JP2023111443A - 移動体の制御システム、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より適切に移動体を停止させることが可能でありながら、安全性を確保することができる制御システムを提供する。
【解決手段】制御システムは、動作制御部１４と、フェイルセーフ制御部１７と、を備える。動作制御部１４は、車両の走行速度が所定速度を超えているときに第１トルク制御を実行するとともに、移動体の走行速度が所定速度以下であるときに第２トルク制御を実行する。フェイルセーフ制御部１７は、第２トルク制御が実行されたときの回転電機の出力トルクと所定の異常判定値との比較に基づいて回転電機に異常が生じたか否かを判定し、回転電機に異常が生じていると判定した場合には、回転電機のフェイルセーフ制御を実行する。
【選択図】図２

Description

本開示は、移動体の制御システム、及びプログラムに関する。

従来、走行のための駆動源として回転電機を搭載する電動車両等の車両がある。このような車両に用いられる回転電機は、駆動及び回生の両方を行うことが可能なモータジェネレータと称されるものである。この車両では、回転電機が回生動作することで車両に制動力が発生するため、車両を減速させることができる。下記の特許文献１に記載の制御装置は、このような回転電機を備える車両に搭載されており、回転電機の回生量を調整することにより、車両の制動力を調整している。

特開２０１３－１５８１７８号公報

回転電機の回生動作により発生する制動力の大きさは、一般的には、運転者によるブレーキの操作量に応じて設定される。しかしながら、車両を停止させる際にブレーキの操作量に応じた大きさの制動力を停車時まで継続的に生じさせた場合、車両が停止した後に、車両が前後方向に大きく振動、すなわち車両がピッチ方向に大きく振動する可能性がある。これは、回転電機のトルクを車輪に伝達させるための動力伝達系に設けられるドライブシャフト等の部材が有している捩れが停車に伴って開放されることに起因して発生するものである。停車時に車両がピッチ方向に振動すると、乗員に不快感を与えるおそれがある。

その対策として、例えば上記の特許文献１に記載の制御装置のように、停車間際に車速の低下に伴って回転電機の回生量を小さくすることが考えられる。しかしながら、車速に応じて回生量を制限しただけでは、停車時の車両のピッチ方向の振動を抑制することは困難である。例えば、低速走行時において制動が開始された場合には、車速が急峻に低下するため、その変化に追従するように回転電機の回生量を変化させることが困難となり、結果として停車時の車両のピッチ方向の振動を抑制することができない可能性がある。また、回転電機から発生する制動力の調整方法によっては、車両の減速の効きが悪いと感じられるような、いわゆる「Ｇ抜け」と称される違和感を乗員に与えてしまう可能性もある。このように、回転電機の制動力を用いて車両を停止させる方法に関しては、更なる改良の余地が残されている。

本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、より適切に移動体を停止させることが可能でありながら、安全性を確保することができる移動体の制御システム及びプログラムを提供することにある。

上記課題を解決する移動体の制御システムは、走行用の駆動源として回転電機（１４０）が搭載される移動体（１００）の制御システム（４０）であって、第１トルク指令値設定部（１１）と、第２トルク指令値設定部（１２）と、波形設定部（１３）と、動作制御部（１４）と、停止時フェイルセーフ制御部（１７）と、を備える。第１トルク指令値設定部は、移動体に対する運転者の操作に基づいて回転電機から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値を設定する。第２トルク指令値設定部は、移動体が停止したときに移動体の停止状態を維持するために回転電機から出力すべきトルクの目標値である停止時トルク指令値を設定する。波形設定部は、回転電機の出力トルクの目標値の時間的な変化を示すトルク波形を設定する。動作制御部は、移動体の走行速度が所定速度を超えているときに、要求トルク指令値に基づいて回転電機の出力トルクを制御する第１トルク制御を実行するとともに、移動体の走行速度が所定速度以下であるときに、トルク波形に沿うように回転電機の出力トルクを要求トルク指令値から停止時トルク指令値に向かって変化させる第２トルク制御を実行する。停止時フェイルセーフ制御部は、第２トルク制御が実行されたときの回転電機の出力トルクと所定の異常判定値との比較に基づいて回転電機に異常が生じたか否かを判定し、回転電機に異常が生じていると判定した場合には、回転電機のフェイルセーフ制御を実行する。

また、上記課題を解決するプログラムは、コンピュータを、第１トルク指令値設定部（１１）と、第２トルク指令値設定部（１２）と、波形設定部（１３）と、動作制御部（１４）と、停止時フェイルセーフ制御部（１７）と、として機能させる。第１トルク指令値設定部は、移動体に対する運転者の操作に基づいて回転電機から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値を設定する。第２トルク指令値設定部は、移動体が停止したときに移動体の停止状態を維持するために回転電機から出力すべきトルクの目標値である停止時トルク指令値を設定する。波形設定部は、回転電機の出力トルクの目標値の時間的な変化を示すトルク波形を設定する。動作制御部は、移動体の走行速度が所定速度を超えているときに、要求トルク指令値に基づいて回転電機の出力トルクを制御する第１トルク制御を実行するとともに、移動体の走行速度が所定速度以下であるときに、トルク波形に沿うように回転電機の出力トルクを要求トルク指令値から停止時トルク指令値に向かって変化させる第２トルク制御を実行する。停止時フェイルセーフ制御部は、第２トルク制御が実行されたときの回転電機の出力トルクと所定の異常判定値との比較に基づいて回転電機に異常が生じたか否かを判定し、回転電機に異常が生じていると判定した場合には、回転電機のフェイルセーフ制御を実行する。

上記構成及びプログラムによれば、第２トルク制御の実行により回転電機の出力トルクが要求トルク指令値から停止時トルク指令値に向かってトルク波形に沿って変化する。このように回転電機の出力トルクがトルク波形に沿って変化することにより、より適切に移動体を停止させることが可能である。また、第２トルク制御が実行されたときの回転電機の出力トルクと所定の異常判定値との比較により回転電機に異常が生じていると判定された場合には、回転電機のフェイルセーフ制御が実行されるため、移動体の安全性を確保することも可能である。

なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

本開示の移動体の制御システム及びプログラムによれば、より適切に移動体を停止させることが可能でありながら、安全性を確保することができる。

図１は、実施形態の車両の概略構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態の車両の電気的な構成を示すブロック図である。 図３（Ａ），（Ｂ）は、参考例の車両における車速及び回転電機の出力トルクの推移を示すタイミングチャートである。 図４（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態の車両における車速及び回転電機の出力トルクの推移を示すタイミングチャートである。 図５は、実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図６は、実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図７は、実施形態の制御装置により実行される処理の手順を示すフローチャートである。 図８は、本実施形態の制御装置により用いられる路面の勾配の推定値θと勾配補正トルクＴ_ｕｐとの関係を示すマップである。 図９（Ａ）～（Ｃ）は、本実施形態の車両における車速、ブレーキペダルの踏み込み量、及び回転電機の出力トルクの推移を示すタイミングチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
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。図１に示されるように、車両１００は、車体１０１と、車輪１１１，１１２と、回転電機１４１，１４２と、電池１５０とを備えている。本実施形態では、車両１００が移動体に相当する。

車体１０１は、車両１００の本体部分であり、一般に「ボディ」と称される部分である。車輪１１１は、車体１０１の前方側部分に設けられた一対の車輪であり、車輪１１２は、車体１０１の後方側部分に設けられた一対の車輪である。このように、車両１００には合計４つの車輪が設けられている。本実施形態の車両１００は、４つの車輪１１１，１１２の全てが駆動輪として機能する、いわゆる四輪駆動の車両である。

回転電機１４１は、電池１５０からの電力の供給に基づいて、車輪１１１を回転させるためのトルク、すなわち車両１００の走行のための駆動トルクを発生させる装置である。回転電機１４１は、いわゆるモータジェネレータ（MG : Motor Generator）である。回転電機１４１で生じたトルクは、パワートレイン部１３１及びドライブシャフト１３３を介して各車輪１１１に伝達されて、車輪１１１を回転させる。なお、電池１５０と回転電機１４１との間における電力の授受は、電力変換器であるインバータを介して行われるが、図１においてはインバータの図示が省略されている。

回転電機１４２は、電池１５０からの電力の供給に基づいて駆動トルクを発生することにより、パワートレイン部１３２及びドライブシャフト１３４を介して各車輪１１２を回転させる。回転電機１４２は、回転電機１４１と同一の構造を有しているため、その詳細な説明は割愛する。

回転電機１４１，１４２は、その回生動作により車輪１１１，１１２に制動力を付与することが可能な回生トルクを発生することもできる。この回転電機１４１，１４２の回生トルクに基づいて車輪１１１，１１２に付与される制動トルクにより、車両１００を減速させて停止させることが可能である。以下では、車両１００を駆動させるために回転電機１４１から出力される駆動トルク、及び車両１００を制動させるために回転電機１４１から出力される回生トルクをまとめて「出力トルク」とも称する。また、車両１００に駆動力を付与することが可能な回転電機１４０の駆動トルクを正の値で表し、車両１００に制動力を付与することが可能な回転電機１４０の回生トルクを負の値で表す。

このように車両１００は、走行用の駆動源として２つの回転電機１４１，１４２を備える、いわゆる電動車両である。制御装置１０による制御は各回転電機１４１，１４２に対して同時に且つ同様に行われる。そのため、以下の説明においては、回転電機１４１，１４２のことを「回転電機１４０」とも総称する。例えば、「回転電機１４０の出力トルク」とは、各回転電機１４１，１４２の出力トルクの合計値を意味する。

なお、以下では、車両１００において、回転電機１４０のトルクを車輪１１１，１１２に伝達するための動力伝達系に設けられている部材を「動力伝達部材」とも称する。動力伝達部材には、例えばパワートレイン部１３１，１３２やドライブシャフト１３３，１３４等が含まれる。

各車輪１１１にはブレーキ装置１２１が設けられている。ブレーキ装置１２１は、油圧により車輪１１１に制動力を加える装置である。同様に、各車輪１１２にもブレーキ装置１２２が設けられている。
車両１００の制動は、回転電機１４１，１４２によって行うこともできるし、ブレーキ装置１２１，１２２によって行うこともできる。本実施形態においては、車両１００の制動は基本的には回転電機１４０のみによって行われる。ブレーキ装置１２１，１２２による制動は必要に応じて補助的に行われる。

電池１５０は、各回転電機１４１，１４２に電力を供給するための蓄電池である。本実施形態では、電池１５０としてリチウムイオンバッテリーが用いられている。
車両１００には、制御装置１０とは別にブレーキＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０と上位ＥＣＵ３０とが設けられている。制御装置１０、ブレーキＥＣＵ２０、及び上位ＥＣＵ３０はいずれも、ＣＰＵや記憶装置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。これらは、車両１００に設けられるネットワークを介して互いに双方向の通信を行うことができる。本実施形態では、制御装置１０、ブレーキＥＣＵ２０、及び上位ＥＣＵ３０により制御システム４０が構成されている。また、制御装置１０、ブレーキＥＣＵ２０、及び上位ＥＣＵ３０のそれぞれがコンピュータに相当する。

上位ＥＣＵ３０は、車両１００の全体の動作を統括的に制御する。上位ＥＣＵ３０は、制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０のそれぞれと双方向の通信を行いながら、車両１００の制御に必要な処理を行う。
なお、制御装置１０、ブレーキＥＣＵ２０、及び上位ＥＣＵ３０は、本実施形態のように３つの装置に分かれていなくてもよい。例えば、制御装置１０に、ブレーキＥＣＵ２０や上位ＥＣＵ３０の機能が統合されていてもよい。

車両１００には、その各種状態量を検出するためのセンサが複数搭載されている。図２に示されるように、このようなセンサには、例えば油圧センサ２０１、車輪速センサ２０２、ＭＧレゾルバ２０３、加速度センサ２０４、ブレーキセンサ２０５、アクセルセンサ２０６、操舵角センサ２０７、及び電流センサ２０８が含まれている。

油圧センサ２０１は、各ブレーキ装置１２１，１２２の油圧を検出するためのセンサである。油圧センサ２０１は、ブレーキ装置１２１，１２２のそれぞれに対して個別に設けられているが、図２においては油圧センサ２０１が単一のブロックとして模式的に描かれている。各油圧センサ２０１により検出された油圧を示す信号は制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０に送信される。

車輪速センサ２０２は、車輪１１１，１１２の単位時間当たりの回転数である回転速度を検出するためのセンサである。車輪速センサ２０２は、４つの車輪１１１，１１２のそれぞれに対して個別に設けられているが、図２においては車輪速センサ２０２が単一のブロックとして模式的に描かれている。車輪速センサ２０２により検出された車輪１１１，１１２の回転速度を示す信号は制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０に送信される。制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０は、当該信号に基づいて、車両１００の走行速度を検出することができる。

ＭＧレゾルバ２０３は、各回転電機１４１，１４２の出力軸の回転速度を検出するためのセンサである。ＭＧレゾルバ２０３は、回転電機１４１，１４２のそれぞれの出力軸に対して１つずつ個別に設けられているが、図２においてはＭＧレゾルバ２０３が単一のブロックとして模式的に描かれている。ＭＧレゾルバ２０３により検出された回転速度を示す信号は制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０に送信される。制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０は、当該信号に基づいて、車両１００の走行速度を検出することができる。

加速度センサ２０４は、車両１００の加速度を検出するためのセンサである。加速度センサ２０４は車体１０１に取り付けられている。加速度センサ２０４は、車体１０１の前後方向、左右方向、及び上下方向のそれぞれの加速度に加えて、ピッチ方向、ロー方向、及びヨー方向のそれぞれの加速度を検出することができる、いわゆる６軸加速度センサとして構成されている。加速度センサ２０４により検出された各加速度を示す信号は制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０に送信される。

ブレーキセンサ２０５は、車両１００の運転席に設けられるブレーキペダルの踏み込み量を検出するためのセンサである。ブレーキセンサ２０５により検出された踏み込み量を示す信号は制御装置１０及びブレーキＥＣＵ２０に送信される。
アクセルセンサ２０６は、車両１００の運転席に設けられるアクセルペダルの踏み込み量を検出するためのセンサである。アクセルセンサ２０６により検出された踏み込み量を示す信号は制御装置１０に送信される。

操舵角センサ２０７は、車両１００の運転席に設けられたハンドルの回転角度である操舵角を検出するためのセンサである。操舵角センサ２０７により検出された操舵角を示す信号は制御装置１０に送信される。
電流センサ２０８は、回転電機１４１，１４２のそれぞれに入力される駆動用電流の値を検出するためのセンサである。電流センサ２０８は、回転電機１４１，１４２のそれぞれに対して１つずつ個別に設けられているが、図２においては、電流センサ２０８は単一のブロックとして模式的に描かれている。電流センサ２０８により検出された駆動用電流の値を示す信号は制御装置１０に入力される。

ブレーキＥＣＵ２０は、上位ＥＣＵ３０からの指示に応じて、ブレーキ装置１２１，１２２の動作を制御する。ブレーキＥＣＵ２０は、その記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される機能的な要素として、回生トルク演算部２１と、勾配演算部２２とを備えている。本実施形態では、ブレーキＥＣＵ２０がブレーキ制御部に相当する。

回生トルク演算部２１は、ブレーキセンサ２０５により検出されるブレーキペダルの踏み込み量から演算式やマップ等に基づいて、回転電機１４０から出力すべき回生トルクの目標値である回生トルク指令値Ｔｒ＊を演算する。回生トルク演算部２１は、演算した回生トルク指令値Ｔｒ＊を含む回生要求を制御装置１０に送信する。回生要求とは、回転電機１４０において回生トルクを生じさせる必要がある場合に、ブレーキＥＣＵ２０から制御装置１０に送信される制御信号である。

勾配演算部２２は、車両１００が現在位置している路面の勾配を演算する。勾配演算部２２は、例えば車輪速センサ２０２により検出される車輪１１１，１１２の回転速度から車両１００の走行速度である車速を演算するとともに、演算された車速と、加速度センサ２０４により検出される車両１００の加速度とに基づいて路面の勾配を演算する。

制御装置１０は、その記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される機能的な要素として、第１トルク指令値設定部１１と、第２トルク指令値設定部１２と、波形設定部１３と、動作制御部１４と、勾配演算部１５とを備えている。本実施形態では、制御装置１０が回転電機制御部に相当する。

動作制御部１４は、回転電機１４０の動作を制御する。動作制御部１４は、回転電機１４１，１４２のそれぞれの出力トルクを個別に制御することができる。ただし、本実施形態では、回転電機１４１，１４２のそれぞれで同一の制駆動トルクを出力する場合を例に挙げて説明する。動作制御部１４は、回転電機１４０の出力トルクを、第１トルク指令値設定部１１及び第２トルク指令値設定部１２により設定されるトルク指令値に制御する。

勾配演算部１５は、車両１００が現在位置している路面の勾配を演算する。勾配演算部１５は、ブレーキＥＣＵ２０の勾配演算部２２と同様に、車両１００の車速と、加速度センサ２０４により検出される車両１００の加速度とに基づいて路面の勾配を演算する。
第１トルク指令値設定部１１は要求トルク指令値ＴＡ＊を設定する。要求トルク指令値ＴＡ＊は、車両１００に対する運転者の操作に基づいて、回転電機１４０から出力すべきトルクの目標値である。第１トルク指令値設定部１１は、例えば運転者がアクセルペダルを踏み込んでいる場合、アクセルセンサ２０６により検出されるアクセルペダルの踏み込み量に基づいて要求トルク指令値ＴＡ＊を設定する。一方、運転者がブレーキペダルを踏み込んでいる場合、ブレーキＥＣＵ２０から制御装置１０に回生要求が送信される。この場合、第１トルク指令値設定部１１は、回生要求に含まれる回生トルク指令値Ｔｒ＊を要求トルク指令値ＴＡ＊として用いる。

第２トルク指令値設定部１２は停止時トルク指令値ＴＢ＊を設定する。停止時トルク指令値ＴＢ＊は、車両１００が停止したときにブレーキ装置１２１，１２２を用いることなく、車両１００の停止状態を維持するために回転電機１４０から出力すべきトルクの目標値である。

波形設定部１３はトルク波形を設定する。トルク波形とは、回転電機１４０の出力トルクを要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊まで変化させる際に回転電機１４０から出力すべきトルクの目標値の時間的な変化を示すものである。
動作制御部１４は、通常、回転電機１４０の出力トルクを要求トルク指令値ＴＡ＊に制御する第１トルク制御を実行する。一方、走行中の車両が停止するとき、動作制御部１４は、回転電機１４０の出力トルクを要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊までトルク波形に沿って変化させて車両１００を停止させる第２トルク制御を実行する。

先ず、第２トルク制御が行われることなく車両１００を停止させる場合の例について、図３を参照しながら説明する。図３には、比較例の制御装置で制御が実行され、これにより車両１００を停止させる場合における例が示されている。図３（Ａ）に示されるのは、車両１００の走行速度である車速の時間変化の例である。図３（Ｂ）に示されるのは、回転電機１４０の出力トルクの時間変化の例である。

図３の例では、時刻ｔ１０までの期間において、車両１００は速度Ｖ０で定速走行している。図３（Ｂ）では、当該期間における回転電機１４０の出力トルクは「０」となっている。
時刻ｔ１０以降は、運転者によるブレーキペダルの踏み込みが行われているため、回転電機１４０の出力トルクの値が、負の値である「Ｔ_ｒ１」になっている。図３（Ａ）に示されるように、時刻ｔ１０以降は、車両１００の車速は次第に低下して行き、時刻ｔ１２において「０」となる。ブレーキペダルの踏み込み量が一定であると仮定すると、この比較例において回転電機１４０の出力トルクの大きさは、車両１００が停止する時刻ｔ１２まで一定の「Ｔ_ｒ１」とされる。

車両１００が減速しながら走行している期間、すなわち時刻ｔ１０から時刻ｔ１２までの期間においては、回転電機１４０から車輪１１１，１１２までの間に設けられる動力伝達部材には捩れが生じた状態となっている。その後、時刻ｔ１２において車両１００が停止すると、動力伝達部材の捩れが解放される。つまり、動力伝達部材が元の状態に戻ろうとする。この影響により、図３（Ａ）に示されるように、時刻ｔ１２以降においては車体１０１がピッチ方向に振動してしまうことがある。このような振動は、車両１００の乗員に不快感を与えるため好ましくない。

そこで、本実施形態の制御装置１０では、先に述べたトルク波形を適切に設定した上で、トルク波形を用いて回転電機１４０の出力トルクを制御する第２トルク制御を実行することにより、上記のような振動の発生を防止することとしている。図４を参照しながら、制御装置１０により実行される第２トルク制御の例について説明する。図４には、第２トルク制御が実行された場合における車速及び回転電機１４０の出力トルクの時間変化が図３と同様の方法で描かれている。

図４の例においても、図３の例と同様に、時刻ｔ１０までの期間において車両１００は速度Ｖ０で定速走行している。また、時刻ｔ１０以降は、運転者によるブレーキペダルの踏み込みが行われている。
時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの期間においては、回転電機１４０の出力トルクの値は「Ｔ_ｒ１」とされ、車速はＶ０から次第に低下して行く。この「Ｔ_ｒ１」は、第１トルク指令値設定部１１により設定される要求トルク指令値ＴＡ＊に基づいて回転電機１４０から出力されるトルク、すなわち運転者が行うブレーキペダルの操作に応じて、従来の制御と同様に出力されるトルクである。

停車間際の時刻ｔ１１になると、第２トルク制御が開始される。第２トルク制御では、回転電機１４０の出力トルクの値を、トルク波形に沿って要求トルク指令値ＴＡ＊（この例では「Ｔ_ｒ１」）から停止時トルク指令値ＴＢ＊（この例では「０」）へ変化させる処理が行われる。図４（Ｂ）に示されるグラフのうち、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの範囲における波形が、上記の「トルク波形」に該当する。

第２トルク制御が行われると、回転電機１４０から出力されるトルクの値は、要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊へと急激に変化するのではなく、時間の経過と共に緩やかに変化して行く。そのため、制動に伴い捩れが生じていた動力伝達部材は、第２トルク制御が行われている期間において元の状態に戻される。換言すれば、動力伝達部材で生じていた捩れが元の状態に戻るような適切な波形として、トルク波形が予め設定されている。

時刻ｔ１２においては、第２トルク制御が終了すると同時に車両１００が停止した状態となる。このタイミングにおいては、動力伝達部材で生じていた捩れは無くなっているので、図４（Ａ）に示されるような車体１０１の振動は生じない。このように、本実施形態に係る制御装置１０によれば、回転電機１４０の制動力で車両１００を適切に停止させることができる。

以上のような第２トルク制御を実現するために、制御装置１０により実行される具体的な処理の手順について説明する。図５に示される一連の処理は、例えば車両１００を停止させる必要が生じた際に制御装置１０によって実行されるものである。所定の制御周期が経過する毎に、図５の処理が繰り返し実行されてもよい。

制御装置１０は、まず、ステップＳ１０の処理として、ブレーキＥＣＵ２０から回生要求が送信されているか否かを判定する。制御装置１０は、ブレーキＥＣＵ２０から回生要求が送信されていない場合には、ステップＳ１０の処理で否定的な判定を行って、ステップＳ１０の判定処理を繰り返し実行する。制御装置１０は、ブレーキＥＣＵ２０から回生要求が送信された場合には、ステップＳ１０の処理で肯定的な判定を行って、ステップＳ１１の処理に移行する。

制御装置１０は、ステップＳ１１の処理として、第２トルク指令値設定部１２により停止時トルク指令値ＴＢ＊を設定する処理を行う。上述の通り、停止時トルク指令値ＴＢ＊とは、車両１００が停止した時点で、回転電機１４０から出力すべきトルクの目標値である。本実施形態の第２トルク指令値設定部１２は、車両１００が停止した後、その状態を維持するために回転電機１４０から出力すべきトルクとして、停止時トルク指令値ＴＢ＊を設定している。例えば、車両１００が昇り勾配の斜面で停止する際に、回転電機１４０からの出力トルクが「０」に設定されていると、重力によって車両１００が後退する可能性がある。この場合、第２トルク指令値設定部１２は、重力に抗して車両１００が停止状態を維持するために回転電機１４０から出力すべきトルクの目標値として、停止時トルク指令値ＴＢ＊を「０」よりも大きな値に設定する。

例えば、第２トルク指令値設定部１２は、加速度センサ２０４により検出される車両１００の第１減速度、及び車輪速センサ２０２により検出される車輪１１１，１１２の回転速度から演算可能な車両１００の第２減速度に基づいて停止時トルク指令値ＴＢ＊を演算する。第１減速度には、大きくは、車両前後方向における車両１００の実際の減速度と、重力加速度の車両進行方向成分とが含まれている。第２減速度は、車両前後方向における車両１００の実際の減速度である。したがって、第１減速度と第２減速度との差分値を求めることにより、重力加速度の車両前後方向成分を求めることができる。これを利用し、第２トルク指令値設定部１２は、第１減速度と第２減速度との差分値を演算するとともに、演算された差分値から公知の演算式等を用いて、車両１００が停止した際に車両前後方向において車両１００に作用する重力成分である減速力を演算する。第２トルク指令値設定部１２は、演算された減速力を、これに抗するトルクに所定の演算式等を用いて換算することにより停止時トルク指令値ＴＢ＊を演算する。

なお、加速度センサ２０４により検出される第１減速度には、車両前後方向の車両１００の実際の減速度、及び重力加速度の車両前後方向成分だけでなく、旋回抵抗トルクに応じた減速度や、ブレーキ制動トルクに応じた減速度等が含まれている。そのため、より精度良く停止時トルク指令値ＴＢ＊を演算するために、第２トルク指令値設定部１２は、旋回抵抗トルクやブレーキ制動トルクを停止時トルク指令値ＴＢ＊から除外してもよい。

「旋回抵抗トルク」は、車両１００が旋回しているときに、見かけ上、車両１００を減速させる方向の力として加速度センサ２０４により検出される力を、これに抗するトルクに換算したものである。旋回抵抗トルクＴ_ｇｙは、例えば以下の式ｆ１により演算することができる。

式ｆ１において、「ｍ」は車両１００の質量であり、「Ｖ」は車両１００の車速である。「θ」は、操舵角センサ２０７により検出される操舵角である。「Ｋ_ｈ」はステアリングギア比である。「Ｌ」は車両１００のホイールベース長さであり、「Ｌ_ｒ」は車両１００の重心から車輪１１２（つまり後輪）の軸までの距離であり、「ｒ」は車輪１１１，１１２の半径である。

「ブレーキ制動トルク」は、ブレーキ装置１２１，１２２において生じる制動力を、これに抗するトルクに換算したものである。ブレーキ制動トルクは、例えばブレーキＥＣＵ２０からの信号に基づいて算出することができる。このような態様に代えて、ブレーキセンサ２０５からの信号や、油圧センサ２０１からの信号等に基づいてブレーキ制動トルクを演算してもよい。

第２トルク指令値設定部１２は、ステップＳ１１の処理として、停止時トルク指令値ＴＢ＊から旋回抵抗トルク及びブレーキ制動トルクの両方を差し引いたものを、改めて停止時トルク指令値ＴＢ＊として演算する。あるいは、第２トルク指令値設定部１２は、勾配演算部１５により演算される路面の勾配からマップや演算式等に基づいて停止時トルク指令値ＴＢ＊を演算してもよい。

制御装置１０は、ステップＳ１１に続くステップＳ１２の処理として、第１トルク指令値設定部１１により要求トルク指令値ＴＡ＊を設定する。具体的には、第１トルク指令値設定部１１は、アクセルセンサ２０６により検出されるアクセルペダルの踏み込み量から演算式やマップ等を用いて駆動トルク指令値を演算する。そして、第１トルク指令値設定部１１は、演算された駆動トルク指令値と、ステップＳ１０の処理でブレーキＥＣＵ２０から送信される回生要求に含まれる回生トルク指令値Ｔｒ＊とに基づいて、回転電機１４０から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値ＴＡ＊を設定する。

なお、車両１００を停止させる際には、通常は運転者がアクセルペダルを踏み込んでいない状態、すなわちアクセルペダルの踏み込み量が「０」の状態であるため、駆動トルク指令値は「０」である。したがって、要求トルク指令値ＴＡ＊は、回生トルク指令値Ｔｒ＊と同一の値に設定されることになる。

制御装置１０は、ステップＳ１２に続くステップＳ１３の処理として、動作制御部１４により回転速度判定値ω_ｓを設定する処理を行う。回転速度判定値ω_ｓは、車輪１１１，１１２の回転速度が、第２トルク制御を開始すべき回転速度まで低下したか否かを判定するための判定値である。回転速度判定値ω_ｓは、例えば以下の式ｆ２により演算することができる。

式ｆ２において、「ΔＴ_ｒ」は、ステップＳ１１の処理で演算される停止時トルク指令値ＴＢ＊から、ステップＳ１２の処理で演算される要求トルク指令値ＴＡ＊を減算したトルク差分値である。「Ｉ_ｖ」は、車体１０１の質量を、車輪１１１等の回転系におけるイナーシャに換算したものである。イナーシャＩ_ｖは、車両１００の質量ｍ及び車輪１１１，１１２の半径ｒを用いて、例えば「Ｉ_ｖ＝ｍｒ^２」の式により演算することができる。「τ」は、第２トルク制御で用いられる一次遅れ系のトルク波形の時定数として予め設定された値である。時定数τの設定方法については後に説明する。

式ｆ２を用いて回転速度判定値ω_ｓを設定した後、車輪１１１の回転速度が回転速度判定値ω_ｓを下回った時点で第２トルク制御が開始されると、第２トルク制御が完了したタイミングと概ね同じタイミングで車両１００の車速が「０」となる。このように、回転速度判定値ω_ｓは、回転電機１４０から出力される制駆動トルクが停止時トルク指令値ＴＢ＊になる時点（つまり第２トルク制御が終了する時点）と、車両１００が停止する時点とが互いに一致するように設定される。

なお、回転速度判定値ω_ｓを設定するにあたっては、回転電機１４０から出力される制駆動トルクが停止時トルク指令値ＴＢ＊になる時点と、車両１００が停止する時点とが互いに一致するのであれば、上記の式ｆ２と異なる式が用いられてもよい。また、「車両１００が停止する時点」とは、車速が完全に「０」となるタイミングでなくてもよい。例えば、車速の絶対値が、所定の微少な閾値を下回るタイミングであってもよい。

制御装置１０は、図５に示される処理を完了した後、図６に示される一連の処理を所定の周期で繰り返し実行する。
図６に示されるように、制御装置１０は、まず、ステップＳ２０の処理として、車輪速センサ２０２により検出される車輪１１１，１１２の回転速度ωが、図５のステップＳ１３の処理で設定される回転速度判定値ω_ｓ以下であるか否かを判定する。具体的には、制御装置１０は、車輪速センサ２０２により検出される車輪１１１，１１２の回転速度の平均値を求めた上で、その回転速度の平均値が回転速度判定値ω_ｓ以下であるか否かを判定する。本実施形態では、このステップＳ２０の処理が、車両１００の車速が所定速度以下であるか否かを判定する処理に相当する。所定速度は例えば「１［ｋｍ／ｈ］」である。

なお、制御装置１０は、ステップＳ２０の処理において、一方の車輪１１１の回転速度の平均値が回転速度判定値ω_ｓ以下であるか否かを判定してもよい。また、ステップＳ２０における回転速度ωについての判定は、ＭＧレゾルバ２０３により測定される回転速度に基づいて行われてもよい。この場合、ＭＧレゾルバ２０３により測定された回転電機１４０の回転速度を車輪１１１等の回転速度に換算すればよい。また、回転速度判定値ω_ｓが、ＭＧレゾルバ２０３により測定される回転速度についての判定値として設定されることとしてもよい。この場合、第２トルク制御を開始するための目標タイミングは、間接的に、車輪１１１等の回転速度について設定されることとなる。

車両１００を停止させるために回転電機１４０から回生トルクを発生させた初期の時点では、多くの場合、車両１００の車速は所定速度Ｖ_ｔｈを超えているため、回転電機１４０の回転速度ωは回転速度判定値ω_ｓよりも大きい。そのため、制御装置１０は、ステップＳ２０の処理で否定的な判断を行って、ステップＳ２５の処理に移行する。

制御装置１０では、ステップＳ２５の処理として、動作制御部１４により第１トルク制御が実行される。第１トルク制御は、回転電機１４０の出力トルクを、図５のステップＳ１２の処理で設定される要求トルク指令値ＴＡ＊に一致させる制御である。したがって、動作制御部１４が第１トルク制御を実行している場合、回転電機１４０の出力トルクは、基本的には、ブレーキペダルの踏み込み量に応じて変化することとなる。具体的には、ブレーキペダルの踏み込み量が大きくなるほど、より大きい回生トルクが回転電機１４０から出力される。この回転電機１４０から出力される回生トルクにより車両１００に制動力が加わることで車両１００が減速する。車輪１１１，１１２の回転速度ωが次第に低下しているが、この時点では未だ第２トルク制御は実行されていない。

その後、車輪１１１，１１２の回転速度ωが回転速度判定値ω_ｓ以下になると、すなわち車両１００の車速が所定速度Ｖ_ｔｈ以下になると、制御装置１０は、ステップＳ２０の処理で肯定的な判定を行って、ステップＳ２１の処理に移行する。この場合、後述のステップＳ２４に移行することで第２トルク制御が開始されることになる。第２トルク制御の開始に先立ち、ステップＳ２１では、トルク波形を設定する処理が波形設定部１３により行われる。トルク波形は、停車に伴って車両１００に発生するピッチ方向の振動を減衰させることができるように設定されている。波形設定部１３は、例えば以下の式ｆ３を用いることによりトルク波形を設定する。

式ｆ３の左辺の「Ｔ_ｒ（ｔ）」は、回転電機１４０のトルク指令値の時間的な変化を示す関数である。この関数Ｔ_ｒ（ｔ）が示す時間的な波形がトルク波形に相当する。「ｔ」は、ステップＳ２１に最初に移行したタイミング、すなわち第２トルク制御の実行が開始されたタイミングからの経過時間である。

式ｆ３の右辺において、「ΔＴ_ｒ」は、式ｆ２のトルク差分値ΔＴ_ｒと同じもの、すなわち図５に示されるステップＳ１１の処理で演算される停止時トルク指令値ＴＢ＊から、ステップＳ１２の処理で演算される要求トルク指令値ＴＡ＊を減算したものである。「τ」は、式ｆ２の時定数τと同じもの、すなわちトルク波形の時定数として予め設定された値である。時定数τの値は波形設定部１３によって設定される。

トルク波形の時定数τを大きくし過ぎた場合には、第２トルク制御の実行中において車体１０１の車速変化を示す波形の周波数が小さくなりすぎて、当該周波数が車両１００のピッチ共振周波数よりも低くなってしまう。その結果、車体１０１のピッチングが生じ難くなる。しかしながら、停車前（すなわち走行中）の時点で制動力が「０」になったと感じられるような、いわゆる「Ｇ抜け」と称される違和感を乗員に与えないためには、敢えて車体１０１にピッチングを生じさせた方が好ましい。そこで、本実施形態における波形設定部１３は、トルク波形が、車両１００のピッチ共振周波数よりも高い周波数成分を含む波形となるように、時定数τをピッチ共振周波数以下の値に設定する。

車両１００のピッチ共振周波数ｆ_ｐは、以下の式ｆ４により求めることができる。

式４において、「ｇ」は重力加速度、「Ｌ」は車両１００のホイールベース長さ、「Ｌ_ｔ」は車体１０１の全長、「ｈ_ｃ」は車体１０１の重心高さである。
波形設定部１３は、上記のように算出されるピッチ共振周波数ｆ_ｐの逆数（つまり、車両１００のピッチ共振周期）の値を、時定数τについての上限値とした上で、当該上限値以下の値になるように時定数τを設定する。その結果、トルク波形は、車両１００のピッチ共振周波数よりも高い周波数成分を含む波形として設定されることとなる。このように、式ｆ４は、時定数τについての上限値を決定するための式ということができる。

一方、トルク波形の時定数τの値を小さくし過ぎた場合には、第２トルク制御の実行中において、動力伝達部材における捩れが素早く解放され過ぎてしまい、いわゆるバックラッシュに当たる際の衝撃を乗員に感じさせてしまうこととなる。また、動力伝達部材に生じていた捩れが十分に解放されないまま車両１００が停止し、停止後に車両１００が振動してしまう可能性もある。

そこで、波形設定部１３は以下の式ｆ５に示される条件を満たすような値として、時定数τを設定する。

式ｆ５において、「ΔＴ_ｒ」は、式ｆ２で用いられるものと同様のトルク、すなわち停止時トルク指令値ＴＢ＊から要求トルク指令値ＴＡ＊を減算したトルク差分値である。「Ｋ_ｄ」は、動力伝達部材の剛性を示す係数、具体的にはドライブシャフト１３３，１３４の剛性、又はサスペンションの前後の等価剛性である。「ω_α」は、動力伝達部材にバックラッシュが発生し難い車輪１１１，１１２の回転速度の閾値である。回転速度閾値ω_αは、例えば「４．８［ｒａｄ／ｓ］」に設定される。

式ｆ５は、時定数τについての下限値を設定するための式ということができる。時定数τが、上記のような下限値以上の値に設定されると、第２トルク制御が開始された直後におけるトルク波形の時間変化の傾きは所定の値以下に抑えられることとなる。
波形設定部１３は、図６に示されるステップＳ２１の処理において、式ｆ４で決定される上限値と、式ｆ５で決定される下限値との間の値となるように時定数τの値を設定し、その時定数τと式ｆ３とを用いてトルク波形を設定する。これにより、第２トルク制御の実行時においては、乗員にＧ抜け及びバックラッシュの衝撃のいずれをも感じさせることなく、車両１００を適切に停止させることが可能となる。

なお、波形設定部１３により設定される時定数τの値には、上記の下限値と上限値との間に常に収まるように、予め設定された固定値が用いられてもよい。また、トルク差分値ΔＴ_ｒの算出値に応じて、式ｆ５等を用いて時定数τが都度算出され設定されることとしてもよい。

波形設定部１３は、ステップＳ２１に続くステップＳ２２の処理として、車輪速センサ２０２により検出される車輪１１１，１１２の回転速度から車両１００の走行速度である車速Ｖを演算するとともに、演算された車速Ｖが「０」であるか否かを判定する。車両１００が停止する前の時点では、車速Ｖが「０」ではないため、波形設定部１３は、ステップＳ２２の処理でも否定的な判定を行う。この場合、制御装置１０では、ステップＳ２４の処理として、第２トルク制御が動作制御部１４により実行される。具体的には、動作制御部１４は、回転電機１４０の出力トルクを、式ｆ３に示されるトルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に沿った大きさとなるように調整する処理が実行される。

このようにしてステップＳ２４の処理が実行された後、制御装置１０は、図６に示される処理を一旦終了するとともに、所定の周期の経過後に図６に示される処理を再び開始する。以降、制御装置１０は、ステップＳ２２の処理で否定的な判定を行っている期間、ステップＳ２４の処理がトルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に基づいて繰り返し実行される。ステップＳ２４の処理が繰り返し実行されることにより、回転電機１４０の出力トルクが要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊に向かってトルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に沿って変化していき、最終的には車両１００が停止した状態になる。このように、ステップＳ２４の処理が繰り返されることで車両１００の停止が実現される。当該第２トルク制御は、図４の例において時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間に行われる処理である。

なお、図６に示される一連の処理が繰り返し実行される際には、ステップＳ２１の処理は初回の実行時においてのみ実行され、２回目以降はステップＳ２１の処理がスキップされる。このような態様に代えて、ステップＳ２１の処理が都度実行され、トルク波形が状況に応じて調整されていくこととしてもよい。

その後、車速Ｖが「０」になると、すなわち車両１００が停止すると、波形設定部１３は、ステップＳ２２の処理で肯定的な判定を行う。この場合、波形設定部１３は、ステップＳ２３の処理として、必要に応じて、トルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）を補正する処理が行われる。例えば、停止時トルク指令値ＴＢ＊の算出に誤差があり、このままでは停車状態を維持することが難しいと判定された場合には、トルク波形の全体に対して必要なトルクを加算又は減算することで、停車状態を維持し得るように調整する。このようなトルクの調整は、例えば、停止直後における車速の変化等に基づいて行うこととすればよい。ステップＳ２３の処理が実行された後、動作制御部１４が、ステップＳ２４の処理を実行することにより、すなわち第２トルク制御を実行することにより、車両１００が停止状態に維持される。

ところで、図１に示されるような構成の場合、回転電機１４０に何らかの異常が生じると、図５及び図６に示される第１トルク制御及び第２トルク制御を適切に実行することができなくなる。このような場合、例えば回転電機１４０から所望の回生トルクが得られなくなるため、車両１００が停止しない可能性がある。

そこで、本実施形態の制御システム４０は、回転電機１４０の動作状態を監視しつつ、仮に回転電機１４０の動作の異常が検出された場合には回転電機１４０のフェイルセーフ制御を実行する。このような構成を実現するために、図２に示されるように、ブレーキＥＣＵ２０は、その記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される機能的な要素として、フェイルセーフ制御部２３を更に備えている。また、制御装置１０は、その記憶装置に記憶されているプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される機能的な要素として、勾配推定部１６と、フェイルセーフ制御部１７とを更に備えている。

ブレーキＥＣＵ２０のフェイルセーフ制御部２３は、図６に示されるステップＳ２０の処理で否定的な判定が行われている場合、すなわち車両１００の車速が所定速度Ｖ_ｔｈ（例えば１［ｋｍ／ｈ］）を超えている場合に回転電機１４０の動作を監視する。例えば、フェイルセーフ制御部２３は、ＭＧレゾルバ２０３により検出される回転電機１４０の回転速度と回転電機１４０の定格とから演算式等に基づいて回転電機１４０の実際の出力トルクＴ_ｍを演算する。そして、フェイルセーフ制御部２３は、演算された回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍと、回生トルク演算部２１により演算される回生トルク指令値Ｔｒ＊とを比較することにより回転電機１４０に異常が生じているか否かを判定する。

具体的には、図６に示されるように、ステップＳ２０の処理で否定的な判定が行われている場合、ステップＳ２５の処理として第１トルク制御が実行される。すなわち、回転電機１４０の出力トルクは要求トルク指令値ＴＡ＊に制御される。車両１００が減速している際には、要求トルク指令値ＴＡ＊は回生トルク指令値Ｔｒ＊に設定されるため、回転電機１４０の出力トルクは回生トルク指令値Ｔｒ＊に制御されることになる。したがって、回転電機１４０が正常であれば、回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍは回生トルク指令値Ｔｒ＊と略同一の値を示すことになる。

そこで、フェイルセーフ制御部２３は、回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍが「Ｔｒ＊－α≦Ｔ_ｍ≦Ｔｒ＊＋α」を満たしている場合には、回転電機１４０が正常であると判定して、フェイルセーフ制御を実行しない。なお、「α」は所定の定数であり、予め定められている。一方、フェイルセーフ制御部２３は、回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍが「Ｔ_ｍ＜Ｔｒ＊－α」を満たしている場合、又は「Ｔｒ＊＋α＜Ｔ_ｍ」を満たしている場合には、回転電機１４０に異常が生じたと判定して、フェイルセーフ制御を実行する。フェイルセーフ制御部２３は、フェイルセーフ制御として、例えば制御装置１０及び回転電機１４０を停止させる制御を実行する。本実施形態では、フェイルセーフ制御部２３が走行時フェイルセーフ制御部に相当する。

制御装置１０のフェイルセーフ制御部１７は、図６のステップＳ２０の処理で肯定的な判定が行われている場合、すなわち車両１００の車速が所定速度Ｖ_ｔｈ（例えば１［ｋｍ／ｈ］）以下である場合に回転電機１４０の動作を監視する。その際、フェイルセーフ制御部１７は、車両１００が現在位置している路面の勾配を用いる。路面の勾配を精度良く検出するために、制御装置１０は勾配推定部１６を備えている。

勾配推定部１６は、制御装置１０の勾配演算部１５により演算される路面の勾配の演算値と、ブレーキＥＣＵ２０の勾配演算部２２により演算される路面の勾配の演算値とに基づいて、路面の勾配の推定値を演算する。例えば、勾配推定部１６は、前者の路面の勾配の演算値と後者の路面の勾配の演算値との平均値を演算するとともに、演算された平均値を路面の勾配の推定値として用いる。

制御装置１０のフェイルセーフ制御部１７は、ブレーキＥＣＵ２０のフェイルセーフ制御部２３と同様に、ＭＧレゾルバ２０３により検出される回転電機１４０の回転速度と回転電機１４０の定格とから演算式等に基づいて回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍを演算する。そして、フェイルセーフ制御部１７は、演算された回転電機１４０の実出力トルクと、第２トルク指令値設定部１２により設定される停止時トルク指令値ＴＢ＊とを比較することにより、回転電機１４０に異常が生じているか否かを判定する。

具体的には、図６に示されるように、ステップＳ２０の処理で肯定的な判定が行われている場合、ステップＳ２４の処理として第２トルク制御が実行される。すなわち、回転電機１４０の出力トルクはトルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に沿って要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊に向かって制御される。したがって、回転電機１４０が正常であれば、回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍが収束した際に、その収束値Ｔ_ｍｃが、停止時トルク指令値ＴＢ＊に対応したトルク、すなわち車両１００が現在位置している路面の勾配に対応したトルクを示すことになる。

そこで、フェイルセーフ制御部１７は、勾配推定部１６により演算された路面の勾配の推定値に基づいて勾配補正トルクＴ_ｕｐを演算する。勾配補正トルクＴ_ｕｐは、車両１００の停止状態を維持するために回転電機１４０から出力すべきトルクである。フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ－β≦Ｔ_ｍｃ≦Ｔ_ｕｐ＋β」を満たしている場合には、制御装置１０及び回転電機１４０が正常であると判定して、フェイルセーフ制御を実行しない。なお、「β」は所定の定数であり、予め設定されている。定数βは、例えば「０．１［Ｇ］」相当のトルクに対応する値に設定される。一方、フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｍｃ＜Ｔ_ｕｐ－β」を満たしている場合、又は「Ｔ_ｕｐ＋β＜Ｔ_ｍｃ」を満たしている場合には、回転電機１４０に異常が生じたと判定して、フェイルセーフ制御を実行する。本実施形態では、「Ｔ_ｕｐ－β」及び「Ｔ_ｕｐ＋β」が異常判定値に相当する。フェイルセーフ制御部１７は、フェイルセーフ制御として、例えば制御装置１０及び回転電機１４０を停止させる処理、又は第２トルク制御を中止する処理を実行する。本実施形態では、フェイルセーフ制御部１７が停止時フェイルセーフ制御部に相当する。

以上のような制御を実現するために、フェイルセーフ制御部１７により実行される具体的な処理の手順について説明する。図７に示される一連の処理は、フェイルセーフ制御部１７により実行されるものである。所定の制御周期が経過する毎に、図７の処理が繰り返し実行されてもよい。

フェイルセーフ制御部１７は、まず、ステップＳ３０の処理として、勾配補正トルクＴ_ｕｐを演算する。具体的には、フェイルセーフ制御部１７は、勾配推定部１６により演算された路面の勾配の推定値θから、図８に示されるマップを用いることにより勾配補正トルクＴ_ｕｐを演算する。なお、路面の勾配の推定値θは、登り勾配の場合には正の値を示すと共に、登り勾配の傾斜が急になるほど、その絶対値が大きくなる。また、路面の勾配の推定値θは、下り勾配の場合には負の値を示すと共に、下り勾配の傾斜が急になるほど、その絶対値が大きくなる。

図７に示されるように、フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３０に続くステップＳ３１の処理として、車両１００の車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈ以下であるか否かを判定する。フェイルセーフ制御部１７は、車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈを超えている場合には、すなわち第１トルク制御が実行されている場合には、ステップＳ３１の処理で否定的な判定を行って、ステップＳ３２の処理として、異常カウンタＣｆの値を初期化する。

一方、フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３１の処理において、車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈ以下である場合には、すなわち第２トルク制御が実行されている場合には、ステップＳ３１の処理で肯定的な判定を行う。この場合、フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３３の処理として、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ＋β」を超えているか否かを判定する。フェイルセーフ制御部１７は、第２トルク制御が開始された後、回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍの推移を監視しており、実出力トルクＴ_ｍの単位時間当たりの変化量が所定値以下になることに基づいて回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍが収束したと判定するとともに、そのときの回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍの値を収束値Ｔ_ｍｃとして用いる。フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ＋β」を超えている場合には、ステップＳ３３の処理で肯定的な判定を行う。この場合、フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０に異常が生じていると判断して、ステップＳ３４の処理として、異常カウンタＣｆの値をインクリメントする。

フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ＋β」以下である場合には、ステップＳ３３の処理で否定的な判定を行う。この場合、フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３４の処理として、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ－β」未満であるか否かを判定する。フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ－β」未満である場合には、ステップＳ３５の処理で肯定的な判定を行う。この場合、フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０に異常が生じていると判断して、ステップＳ３６の処理として、異常カウンタＣｆの値をインクリメントする。このように、本実施形態では、異常カウンタＣｆの値が異常判定回数に相当する。

フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３５の処理において、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ＋β」を超えている場合には、ステップＳ３５の処理で否定的な判定を行う。この場合、フェイルセーフ制御部１７は、制御装置１０及び回転電機１４０が正常であると判断して、ステップＳ３７の処理として、異常カウンタＣｆの値を初期化する。

フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３４，Ｓ３６，Ｓ３７のいずれかの処理を実行した場合には、ステップＳ３８の処理として、異常カウンタＣｆが所定値Ｃａを超えているか否かを判定する。所定値Ｃａは、「０」よりも大きい整数に設定されている。本実施形態では、所定値Ｃａが所定数に相当する。回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｕｐ－β≦Ｔ_ｍｃ≦Ｔ_ｕｐ＋β」を満たしている場合、すなわち回転電機１４０が正常な場合には、異常カウンタＣｆが「０」に設定されたままであるため、フェイルセーフ制御部１７はステップＳ３８の処理で否定的な判定を行う。この場合、フェイルセーフ制御部１７は、図８に示される一連の処理を終了する。

一方、回転電機１４０の実出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｍｃ＜Ｔ_ｕｐ－β」を満たしている場合、又は「Ｔ_ｕｐ＋β＜Ｔ_ｍｃ」を満たしている場合、すなわち回転電機１４０に異常が生じている場合には、ステップＳ３４の処理又はステップＳ３６の処理が実行される。異常が生じた初期の段階では、異常カウンタＣｆの値が所定値Ｃａ以下であるため、フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３８の処理で否定的な判定を行う。その後、図７に示される処理が所定の周期で実行されることで、ステップＳ３４の処理又はステップＳ３６の処理が繰り返して実行されると、異常カウンタＣｆの値が増加する。そして、異常カウンタＣｆの値が所定値Ｃａを超えると、フェイルセーフ制御部１７は、ステップＳ３９の処理として、フェイルセーフ制御を実行する。

次に、本実施形態の制御システム４０の動作例について説明する。
図９（Ｂ）に示されるように時刻ｔ２０で運転者がブレーキペダルの踏み込み操作を行ったとすると、図９（Ｃ）に示されるように回転電機１４０から負の値のトルク「Ｔ_ｒ１」、すなわち回生トルクが出力される。そのため、時刻ｔ２０以降、図９（Ａ）に示されるように車両１００の車速Ｖが徐々に低下する。この場合、時刻ｔ２０から、車両１００の車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈ以下になる時刻ｔ２１までの期間は第１トルク制御が実行される。すなわち、回転電機１４０の出力トルクは要求トルク指令値ＴＡ＊に制御される。なお、要求トルク指令値ＴＡ＊は回生トルク指令値Ｔｒ＊に設定されている。

そして、時刻ｔ２１の時点で車両１００の車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈ以下になると、それ以降は第２トルク制御が実行される。すなわち、回転電機１４０の出力トルクは、トルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に沿って要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊に向かって制御される。なお、図９では、停止時トルク指令値ＴＢ＊が正の値に設定されている場合、換言すれば車両１００が登り坂の傾斜路で停止する場合が示されている。このとき、時刻ｔ２２で回転電機１４０の出力トルクＴ_ｍが収束したとする。そのときの出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが図９（Ｃ）に示されるように「Ｔ_ｕｐ－β≦Ｔ_ｍｃ≦Ｔ_ｕｐ＋β」を満たしている場合には、フェイルセーフ制御部１７は、制御装置１０及び回転電機１４０が正常であると判定する。すなわちフェイルセーフ制御は実行されない。

一方、回転電機１４０の出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが「Ｔ_ｍｃ＜Ｔ_ｕｐ－β」を満たしている場合、又は「Ｔ_ｕｐ＋β＜Ｔ_ｍｃ」を満たしている場合には、異常カウンタＣｆの値が所定値Ｃａを超えることを条件にフェイルセーフ制御が実行される。
以上説明した本実施形態の車両１００の制御システム４０によれば、以下の（１）～（７）に示される作用及び効果を得ることができる。

（１）動作制御部１４は、車両１００の車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈを超えているときに、要求トルク指令値ＴＡ＊に基づいて回転電機１４０の出力トルクを制御する第１トルク制御を実行する。また、動作制御部１４は、車両１００の車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈ以下であるときに、トルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に沿うように回転電機１４０の出力トルクを要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊に向かって変化させる第２トルク制御を実行する。フェイルセーフ制御部１７は、第２トルク制御が実行されたときの回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍと異常判定値「Ｔ_ｕｐ－β」，「Ｔ_ｕｐ＋β」との比較に基づいて回転電機１４０に異常が生じたか否かを判定する。フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０に異常が生じたと判定した場合には、回転電機１４０のフェイルセーフ制御を実行する。この構成によれば、第２トルク制御の実行により回転電機１４０の出力トルクが要求トルク指令値ＴＡ＊から停止時トルク指令値ＴＢ＊に向かってトルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に沿って変化する。このように回転電機１４０の出力トルクがトルク波形Ｔ_ｒ（ｔ）に沿って変化することにより、より適切に車両１００を停止させることが可能である。また、第２トルク制御を実行した後に回転電機１４０の出力トルクと異常判定値「Ｔ_ｕｐ－β」，「Ｔ_ｕｐ＋β」との比較により回転電機１４０に異常が生じていると判定された場合には、回転電機１４０のフェイルセーフ制御が実行されるため、車両１００の安全性を確保することも可能である。

（２）異常判定値「Ｔ_ｕｐ＋β」は、回転電機１４０の出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃの上限値を定める上限判定値である。異常判定値「Ｔ_ｕｐ－β」は、回転電機１４０の出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃの加減値を定める下限判定値である。フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０の出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが異常判定値「Ｔ_ｕｐ＋β」を超えていることに基づいて、あるいは回転電機１４０の出力トルクの収束値Ｔ_ｍｃが異常判定値「Ｔ_ｕｐ－β」未満であることに基づいて、回転電機１４０に異常が生じていると判定する。この構成によれば、回転電機１４０に異常が生じているか否かを容易に判定することが可能となる。

（３）フェイルセーフ制御部１７は、フェイルセーフ制御として、第２トルク制御を禁止、又は回転電機１４０の制御を禁止する。この構成によれば、回転電機１４０に異常が生じた際に、より的確に安全性を確保することが可能となる。
（４）フェイルセーフ制御部１７は、回転電機１４０に異常が生じていると判定した回数を異常カウンタＣｆとしてカウントし、異常カウンタＣｆが所定値Ｃａを超えることに基づいて、フェイルセーフ制御を実行する。この構成によれば、例えば回転電機１４０の異常が誤って一回検出されただけでフェイルセーフ制御が実行されるような状況を回避することができるため、より実情に即した形でフェイルセーフ制御を実行することができる。

（５）ブレーキＥＣＵ２０は、回生トルク演算部２１と、フェイルセーフ制御部２３とを備えている。回生トルク演算部２１は、回転電機１４０から出力すべき回生トルクの指令値である回生トルク指令値Ｔｒ＊を演算する。フェイルセーフ制御部２３は、車両１００の車速Ｖが所定速度Ｖ_ｔｈを超えているとき、回転電機１４０の実出力トルクＴ_ｍと回生トルク指令値Ｔｒ＊とを比較することにより回転電機１４０に異常が発生しているか否かを判定する。フェイルセーフ制御部２３は、回転電機１４０に異常が発生していると判定することに基づいて回転電機１４０のフェイルセーフ制御を実行する。この構成によれば、車両１００が所定速度Ｖ_ｔｈを超える速度で走行している場合であっても、回転電機１４０に異常が発生した場合にはフェイルセーフ制御が実行されるため、車両１００の安全性を更に高めることができる。

（６）制御システム４０は、車両１００が停止する路面の勾配を推定する勾配推定部１６を更に備える。フェイルセーフ制御部１７は、図８に示されるマップを用いることにより、勾配推定部１６により推定される路面の勾配に基づいて、異常判定値「Ｔ_ｕｐ－β」、「Ｔ_ｕｐ＋β」を可変設定する。この構成によれば、より適切な異常判定値を設定することが可能となる。

（７）勾配推定部１６は、制御装置１０の勾配演算部１５により演算される路面の勾配の演算値と、ブレーキＥＣＵ２０の勾配演算部２２により演算される路面の勾配の演算値とに基づいて路面の勾配の推定値を演算する。この構成によれば、路面の勾配を高い精度で推定することができるため、結果的に異常判定値の演算精度を向上させることができる。

なお、上記実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・図５に示されるステップＳ２０の処理は、ＭＧレゾルバ２０３により検出される回転電機１４０の回転速度に基づいて行われてもよい。この場合、ＭＧレゾルバ２０３により検出される回転電機１４０の回転速度を所定の演算式を用いて車輪１１１の回転速度に換算すれば、類似の判定処理を行うことができる。また、回転速度判定値ω_ｓが、ＭＧレゾルバ２０３により検出される回転電機１４０の回転速度に対して設定されていてもよい。

・車両１００には、図１の回転電機１４０に代えて、各車輪１１１，１１２に埋め込まれたインホイールモータが用いられていてもよい。制御装置１０は、各車輪１１１，１１２に埋め込まれたインホイールモータの制駆動トルクを制御することにより、上記実施形態の制御装置１０と同様の制御を行う。

・上記の実施形態の構成は、車両１００に限らず、任意の移動体に適用することが可能である。
・本開示に記載の制御システム４０及びその制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御システム４０及びその制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御システム４０及びその制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。

・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：制御装置（回転電機制御部）
１１：第１トルク指令値設定部
１２：第２トルク指令値設定部
１３：波形設定部
１４：動作制御部
１６：勾配推定部
１７：フェイルセーフ制御部（停止時フェイルセーフ制御部）
２０：ブレーキＥＣＵ（ブレーキ制御部）
２１：回生トルク演算部
２３：フェイルセーフ制御部（走行時フェイルセーフ制御部）
４０：制御システム
１００：車両（移動体）
１４０：回転電機

Claims (9)

1. 走行用の駆動源として回転電機（１４０）が搭載される移動体（１００）の制御システム（４０）であって、
   前記移動体に対する運転者の操作に基づいて前記回転電機から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値を設定する第１トルク指令値設定部（１１）と、
   前記移動体が停止したときに前記移動体の停止状態を維持するために前記回転電機から出力すべきトルクの目標値である停止時トルク指令値を設定する第２トルク指令値設定部（１２）と、
   前記回転電機の出力トルクの目標値の時間的な変化を示すトルク波形を設定する波形設定部（１３）と、
   前記移動体の走行速度が所定速度を超えているときに、前記要求トルク指令値に基づいて前記回転電機の出力トルクを制御する第１トルク制御を実行するとともに、前記移動体の走行速度が前記所定速度以下であるときに、前記トルク波形に沿うように前記回転電機の出力トルクを前記要求トルク指令値から前記停止時トルク指令値に向かって変化させる第２トルク制御を実行する動作制御部（１４）と、
   前記第２トルク制御が実行されたときの前記回転電機の出力トルクと所定の異常判定値との比較に基づいて前記回転電機に異常が生じたか否かを判定し、前記回転電機に異常が生じていると判定した場合には、前記回転電機のフェイルセーフ制御を実行する停止時フェイルセーフ制御部（１７）と、を備える
   移動体の制御システム。
2. 前記異常判定値は、前記回転電機の出力トルクの収束値の上限値を定める上限判定値であり、
   前記停止時フェイルセーフ制御部は、前記回転電機の出力トルクの収束値が前記上限判定値を超えていることに基づいて、前記回転電機に異常が生じていると判定する
   請求項１に記載の移動体の制御システム。
3. 前記異常判定値は、前記回転電機の出力トルクの収束値の下限値を定める下限判定値であり、
   前記停止時フェイルセーフ制御部は、前記回転電機の出力トルクの収束値が前記下限判定値未満であることに基づいて、前記回転電機に異常が生じていると判定する
   請求項１に記載の移動体の制御システム。
4. 前記停止時フェイルセーフ制御部は、前記フェイルセーフ制御として、前記第２トルク制御を禁止、又は前記回転電機の制御を禁止する
   請求項１～３のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
5. 前記停止時フェイルセーフ制御部は、前記回転電機に異常が生じていると判定した回数である異常判定回数をカウントし、前記異常判定回数が所定数を超えることに基づいて、前記フェイルセーフ制御を実行する
   請求項１～４のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
6. 前記回転電機を制御する回転電機制御部（１０）と、
   前記移動体のブレーキ装置を制御するブレーキ制御部（２０）と、を更に備え、
   前記回転電機制御部は、前記第１トルク指令値設定部と、前記第２トルク指令値設定部と、前記波形設定部と、前記動作制御部と、前記停止時フェイルセーフ制御部と、を有し、
   前記ブレーキ制御部は、
   前記回転電機から出力すべき回生トルクの指令値である回生トルク指令値を演算する回生トルク演算部（２１）と、
   前記移動体の走行速度が前記所定速度を超えているときに、前記回転電機の実際の出力トルクと前記回生トルク指令値とを比較することにより前記回転電機に異常が生じているか否かを判定し、前記回転電機に異常が生じていると判定することに基づいて前記フェイルセーフ制御を実行する走行時フェイルセーフ制御部（２３）と、を有する
   請求項１～５のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
7. 前記移動体が停止する路面の勾配を推定する勾配推定部（１６）を更に備え、
   前記停止時フェイルセーフ制御部は、前記路面の勾配の推定値に基づいて前記異常判定値を可変設定する
   請求項１～６のいずれか一項に記載の移動体の制御システム。
8. 前記回転電機を制御する回転電機制御部（１０）と、
   前記移動体のブレーキ装置を制御するブレーキ制御部（２０）と、を更に備え、
   前記勾配推定部は、前記回転電機制御部により演算される路面の勾配の演算値と、前記ブレーキ制御部により演算される路面の勾配の演算値とに基づいて、前記路面の勾配の推定値を演算する
   請求項７に記載の移動体の制御システム。
9. コンピュータを、
   移動体に対する運転者の操作に基づいて回転電機から出力すべきトルクの目標値である要求トルク指令値を設定する第１トルク指令値設定部（１１）と、
   前記移動体が停止したときに前記移動体の停止状態を維持するために前記回転電機から出力すべきトルクの目標値である停止時トルク指令値を設定する第２トルク指令値設定部（１２）と、
   前記回転電機の出力トルクの目標値の時間的な変化を示すトルク波形を設定する波形設定部（１３）と、
   前記移動体の走行速度が所定速度を超えているときに、前記要求トルク指令値に基づいて前記回転電機の出力トルクを制御する第１トルク制御を実行するとともに、前記移動体の走行速度が前記所定速度以下であるときに、前記トルク波形に沿うように前記回転電機の出力トルクを前記要求トルク指令値から前記停止時トルク指令値に向かって変化させる第２トルク制御を実行する動作制御部（１４）と、
   前記第２トルク制御が実行されたときの前記回転電機の出力トルクと所定の異常判定値との比較に基づいて前記回転電機に異常が生じたか否かを判定し、前記回転電機に異常が生じていると判定した場合には、前記回転電機のフェイルセーフ制御を実行する停止時フェイルセーフ制御部（１７）と、として機能させる
   プログラム。

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