特定する。特定部１１０により特定された車速を示す情報は、制御部１２０へ出力され、制御部１２０が行う処理に利用される。

特定部１１０は、具体的には、モータ回転数センサ２０５の検出結果に基づいて車速を特定する。なお、車速の特定では、前輪モータ回転数センサ２０５ｆおよび後輪モータ回転数センサ２０５ｒの双方の検出結果が用いられてもよく、前輪モータ回転数センサ２０５ｆおよび後輪モータ回転数センサ２０５ｒの一方のみの検出結果が用いられてもよい。また、車速の特定では、車両１の動力伝達軸の回転数を示す情報として、モータ回転数センサ２０５の検出結果以外の情報（例えば、車輪１１とディファレンシャル装置とを連結する駆動軸の回転数を示す情報）が用いられてもよい。

制御部１２０は、車両１内の各装置の動作を制御することによって、車両１の走行を制御する。例えば、制御部１２０は、判定部１２１と、モータ制御部１２２とを含む。

判定部１２１は、車両１内の各装置から制御装置１００に送信される情報を利用して各種判定を行う。判定部１２１による判定結果は、制御部１２０が行う各種処理に利用される。

モータ制御部１２２は、各インバータ１７の動作を制御することによって、各駆動用モータ１５の動作を制御する。具体的には、モータ制御部１２２は、インバータ１７ｆのスイッチング素子の動作を制御することによって、バッテリ１９と前輪駆動用モータ１５ｆとの間の電力の供給を制御する。それにより、モータ制御部１２２は、前輪駆動用モータ１５ｆによる動力の生成および発電を制御することができる。また、モータ制御部１２２は、インバータ１７ｒのスイッチング素子の動作を制御することによって、バッテリ１９と後輪駆動用モータ１５ｒとの間の電力の供給を制御する。それにより、モータ制御部１２２は、後輪駆動用モータ１５ｒによる動力の生成および発電を制御することができる。

なお、モータ制御部１２２は、駆動用モータ１５を駆動して車両１に駆動力を付与する場合に、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方を駆動してもよく、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの一方のみを駆動してもよい。前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒの双方が駆動される場合における各駆動用モータ１５の駆動力の配分は、適宜設定され得る。以下では、駆動用モータ１５のトルクは、前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒのトルクの合計値を意味する。

ここで、制御部１２０は、車両１の走行モードとして、通常モードと、クルーズコントロールモードとを切り替えて実行可能である。通常モードは、ドライバによる加減速操作（つまり、アクセル操作およびブレーキ操作）に応じて車両１の加減速度を制御する走行モードである。クルーズコントロールモードは、ドライバによる加減速操作によらずに駆動用モータ１５のトルクを制御することによって車速を目標車速に維持する走行モードである。

さらに、制御部１２０は、クルーズコントロールモードとして、高速クルーズコントロールモードと、低速クルーズコントロールモードとを切り替えて実行可能である。低速クルーズコントロールモードでは、高速クルーズコントロールモードの目標車速よりも低い目標車速が用いられる。例えば、高速クルーズコントロールモードの目標車速は、２０ｋｍ／ｈ以上１１５ｋｍ／ｈ以下の範囲内の速度に設定され、低速クルーズコントロールモードの目標車速は、２ｋｍ／ｈ以上１５ｋｍ／ｈ以下の範囲内の速度に設定される。クルーズコントロールモードの目標車速は、例えば、ドライバによる入力操作により調整可能である。

例えば、車両１には、通常モードと、高速クルーズコントロールモードと、低速クルーズコントロールモードとのいずれの走行モードを実行させるかを選択するための入力装置（例えば、スイッチまたはボタン等）が設けられており、ドライバは、当該入力装置を操作することにより、走行モードを選択することができる。制御部１２０は、ドライバにより選択されている走行モードを実行する。なお、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中に、ドライバによりブレーキ操作等の特定の操作が行われた場合には、クルーズコントロールモードを停止し、通常モードへの切り替えを行う。

通常モードでは、制御部１２０は、車両１に付与される駆動力がアクセル開度に応じた駆動力となるように、駆動用モータ１５の動作を制御する。それにより、車両１の加速度をドライバによるアクセル操作に応じて制御することができる。また、制御部１２０は、車両１に付与される制動力がブレーキ操作量に応じた制動力となるように、車両１に搭載されている液圧式のブレーキ装置等のブレーキ装置の動作を制御する。それにより、車両１の減速度をドライバによるブレーキ操作に応じて制御することができる。

クルーズコントロールモードでは、制御部１２０は、車速が目標車速に近づくように、駆動用モータ１５のトルク指令値を算出し、駆動用モータ１５のトルクをトルク指令値に制御する。例えば、制御部１２０は、車速に基づくフィードフォワード制御と、車速と目標車速との偏差に基づくフィードバック制御（例えば、ＰＩＤ制御）とを用いて駆動用モータ１５のトルクを制御し、当該トルクを駆動用モータ１５に指令するためのトルク指令値を算出する。この場合、算出されるトルク指令値Ｔｃは、例えば、以下の式（１）によって表される。

Ｔｃ＝Ｔｆ＋Ｔｐ＋Ｔｉ＋Ｔｄ ・・・（１）

式（１）において、Ｔｆは、車速に基づくフィードフォワード制御の成分（つまり、Ｆ成分）のトルクを示し、Ｔｐは、車速と目標車速との偏差に基づく比例制御の成分（つまり、Ｐ成分）のトルクを示し、Ｔｉは、上記偏差に基づく積分制御の成分（つまり、Ｉ成分）のトルクを示し、Ｔｄは、上記偏差の積算値に基づく微分制御の成分（つまり、Ｄ成分）のトルクを示す。Ｐ成分のトルクＴｐは、具体的には、上記偏差にゲインを乗じて得られる。Ｉ成分のトルクＴｉは、具体的には、上記偏差の積算値（つまり、積分値）にゲインを乗じて得られる。Ｄ成分のトルクＴｄは、具体的には、上記偏差の微分値にゲインを乗じて得られる。フィードフォワード制御の成分のトルクＴｆは、車両１が平坦路を走行している場合に、車速を目標車速に維持するために必要と見積もられるトルクに相当する。なお、平坦路は、勾配（つまり、車両１の進行方向での水平方向に対する傾斜）の絶対値が所定値以下の走行路を意味し、後述する降坂路は、平坦路以外の走行路のうち、負の勾配を有する走行路を意味し、後述する登坂路は、平坦路以外の走行路のうち、正の勾配を有する走行路を意味する。

なお、以下では、駆動用モータ１５のトルク指令値Ｔｃが、式（１）を用いて算出される例を説明するが、駆動用モータ１５のトルク指令値Ｔｃの算出方法は、この例に限定されない。駆動用モータ１５のトルク指令値Ｔｃは、少なくとも積分制御を用いて算出されればよく、例えば、上記の例からフィードフォワード制御が省略されてもよく（つまり、式（１）からトルクＴｆが省略されてもよく）、ＰＩＤ制御がＰＩ制御に置き換えられてもよい（つまり、式（１）からトルクＴｄが省略されてもよい）。

なお、本実施形態に係る制御装置１００が有する機能は複数の制御装置により部分的に分割されてもよく、複数の機能が１つの制御装置によって実現されてもよい。制御装置１００が有する機能が複数の制御装置により部分的に分割される場合、当該複数の制御装置は、ＣＡＮ等の通信バスを介して、互いに接続されてもよい。

上記のように、制御装置１００の制御部１２０は、ドライバによる加減速操作によらずに駆動用モータ１５のトルクを制御することによって車両１の車速を目標車速に維持するクルーズコントロールモードを実行可能である。ここで、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両１が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積分制御における車速と目標車速との偏差の積算値の絶対値が小さくなるように当該偏差の積算値を調整する積算値調整処理を実行する。それにより、駆動用モータ１５のトルクの変化が走行路の勾配の変化に対して遅れることを抑制することができる。ゆえに、走行路の勾配が変化した場合に、車両１に生じるトルクの方向が、車両１を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向に対して逆方向になることを抑制することができる。よって、クルーズコントロールモードの実行中に走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制することが可能となる。なお、クルーズコントロールモードの実行中に制御部１２０により行われる積算値調整処理に関する処理の詳細については、後述する。

<制御装置の動作>
続いて、図３および図４を参照して、本発明の実施形態に係る制御装置１００の動作について説明する。

上記のように、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両１が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積算値調整処理（具体的には、積分制御における車速と目標車速との偏差の積算値の絶対値が小さくなるように当該偏差の積算値を調整する処理）を実行することによって、走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることが抑制される。

ここで、クルーズコントロールモードの目標車速が低いほど、車両１が急勾配の坂路を走行することが多く、勾配が大きく変化しやすいと想定される。ゆえに、低速クルーズコントロールモードでは、高速クルーズコントロールモードと比べて、走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制する必要性が特に高い。よって、制御部１２０は、低速クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両１が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積算値調整処理を実行することが好ましい。

以下では、低速クルーズコントロールモードの実行中に積算値調整処理が実行される例を説明するが、制御部１２０は、高速クルーズコントロールモードの実行中に、積算値調整処理に関する後述する処理を行ってもよい。なお、制御部１２０は、高速クルーズコントロールモードの実行中に、積算値調整処理を実行しなくてもよい。

図３は、低速クルーズコントロールモードの実行中に制御部１２０により行われる積算値調整処理に関する処理の流れの一例を示すフローチャートである。図３に示される制御フローは、具体的には、低速クルーズコントロールモードの実行中において繰り返し実行される。

なお、図３に示される制御フローは、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定した場合に積算値調整処理を実行するための制御フローであり、例えば、車両１の降坂中に実行される。制御部１２０が行う処理は図３に示される例に限定されず、例えば、制御部１２０は、後述するように、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に積算値調整処理を実行してもよい。

図４は、車両１が低速クルーズコントロールモードの実行中に降坂路から平坦路に進入する場合における各種状態量の推移の一例を示す図である。図４では、具体的には、各種状態量として、走行路の勾配、車速、トルク指令値Ｔｃ、および、トルク指令値Ｔｃのうちの各成分のトルク（具体的には、Ｆ成分のトルクＴｆ、Ｐ成分のトルクＴｐ、および、Ｉ成分のトルクＴｉ）が示されている。車速が正の値をとる場合には車両１が前進方向に進んでおり、車速が負の値をとる場合には車両１が後退方向に進んでいる。トルクの正方向は、車両１を前進させる方向であり、トルクの負方向は、車両１を後退させる方向である。なお、図４では、ＰＩＤ制御のＤ成分のトルクＴｄの図示は省略されている。

以下、図４を適宜参照しつつ、図３に示される制御フローの各処理を説明する。

図３に示される制御フローが開始されると、まず、ステップＳ１０１において、判定部１２１は、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したか否かを判定する。車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定された場合（ステップＳ１０１／ＹＥＳ）、ステップＳ１０２の判定処理に進む。一方、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入していないと判定された場合（ステップＳ１０１／ＮＯ）、ステップＳ１０１の判定処理が繰り返される。

例えば、判定部１２１は、車両１の車速が目標車速よりも低い第１基準車速を下回った場合、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定する。ここで、車両１が降坂中である場合、車両１を加速させる方向に車両１の自重が作用する。ゆえに、降坂中には、駆動用モータ１５に回生制動を行わせることにより車両１に制動力が付与された状態で、車速が目標車速に維持される。しかしながら、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入した場合には、車両１の自重は車両１を加速させる方向には作用しなくなるので、車速が低下する。上記の第１基準車速は、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したことに起因して生じる程度の低下量で車速が低下したか否かを判断し得る速度に設定される。

図４に示される例では、時刻Ｔ１以前において、車両１が、負の勾配を有する降坂路を走行している。降坂路の走行中には、車両１を進行方向に加速させる方向に当該車両１の自重が作用する。ゆえに、車速を目標車速に維持するために、車両１に負方向のトルクを付与する必要がある。図４に示される例では、時刻Ｔ１以前において、Ｉ成分のトルクＴｉが負の値をとり、トルク指令値Ｔｃが負の値をとる。よって、車両１に回生制動による制動力を付与することができるので、車速を目標車速に維持することができる。時刻Ｔ１において、勾配が０に向かって変化し始め、車両１が平坦路へ進入し始める。ゆえに、時刻Ｔ１において、車速が低下し始め、車速が目標車速に対して低くなる。よって、時刻Ｔ１以降において、Ｆ成分のトルクＴｆ、Ｐ成分のトルクＴｐおよびＩ成分のトルクＴｉが上昇する。そして、車両１が平坦路への進入を完了する時刻Ｔ２において、車速が第１基準車速を下回り、判定部１２１は、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定する。

なお、上記では、ステップＳ１０１の判定処理が車速に基づいて行われる例を説明したが、ステップＳ１０１の判定処理は、他の方法によって行われてもよい。例えば、判定部１２１は、走行路の勾配に基づいてステップＳ１０１の判定処理を行ってもよい。なお、走行路の勾配は、例えば、車両１の加速度を検出するセンサの検出結果または地図データ等を用いて取得され得る。

図３中のステップＳ１０１でＹＥＳと判定された場合、ステップＳ１０２において、判定部１２１は、トルク指令値ＴｃのうちのＩ成分のトルクＴｉの方向が負方向（つまり、車両１を後退させる方向）であるか否かを判定する。Ｉ成分のトルクＴｉの方向が負方向であると判定された場合（ステップＳ１０２／ＹＥＳ）、ステップＳ１０３に進み、制御部１２０は積算値調整処理を実行し、図３に示される制御フローは終了する。一方、Ｉ成分のトルクＴｉの方向が負方向でないと判定された場合（ステップＳ１０２／ＮＯ）、図３に示される制御フローは終了する。

積算値調整処理は、上述したように、積分制御における車速と目標車速との偏差の積算値の絶対値が小さくなるように当該偏差の積算値を調整する処理である。制御部１２０は、積算値調整処理において、例えば、車速と目標車速との偏差の積算値をリセットする（つまり、当該積算値を０にする）。ステップＳ１０３で行われる積算値調整処理は、車両１が平坦路または登坂路に進入した後において、車両１に生じるトルクの方向が負方向になることを抑制するための処理である。

ここで、車両１が平坦路または登坂路に進入した際にＩ成分のトルクＴｉが負方向になっていることに起因して、車両１に生じるトルクの方向が負方向になる。ゆえに、ステップＳ１０２でＩ成分のトルクＴｉの方向が負方向でないと判定された場合（ステップＳ１０２／ＮＯ）、積算値調整処理を実行しないことによって、積算値調整処理が不必要に行われることを抑制することができる。それにより、積算値調整処理に伴って駆動用モータ１５のトルクが変化して車両１にショックが生じることを抑制することができるので、ドライバの快適性を向上させることができる。

図４では、時刻Ｔ２に積算値調整処理が仮に実行されなかった場合の車速、トルク指令値ＴｃおよびＩ成分のトルクＴｉの推移が二点鎖線で示されている。時刻Ｔ２以降では、車両１が平坦路に進入したことに伴って、車両１を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向は正方向（つまり、車両１を前進させる方向）となる。しかしながら、図４中で二点鎖線によって示されるように、Ｉ成分のトルクＴｉは、時刻Ｔ２以降において、上昇するものの緩慢に変化する。ゆえに、Ｉ成分のトルクＴｉの方向は迅速に正方向になるわけではなく、時刻Ｔ２以降において、Ｉ成分のトルクＴｉの方向が負方向となっている状態が継続する。それにより、トルク指令値Ｔｃも迅速に正方向になるわけではなく、時刻Ｔ２以降において、トルク指令値Ｔｃの方向が負方向となっている状態が継続する。ゆえに、時刻Ｔ２以降において、車速が低下し続ける結果として、図４中で二点鎖線によって示されるように、車速が正の値から負の値となり、車両１が後退してしまい、車両挙動が不安定になるおそれがある。

一方、本実施形態では、図４に示されるように、時刻Ｔ２において、判定部１２１は、Ｉ成分のトルクＴｉの方向が負方向であると判定し、積算値調整処理が実行される。図４に示される例では、積算値調整処理において、車速と目標車速との偏差の積算値がリセットされる。それにより、時刻Ｔ２において、Ｉ成分のトルクＴｉが０となり、時刻Ｔ２以降において、車速と目標車速との偏差の積算値が正の値となるので、Ｉ成分のトルクＴｉの方向は正方向となる。ゆえに、時刻Ｔ２以降において、トルク指令値Ｔｃの方向も正方向となる。よって、車両１に生じるトルクの方向が、車両１を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向である正方向に対して逆方向（つまり、負方向）になることを抑制することができる。それにより、時刻Ｔ２以降において、車速は目標車速に向けて早期に上昇する。ゆえに、車両１が後退してしまうこと、または、車両１が過度に減速してしまうことを抑制することができる。このように、本実施形態によれば、走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制することができる。

ここで、偏差の積算値の調整量が過度に大きい場合、積算値調整処理に伴って駆動用モータ１５のトルクが急激に変化して車両１にショックが生じることによって、ドライバの快適性が低下してしまう場合がある。ゆえに、このようなトルクの急変を抑制する観点で、制御部１２０は、積算値調整処理において、偏差の積算値の調整量を上限値以下に制限することが好ましい。例えば、制御部１２０は、調整前の偏差の積算値が上限値を超える場合には、積算値調整処理において、偏差の積算値の絶対値が当該上限値だけ小さくなるように、偏差の積算値を調整する。なお、上限値は、積算値調整処理に伴う駆動用モータ１５のトルクの急変を抑制する観点と、走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制する観点とのバランスを加味して設定される。

なお、上記では、積算値調整処理において、車速と目標車速との偏差の積算値がリセットされる例を説明したが、積算値調整処理における偏差の積算値の調整の方法は、この例に限定されない。例えば、制御部１２０は、積算値調整処理において、偏差の積算値を０の近傍の所定範囲内の値になるように調整してもよい。

上記では、図３のフローチャートを参照して、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定された場合に積算値調整処理が実行される例を説明したが、上述したように、制御部１２０は、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に積算値調整処理を実行してもよい。

具体的には、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中において、車両１の平坦路の走行中または登坂中に、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したか否かを判定する。そして、制御部１２０は、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積算値調整処理を実行する。

ところで、車両１が平坦路または登坂路を走行している間、Ｉ成分のトルクＴｉが正の値をとり、トルク指令値Ｔｃが正の値をとる。よって、車両１に駆動力を付与することができるので、車速を目標車速に維持することができる。そして、車両１が降坂路に進入した後において、車両１を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向は負方向（つまり、車両１を後退させる方向）となる。ここで、積算値調整処理が仮に実行されなかった場合、車両１が降坂路に進入した後において、Ｉ成分のトルクＴｉの方向は迅速に負方向になるわけではなく、Ｉ成分のトルクＴｉの方向が正方向となっている状態が継続する。それにより、トルク指令値Ｔｃも迅速に負方向になるわけではなく、トルク指令値Ｔｃの方向が正方向となっている状態が継続する。ゆえに、車速が上昇し続ける結果として、車両１が過度に加速してしまい、車両挙動が不安定になるおそれがある。

一方、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積算値調整処理を実行し、例えば、車速と目標車速との偏差の積算値をリセットすることによって、車両１が降坂路に進入した後において、Ｉ成分のトルクＴｉの方向を迅速に正方向から負方向に変化させることができる。ゆえに、トルク指令値Ｔｃの方向も迅速に正方向から負方向に変化させることができる。よって、車両１に生じるトルクの方向が、車両１を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向である負方向に対して逆方向（つまり、正方向）になることを抑制することができる。それにより、車両１が過度に加速してしまうことを抑制することができる。

例えば、制御部１２０は、車両１の車速が目標車速よりも高い第２基準車速を上回った場合、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定する。ここで、車両１が平坦路または登坂路を走行中である場合、車両１の自重は車両１を加速させる方向には作用しない。ゆえに、平坦路または登坂路の走行中には、駆動用モータ１５を駆動させ車両１に駆動力が付与された状態で、車速が目標車速に維持される。しかしながら、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入した場合には、車両１を加速させる方向に車両１の自重が作用するようになるので、車速が上昇する。上記の第２基準車速は、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したことに起因して生じる程度の上昇量で車速が上昇したか否かを判断し得る速度に設定される。

また、制御部１２０は、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合において、Ｉ成分のトルクＴｉの方向が正方向（つまり、車両１を前進させる方向）である場合に、積算値調整処理を実行することが好ましい。この場合の積算値調整処理は、車両１が降坂路に進入した後において、車両１に生じるトルクの方向が正方向になることを抑制するための処理である。ここで、車両１が降坂路に進入した際にＩ成分のトルクＴｉが正方向になっていることに起因して、車両１に生じるトルクの方向が正方向になる。ゆえに、Ｉ成分のトルクＴｉの方向が正方向でないと判定された場合に積算値調整処理を実行しないことによって、積算値調整処理が不必要に行われることを抑制することができる。それにより、積算値調整処理に伴って駆動用モータ１５のトルクが変化して車両１にショックが生じることを抑制することができるので、ドライバの快適性を向上させることができる。

<制御装置の効果>
続いて、本発明の実施形態に係る制御装置１００の効果について説明する。

本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両１が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積分制御における車速と目標車速との偏差の積算値の絶対値が小さくなるように当該偏差の積算値を調整する積算値調整処理を実行する。それにより、駆動用モータ１５のトルクの変化が走行路の勾配の変化に対して遅れることを抑制することができる。ゆえに、走行路の勾配が変化した場合に、車両１に生じるトルクの方向が、車両１を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向に対して逆方向になることを抑制することができる。よって、クルーズコントロールモードの実行中に走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１の車速が目標車速よりも低い第１基準車速を下回った場合、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定することが好ましい。それにより、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したか否かを適切に判定することができる。ゆえに、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入した場合に、積算値調整処理を適切に実行することができる。よって、この場合に、車両１に生じるトルクの方向が負方向（つまり、車両１を後退させる方向）になることを適切に抑制することができるので、車両１が後退してしまうこと、または、車両１が過度に減速してしまうことを適切に抑制することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定した場合において、トルク指令値ＴｃのうちのＩ成分のトルクＴｉの方向が負方向（つまり、車両１を後退させる方向）である場合に、積算値調整処理を実行することが好ましい。それにより、積算値調整処理が不必要に行われることを抑制することができる。ゆえに、積算値調整処理に伴って駆動用モータ１５のトルクが変化して車両１にショックが生じることを抑制することができるので、ドライバの快適性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１の車速が目標車速よりも高い第２基準車速を上回った場合、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定することが好ましい。それにより、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したか否かを適切に判定することができる。ゆえに、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入した場合に、積算値調整処理を適切に実行することができる。よって、この場合に、車両１に生じるトルクの方向が正方向（つまり、車両１を前進させる方向）になることを適切に抑制することができるので、車両１が過度に加速してしまうことを適切に抑制することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合において、トルク指令値ＴｃのうちのＩ成分のトルクＴｉの方向が正方向（つまり、車両１を前進させる方向）である場合に、積算値調整処理を実行することが好ましい。それにより、積算値調整処理が不必要に行われることを抑制することができる。ゆえに、積算値調整処理に伴って駆動用モータ１５のトルクが変化して車両１にショックが生じることを抑制することができるので、ドライバの快適性を向上させることができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、積算値調整処理において、車速と目標車速との偏差の積算値をリセットすることが好ましい。それにより、駆動用モータ１５のトルクの変化が走行路の勾配の変化に対して遅れることを効果的に抑制することができる。ゆえに、走行路の勾配が変化した場合に、車両１に生じるトルクの方向が、車両１を目標車速で走行させるために必要なトルクの方向に対して逆方向になることを効果的に抑制することができる。よって、クルーズコントロールモードの実行中に走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを効果的に抑制することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、積算値調整処理において、車速と目標車速との偏差の積算値の調整量を上限値以下に制限することが好ましい。それにより、偏差の積算値の調整量が過度に大きくなることに起因して、積算値調整処理に伴って駆動用モータ１５のトルクが急激に変化することを抑制することができる。ゆえに、積算値調整処理に起因して車両１にショックが生じることによって、ドライバの快適性が低下してしまうことを抑制することができる。

また、本実施形態に係る制御装置１００では、制御部１２０は、低速クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両１が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積算値調整処理を実行することが好ましい。上述したように、低速クルーズコントロールモードでは、高速クルーズコントロールモードと比べて、目標車速が低いので、走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制する必要性が特に高い。ゆえに、低速クルーズコントロールモードの実行中に、車両１が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、車両１が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、積算値調整処理を実行することによって、クルーズコントロールモードの実行中に走行路の勾配の変化に起因して車両挙動が不安定になることを抑制する効果を有効に活用することができる。

以上、添付図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されないことは勿論であり、特許請求の範囲に記載された範疇における各種の変更例または修正例についても、本発明の技術的範囲に属することは言うまでもない。

例えば、上記では、駆動源として前輪駆動用モータ１５ｆおよび後輪駆動用モータ１５ｒを備える電気車両である車両１を説明したが、本発明に係る制御装置が搭載される車両の構成は車両１に特に限定されない。例えば、本発明に係る制御装置が搭載される車両は、互いに異なる駆動用モータが各車輪に設けられている（つまり、４つの駆動用モータを備えている）電気車両であってもよく、駆動源として駆動用モータおよびエンジンを備えるハイブリッド車両であってもよい。また、例えば、本発明に係る制御装置が搭載される車両は、図１を参照して説明した車両１に対して構成要素の追加、変更または削除を施した車両であってもよい。

また、例えば、本明細書においてフローチャートを用いて説明した処理は、必ずしもフローチャートに示された順序で実行されなくてもよい。また、追加的な処理ステップが採用されてもよく、一部の処理ステップが省略されてもよい。

本発明は、車両の制御装置に利用できる。

１ 車両
１１ａ，１１ｂ 前輪
１１ｃ，１１ｄ 後輪
１３ｆ フロントディファレンシャル装置
１３ｒ リヤディファレンシャル装置
１５ｆ 前輪駆動用モータ（駆動用モータ）
１５ｒ 後輪駆動用モータ（駆動用モータ）
１７ｆ インバータ
１７ｒ インバータ
１９ バッテリ
１００ 制御装置
１１０ 特定部
１２０ 制御部
１２１ 判定部
１２２ モータ制御部
２０１ アクセル開度センサ
２０３ ブレーキセンサ
２０５ モータ回転数センサ
２０５ｆ 前輪モータ回転数センサ
２０５ｒ 後輪モータ回転数センサ

Claims (8)

1. 車両の駆動力を出力する駆動用モータの動作を制御する制御部を備え、
   前記制御部は、
   ドライバによる加減速操作に応じて前記車両の加減速度を制御する通常モードと、前記ドライバによる加減速操作によらずに前記駆動用モータのトルクを制御することによって前記車両の車速を目標車速に維持するクルーズコントロールモードとを切り替えて実行可能であり、
   前記クルーズコントロールモードの実行中に、
   前記車速と前記目標車速との偏差の積算値に基づく積分制御を用いて前記駆動用モータのトルク指令値を算出し、
   前記車両が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、前記車両が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、前記積分制御における前記偏差の積算値の絶対値が小さくなるように前記偏差の積算値を調整する積算値調整処理を実行する、
   車両の制御装置。
2. 前記制御部は、前記クルーズコントロールモードの実行中に、前記車速が前記目標車速よりも低い第１基準車速を下回った場合、前記車両が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定する、
   請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御部は、前記クルーズコントロールモードの実行中に、前記車両が降坂路から平坦路または登坂路に進入したと判定した場合において、前記トルク指令値のうちの前記積分制御の成分のトルクの方向が前記車両を後退させる方向である場合に、前記積算値調整処理を実行する、
   請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記制御部は、前記クルーズコントロールモードの実行中に、前記車速が前記目標車速よりも高い第２基準車速を上回った場合、前記車両が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定する、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
5. 前記制御部は、前記クルーズコントロールモードの実行中に、前記車両が平坦路または登坂路から降坂路に進入したと判定した場合において、前記トルク指令値のうちの前記積分制御の成分のトルクの方向が前記車両を前進させる方向である場合に、前記積算値調整処理を実行する、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
6. 前記制御部は、前記積算値調整処理において、前記偏差の積算値をリセットする、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
7. 前記制御部は、前記積算値調整処理において、前記偏差の積算値の調整量を上限値以下に制限する、
   請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
8. 前記制御部は、
   前記クルーズコントロールモードとして、高速クルーズコントロールモードと、前記高速クルーズコントロールモードの目標車速よりも低い目標車速が用いられる低速クルーズコントロールモードとを切り替えて実行可能であり、
   前記低速クルーズコントロールモードの実行中に、前記車両が降坂路から平坦路もしくは登坂路に進入したと判定した場合、または、前記車両が平坦路もしくは登坂路から降坂路に進入したと判定した場合に、前記積算値調整処理を実行する、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

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