JP2022016825A - 移動体の制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】制御装置80は、モータコイル311,312からそれぞれ出力される動力に基づいて走行する車両に設けられる。制御装置80は、モータコイル311,312のそれぞれを個別に制御するMGECU63a,63bと、MGECU63a,63bのそれぞれの異常の有無を個別に監視する監視部64a,64bと、を備える。監視部64a,64bのうちのいずれかによりMGECU63a,63bの異常が検出されたとき、異常なモータ制御部によるモータ部の制御を停止する一方、異常が検出されていない正常なモータ制御部によるモータ部の制御を継続する。
【選択図】図2
Description
なお、このような課題は、車両に限らず、モータの動力に基づいて移動する移動体に共通する課題である。
はじめに、本実施形態の制御装置が搭載される車両の概略構成について説明する。
ステアリング装置20は、運転者により操作されるステアリングホイール21と車輪11,12とが機械的に連結されていない、いわゆるステアバイワイヤ式の構成を有している。ステアリング装置20は操舵角センサ22と転舵装置23とを備えている。操舵角センサ22は、ステアリングホイール21の回転角度である操舵角を検出する。転舵装置23は、操舵角センサ22により検出される操舵角に基づいて右前輪11及び左前輪12のそれぞれの転舵角を変化させる。
モータジェネレータ31は、互いに独立した第1モータコイル311及び第2モータコイル312を有している。第1モータコイル311及び第2モータコイル312は共に、通電に基づいてモータジェネレータ31の出力軸310にトルクを付与する。モータジェネレータ31では、第1モータコイル311及び第2モータコイル312のいずれか一方を通電することで出力軸310にトルクを付与することができる。第1モータコイル311により出力軸310に付与されるトルクと、第2モータコイル312により出力軸310に付与されるトルクとの合計値が、モータジェネレータ31の出力トルクとなる。本実施形態では、モータコイル311,312がモータ部に相当する。
インバータ装置32は、第1モータコイル311に対応した第1インバータ回路321aと、第2モータコイル312に対応した第2インバータ回路321bとを有している。第1インバータ回路321a及び第2インバータ回路321bは、バッテリ33から供給される直流電力を三相交流電力に変換するとともに、変換した三相交流電力をモータジェネレータ31の第1モータコイル311及び第2モータコイル312にそれぞれ供給する。
図2に示されるように、車両10は、アクセルポジションセンサ50と、シフトポジションセンサ51と、加速度センサ52と、車速センサ53と、先行車検知センサ54と、操作部55と、ブレーキポジションセンサ56とを備えている。また、車両10は、各種制御を行う部分として、EV(Electric Vehicle)ECU(Electronic Control Unit)60と、ACC(Adaptive Cruise Control)ECU61と、ブレーキECU62と、MGECU63a,63bとを備えている。これらの要素は本実施形態の制御装置80を構成している。
シフトポジションセンサ51は、車両10のシフトレバーの操作位置を検出するとともに、検出されたシフトレバーの操作位置に応じた信号をEVECU60に出力する。
先行車検知センサ54は、車両10の前方を走行する先行車を検知するとともに、検知された先行車の情報をACCECU61に出力する。先行車検知センサ54としては、車両10の前方を撮像することにより先行車を検知する撮像装置や、車両10の前方に放射した電波の反射波に基づいて先行車を検知するミリ波レーダ装置等を用いることができる。
各ECU60~62,63a,63bは、CPUやメモリ等を有するマイクロコンピュータを中心に構成されている。各ECU60~62,63a,63bは、車両10に搭載されるCAN等の車載ネットワーク70を介して、各種情報を授受することが可能となっている。
例えば、ACCECU61は、ACC機能がオン操作されている場合には、ACCフラグFaをオン状態に設定した上で、ACCフラグFaをEVECU60に送信する。また、ACCECU61は、ACC機能がオフ操作されている場合には、ACCフラグFaをオフ状態に設定した上で、ACCフラグFaをEVECU60に送信する。EVECU60は、ACCフラグFaがオン状態及びオフ状態のいずれであるかに基づいて、ACC機能がオン状態及びオフ状態のいずれであるかを判定することができる。
第1スイッチング素子322aは、そのオン及びオフの切り替えに基づいて、第1MGECU63aから第1インバータ回路321aに制御信号を伝送する信号線を接続及び切断する。第2スイッチング素子322bは、そのオン及びオフの切り替えに基づいて、第2MGECU63bから第2インバータ回路321bに制御信号を伝送する信号線を接続及び切断する。
次に、図4及び図5を参照して、このEVECU60により実行される処理の手順について説明する。なお、EVECU60は、図4及び図5に示される処理を所定の周期で繰り返し実行する。
EVECU60のトルク指令値調停部601は、ステップS10に続くステップS11の処理として、異常検出フラグXMG1,XMG2の両方が「0」であるか否かを判断する。EVECU60は、ステップS11の処理で肯定的な判断を行った場合には、すなわちMGECU63a,63bが共に正常である場合には、ステップS12,S13の処理としてACC制御及び回生協調制御の実行を許可する。具体的には、トルク指令値調停部601は、ステップS10の処理で得られる基本トルク指令値T10*だけでなく、ACCECU61から送信されるACCフラグFa及びACCトルク指令値T21*,T22*、並びにブレーキECU62から送信される制動トルク指令値T60*に基づいて最終トルク指令値T30*を設定する。
図5に示されるように、トルク指令値分配部602は、ステップS21の処理として、第1分配トルク演算値T411の今回値と、第1分配トルク演算値T411の前回値を含む過去の演算値とに基づいて、第1分配トルク演算値T411にローパスフィルタに基づくフィルタリング処理を施すことにより、フィルタ後の第1分配トルク演算値T411fを求める。トルク指令値分配部602は、ステップS21に続くステップS22の処理として、同様に第2分配トルク演算値T421にローパスフィルタに基づくフィルタリング処理を施すことにより、フィルタ後の第2分配トルク演算値T421fを求める。
一方、トルク指令値分配部602は、ステップS23の処理で否定的な判断を行った場合には、すなわち第1MGECU63aが正常である場合には、ステップS26の処理として第2異常検出フラグXMG2が「1」であるか否かを判断する。トルク指令値分配部602は、ステップS26の処理で肯定的な判断を行った場合には、第2MGECU63bに異常が発生し、且つ第1MGECU63aは正常であると判定する。この場合、トルク指令値分配部602は、続くステップS27の処理として、第2分配トルク指令値T42*を第2分配トルク演算値T421に設定する。また、トルク指令値分配部602は、ステップS28の処理として、フィルタ後の第2分配トルク演算値T421f、第2分配トルク演算値T421、及び第1分配トルク演算値T411から以下の式f2に基づいて第1分配トルク指令値T41*を演算する。
トルク指令値分配部602は、ステップS26の処理で否定的な判断を行った場合には、第1MGECU63a及び第2MGECU63bが共に正常であると判定する。この場合、トルク指令値分配部602は、ステップS29の処理として、第1分配トルク指令値T41*を第1分配トルク演算値T411に設定するとともに、ステップS30の処理として、第2分配トルク指令値T42*を第2分配トルク演算値T421に設定する。
図7(A)に示されるように、例えば時刻t10で運転者が車両10のアクセルペダルの踏み込みを開始して、時刻t11でアクセルペダルの踏み込み量APが所定量AP10に達したとすると、図7(E)に示されるように、アクセルペダルの踏み込み量AP10に応じたトルクTm10がモータジェネレータ31から出力される。この場合、図7(C),(D)に示されるように、モータコイル311,312のそれぞれによりモータジェネレータ31の出力軸310にトルク「Tm10/2」が付与されることで、モータジェネレータ31の出力トルクが「Tm10」となっている。なお、以下では、モータコイル311,312によりモータジェネレータ31の出力軸310に付与されるトルクを「第1モータコイル311の出力トルク」及び「第2モータコイル312の出力トルク」とそれぞれ称する。
図8(B)に示されるように、時刻t20で運転者がブレーキペダルを踏み込んで時刻t21でブレーキペダルがオン状態になったとすると、図8(E)に示されるようにモータジェネレータ31からトルク「-Tm20」が出力されるとともに、図8(F)に示されるように制動装置41~44から「-FB20」の制動力が車輪11~14に付与される。これらのモータジェネレータ31の出力トルク「-Tm20」と制動装置41~44の制動力「-FB20」との合力により車両10が減速する。このとき、図8(C),(D)に示されるように、第1モータコイル311及び第2モータコイル312のそれぞれの出力トルクは「-Tm20/2」となっている。
(1)本実施形態の制御装置80では、2つの監視部64a,64bが2つのMGECU63a,63bを個別に監視しているため、仮に2つのMGECU63a,63bのいずれかに異常が生じた場合には、その異常が生じたMGECUに対応する監視部により異常が検出される。したがって、2つの監視部64a,64bのうちのいずれにより異常が検出されたかに基づいて、異常が生じたMGECUを特定することができる。また、2つの監視部64a,64bのうちのいずれかの監視部によりMGECU63a,63bの異常が検出されたとき、異常なMGECUによるモータコイルの制御を停止する一方、異常な検出されていない正常なMGECUによるモータコイルの制御を継続する。そのため、2つのMGECUのいずれかに異常が発生した場合であっても車両10の走行を継続することが可能であるため、より的確に退避走行制御を実行することができる。
・実施形態の車両10は、2つのモータ部として、モータジェネレータ31に設けられる2つのモータコイル311,312を有するものであったが、これに代えて、2つのモータジェネレータを備えるものであってもよい。
・各実施形態の制御装置80の構成は、電動車両10に限らず、電動機を動力源とする任意の移動体、例えば上空を移動する垂直離着陸機等のモビリティにも適用可能である。
60:EVECU(統合制御部)
61:ACCECU(クルーズ制御部)
62:ブレーキECU(ブレーキ制御部)
63a,63b:MGECU(モータ制御部)
64a,64b:監視部
80:制御装置
311,312:モータコイル(モータ部)
Claims (6)
- 複数のモータ部(311,312)からそれぞれ出力される動力に基づいて移動する移動体(10)に設けられる制御装置(80)であって、
複数の前記モータ部のそれぞれを個別に制御する複数のモータ制御部(63a,63b)と、
複数の前記モータ制御部のそれぞれの異常の有無を個別に監視する複数の監視部(64a,64b)と、を備え、
複数の前記監視部のうちのいずれかにより前記モータ制御部の異常が検出されたとき、異常なモータ制御部によるモータ部の制御を停止する一方、異常が検出されていない正常なモータ制御部によるモータ部の制御を継続する
移動体の制御装置。 - 前記モータ制御部と、前記モータ制御部とは別の制御部とを連携させて前記移動体の移動を制御する統合制御部(60)を更に備え、
前記統合制御部は、複数の前記モータ制御部のうちのいずれかに異常が検出された場合、前記モータ制御部と前記別の制御部とを連携させる制御を禁止する
請求項1に記載の移動体の制御装置。 - 前記別の制御部は、前記移動体の制動装置を制御するブレーキ制御部(62)である
請求項2に記載の移動体の制御装置。 - 前記別の制御部は、前記移動体のクルーズ制御を実行するクルーズ制御部(61)である
請求項2に記載の移動体の制御装置。 - 前記異常なモータ制御部により制御が停止されるモータ部を停止対象モータ部とし、前記正常なモータ制御部により制御が継続されるモータ部を継続対象モータ部とするとき、
前記異常なモータ制御部による前記停止対象モータ部の制御を停止する際に、前記正常なモータ制御部は、前記停止対象モータ部の出力を補うように前記継続対象モータ部を制御する
請求項1~4のいずれか一項に記載の移動体の制御装置。 - 前記異常なモータ制御部による前記停止対象モータ部の制御を停止する際に、前記正常なモータ制御部は、複数の前記モータ部の総出力トルクが徐々に変化するように前記継続対象モータ部を制御する
請求項5に記載の移動体の制御装置。
Priority Applications (4)
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