JP7561584B2

JP7561584B2 - 車両用の駆動力制御装置

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Publication number: JP7561584B2
Application number: JP2020196775A
Authority: JP
Inventors: 智寛大黒; 翔斗荒井
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2020-02-04
Filing date: 2020-11-27
Publication date: 2024-10-04
Anticipated expiration: 2040-11-27
Also published as: JP2021126039A

Description

本発明は、指示駆動力を算出する駆動力算出部を備えた車両用の駆動力制御装置に関する。

ＥＶ（Electric Vehicle）、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）等の車両においては、動力源である電動モータが力行運転から回生運転に切り替わる際に、動力源又は動力の伝達経路で衝撃が生じることがある。エンジン車においても、動力源であるエンジンの駆動力がゼロをまたいで変化する際に動力源又は動力の伝達経路で衝撃が生じることがある。

特許文献１には、ＥＶにおいてモータが力行制御から回生制御へ切り替えられる際の衝撃を抑制する方法について記載されている。

特開２０１５－１０４２９５号公報

駆動力がゼロをまたいで変化する際の衝撃を、駆動力の制御によって抑制するには、その制御タイミングを適切に検出することが必要となる。しかしながら、駆動力の変化率（単位時間当たりの変化量）が大きいと、衝撃を抑制する制御タイミングの検出漏れが生じる場合があった。

本発明は、動力源から出力される駆動力の変化率が大きい場合でも、衝撃を抑制する制御タイミングの検出漏れを低減でき、駆動力がゼロをまたいで変化する際に適切に衝撃を抑制できる車両用の駆動力制御装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、
駆動輪と、前記駆動輪に駆動力を出力する動力源とを備える車両に搭載される車両用の駆動力制御装置であって、
運転指令に基づいて変化する指示駆動力を算出する駆動力算出部と、
前記駆動力算出部により算出された前記指示駆動力を前記駆動力として前記動力源から出力させる駆動制御部と、
を備え、
前記駆動力算出部は、
第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力を、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力の変化率に応じて、前記第１制御サイクルの次の第２制御サイクルまで変化させた予測駆動力が、第１条件を満たすか否かを判定する第１判定部を含み、
前記第１条件は、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力と前記予測駆動力との間の範囲と、駆動力がゼロであるゼロ駆動力を含む第１範囲とが少なくとも一部重なるという条件を含み、
前記駆動力算出部は、前記第１判定部が前記第１条件を満たすと判定した場合に、前記第２制御サイクルで算出する前記指示駆動力の変化率を制限する。

本発明の別の態様の車両用の駆動力制御装置は、
駆動輪と、前記駆動輪に駆動力を出力する動力源とを備える車両に搭載される車両用の駆動力制御装置であって、
運転指令に基づいて変化する指示駆動力を算出し、算出された前記指示駆動力を前記駆動力として前記動力源から出力させる回路を備え、
前記回路は、第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力を、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力の変化率に応じて、前記第１制御サイクルの次の第２制御サイクルまで変化させた予測駆動力が、第１条件を満たすか否かを判定し、
前記第１条件は、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力と前記予測駆動力との間の範囲と、駆動力がゼロであるゼロ駆動力を含む第１範囲とが少なくとも一部重なるという条件を含み、
前記回路は、前記第１条件を満たすと判定した場合に、前記第２制御サイクルで算出する前記指示駆動力の変化率を制限する。

本発明によれば、第１制御サイクルにおいて、第１判定部が、第１制御サイクルの指示駆動力と、第２制御サイクル（次の制御サイクル）の予測駆動力との間の範囲の少なくとも一部が、ゼロ駆動力を含む第１範囲と重なるか否かを判定する。そして、少なくとも一部が重なると判定された場合に、駆動力算出部は、第２制御サイクルで算出する指示駆動力の変化率を制限する。したがって、指示駆動力の変化率が大きく、通常では、一つの制御サイクルの期間に、指示駆動力が第１範囲を過ぎてしまうような場合でも、このような場合を検出し、指示駆動力の変化率を制限して次の制御サイクルの指示駆動力を算出することができる。そして、上記の変化率の制限により、一つの制御サイクルの期間に、指示駆動力がゼロ駆動力を含む第１範囲を過ぎてしまうことを抑制でき、駆動力がゼロ駆動力をまたいで変化する際に衝撃を抑制する制御が欠落してしまうことを抑制できる。

本発明の実施形態に係る車両を示すブロック図である。要求駆動力算出部及びレート処理部により実行される指示駆動力算出処理の手順を示すフローチャートの一部である。指示駆動力算出処理の手順を示すフローチャートの一部である。実施形態のゼロクロス制御の第１例を示すタイムチャートである。実施形態のゼロクロス制御の第２例を示すタイムチャートである。比較例のゼロクロス制御の一例を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車両を示すブロック図である。本実施形態の車両１は、例えばＥＶであり、駆動輪２と、駆動輪２に動力を出力する走行モータ（電動モータ）１１と、走行モータ１１を駆動するインバータ１２と、走行モータ１１を駆動するための電力を供給するバッテリ１３と、アクセルペダル２１及びブレーキペダル２２を含む運転操作部２０と、運転操作部２０から操作信号を入力しかつインバータ１２を駆動制御する制御部３０とを備える。制御部３０は、本発明に係る車両用の駆動力制御装置の一例に相当する。

制御部３０は、１つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）から構成されても良いし、複数のＥＣＵが互いに通信を行って連携して動作する構成としてもよい。制御部３０は、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）と、計算処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）とを含む。ＣＰＵは、制御プログラムを実行することで、複数の機能モジュールを実現する。複数の機能モジュールには、運転操作部２０の操作信号に基づいて要求駆動力を算出する要求駆動力算出部３１と、要求駆動力から駆動力の変化率が制限された指示駆動力を算出するレート処理部３２と、レート処理部３２が算出した指示駆動力が走行モータ１１から出力されるようにインバータ１２を駆動制御する駆動制御部３５とが含まれる。上記の制御部３０は、本発明に係る回路の一例に相当する。要求駆動力算出部３１及びレート処理部３２が、本発明に係る駆動力算出部の一例に相当する。

要求駆動力算出部３１は、運転指令に応じた要求駆動力を算出する。運転指令は、運転者により入力されるアクセルペダル２１又はブレーキペダル２２の操作量を含む。要求駆動力は、アクセルペダル２１又はブレーキペダル２２を急激に操作した場合に、急峻に変化する。

レート処理部３２は、要求駆動力の急激な変化を緩和するための変化率制限を行って要求駆動力に追従する指示駆動力を算出する通常レート処理部３３と、駆動力がゼロ（以下、ゼロの駆動力を「ゼロ駆動力」と呼ぶ）をまたいで変化する際の衝撃を低減するための変化率制限を行って要求駆動力に追従する指示駆動力を算出するゼロクロス処理部４０と、通常レート処理部３３とゼロクロス処理部４０とが算出したいずれかの指示駆動力を駆動制御部３５へ出力する指示駆動力出力部３４とを有する。

要求駆動力算出部３１及びレート処理部３２は、所定の制御サイクル（例えば１０ｍｓ）ごとに１つの指示駆動力を算出し、駆動制御部３５へ出力する。指示駆動力は、運転指令に応じた要求駆動力に追従するように算出されるため、運転指令に基づいて変化する量でもある。

ゼロクロス処理部４０は、所定の制御タイミングを検出するための第１判定部４１及び第２判定部４２と、変化率を制限する制御を伴って指示駆動力を算出するゼロクロスレート処理部４３とを含む。

第２判定部４２は、現制御サイクルの指示駆動力が、ゼロクロス条件を満たすか否かを判定する。ゼロクロス条件とは、指示駆動力がゼロ近傍であることを示す条件であり、具体的には、指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１（図４を参照）に含まれる場合に、第２判定部４２は、ゼロクロス条件が満たされると判定する。ゼロ近傍範囲Ｗ１は、本発明に係る第１範囲の一例に相当し、例えば－１００Ｎ～１００Ｎなどである。

第１判定部４１は、現制御サイクルの指示駆動力とその変化率とから予測される次の制御サイクルの予測駆動力を算出し、予測駆動力が第１条件を満たすか否かを判定する。第１条件には、現制御サイクルの指示駆動力と予測駆動力との間の範囲と、ゼロ近傍範囲Ｗ１（図４を参照）とが少なくとも一部重なるという条件が含まれる。さらに、第１条件には、現制御サイクルの指示駆動力から次の制御サイクルの予測駆動力にかけて時系列に見たときに、予測駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまうという条件が含まれる。予測駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまうとは、言い換えれば、現制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１より高く（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最大値Ｗ１ｍａｘより高く）、かつ、予測駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１より低い（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最小値Ｗ１ｍｉｎより低い）場合、あるいは、現制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１より低く（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最小値Ｗ１ｍｉｎより低く）、かつ、予測駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１より高い（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最大値Ｗ１ｍａｘより高い）場合を意味する。

第１判定部４１は、前回の制御サイクルの指示駆動力を記憶し、現制御サイクルの指示駆動力との差を計算することで、現制御サイクルにおける指示駆動力の変化率を計算する。第１判定部４１は、現制御サイクルの指示駆動力の変化率に１制御サイクルの時間長を乗算した値を現制御サイクルの指示駆動力に加算して予測駆動力を求めてもよい。

ゼロクロスレート処理部４３は、第２判定部４２がゼロクロス条件を満たすと判定したら、指示駆動力の変化率制御パラメータを、第２値に変更して、次の制御サイクルの指示駆動力を算出する。変化率を制限する制御は、例えば指示駆動力の傾きを（時間を横軸、指示駆動力を縦軸に示したグラフの傾き）を変化率制御パラメータ以下に制限する方法により実現されてもよいし、要求駆動力を一次遅れフィルタに通して指示駆動力を算出する場合に一次遅れフィルタの時定数を、変化率制御パラメータに変更する方法により実現されてもよい。

通常レート処理部３３は、通常値に設定された変化率制御パラメータを用いて、要求駆動力から変化率が制限された指示駆動力を算出する。

変化率制御パラメータが通常値のときよりも、変化率制御パラメータが第２値のときの方が、指示駆動力の変化率の制限が強くなる。変化率の制限が強いとは、制限を要するほど変化率が大きい場合に、変化率がより小さくされることを意味する。第２値は、指示駆動力の変化率を、駆動力がゼロ駆動力をまたいで変化する際の衝撃が抑制される所定値以下に制限する作用を及ぼす。

さらにゼロクロスレート処理部４３は、第１判定部４１が第１条件を満たすと判定したら、次の制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に留まるように変化率を制限して、次の制御サイクルの指示駆動力を算出する。変化率を制限する制御は、変化率制御パラメータを第１値に変更することで実現される。

変化率制御パラメータが通常値のときよりも、変化率制御パラメータが第１値のときの方が、指示駆動力の変化率の制限が強くなる。ゼロクロスレート処理部４３においても、変化率を制限する制御は、上述した指示駆動力の傾きを制限する方法により実現されてもよいし、一次遅れフィルタの時定数を変更することで実現されてもよい。

指示駆動力出力部３４は、第１判定部４１又は第２判定部４２が条件を満たすと判定し、ゼロクロスレート処理部４３が指示駆動力を算出していれば、この指示駆動力を駆動制御部３５へ出力する。指示駆動力出力部３４は、第１判定部４１又は第２判定部４２が条件を満たさないと判定し、ゼロクロスレート処理部４３が指示駆動力を算出していなければ、通常レート処理部３３が算出した指示駆動力を駆動制御部３５へ出力する。指示駆動力出力部３４から駆動制御部３５へ出力される指示駆動力は、次の制御サイクルの指示駆動力を算出するために、通常レート処理部３３及びゼロクロス処理部４０にも渡される。

＜指示駆動力算出処理＞
続いて、要求駆動力算出部３１及びレート処理部３２により実行される指示駆動力算出処理について説明する。図２及び図３は、指示駆動力算出処理の手順を示すフローチャートである。指示駆動力算出処理は、車両１のシステム起動中に常時実行される処理であり、要求駆動力算出部３１及びレート処理部３２は、ステップＳ１～Ｓ１９までの処理を、所定の制御サイクル（例えば１０ｍｓ）ごとに繰り返し実行する。

或る制御サイクル（以下、「第１制御サイクル」と呼ぶ）が開始されると、まず、レート処理部３２は、第１制御サイクルよりも１つ前の制御サイクルで算出された指示駆動力を前サイクル駆動力Ｆｄ０として記憶する（ステップＳ１）。次に、要求駆動力算出部３１が、運転指令に応じた要求駆動力を算出する（ステップＳ２）。運転指令には、運転者の運転指令であるアクセルペダル２１及びブレーキペダル２２の操作量が含まれる。なお、運転指令は、運転者から発せられるものに限られず、自動運転システムが車両１を運転する場合には、自動運転システムから発せられる加速又は減速の指令が含まれる。

次に、レート処理部３２では、第２判定フラグが有効か否かを判別する（ステップＳ３）。また、第２判定フラグが無効である場合には（ステップＳ３のＮＯ）、レート処理部３２は、第１判定フラグが有効か否かを判別する（ステップＳ４）。第１判定フラグには、第１制御サイクルよりも１つ前の制御サイクルにおける第１判定部４１の判定結果が格納されている。第２判定フラグには、第１制御サイクルよりも１つ前の制御サイクルにおける第２判定部４２の判定結果が格納されている。

そして、第２判定フラグが有効であれば（ステップＳ３のＹＥＳ）、レート処理部３２のゼロクロスレート処理部４３が、指示駆動力の変化率制御パラメータを第２値に設定する（ステップＳ５）。また、第２判定フラグが無効で、第１判定フラグが有効であれば（ステップＳ３のＮＯ、ステップＳ４のＹＥＳ）、ゼロクロスレート処理部４３は、指示駆動力の変化率制御パラメータを第１値に設定する（ステップＳ６）。さらに、第２判定フラグも第１判定フラグも無効であれば（ステップＳ３のＮＯ、ステップＳ４のＮＯ）、ゼロクロスレート処理部４３は、指示駆動力の変化率制御パラメータを通常値に設定する（ステップＳ７）。

変化率制御パラメータは、指示駆動力の急激な変化を緩和するためのパラメータであり、通常値よりも第１値の方が変化率の制限を強く及ぼし、通常値よりも第２値の方が変化率の制限を強く及ぼす。変化率の制限が強いとは、制限を要するほどに変化率が大きいときに変化率をより小さくすることを意味する。第２値としては、実際の駆動力がゼロ駆動力をまたいで変化する際の衝撃を低減できる駆動力の変化率の上限値以下に、指示駆動力の変化率を制限する値が設定されている。第１値としては、次の制御サイクル（以下、「第２制御サイクル」と呼ぶ）の指示駆動力として予測される予測駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１（図４を参照）を過ぎてしまう場合に、このような指示駆動力の変化を抑制して、次の制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に含まれるようにする値が設定されている。

変化率制御パラメータは、前述したように、指示駆動力の変化率の上限値を定める値であってもよいし、要求駆動力を一次遅れフィルタに通して指示駆動力を算出する場合には一次遅れフィルタの時定数を定める値であってもよい。

ステップＳ５、Ｓ６又はＳ７で変化率制御パラメータが設定されたら、レート処理部３２（通常レート処理部３３又はゼロクロスレート処理部４３）は、設定された変化率制御パラメータに基づく変化率制御を伴った指示駆動力Ｆｄ１の算出処理を行う（ステップＳ８）。具体的には、通常値の変化率制御パラメータが選択されているときには、通常レート処理部３３が当該パラメータを用いて指示駆動力Ｆｄ１を算出する。一方、第１値又は第２値の変化率制御パラメータが選択されているときには、ゼロクロスレート処理部４３が当該パラメータを用いて指示駆動力Ｆｄ１を算出する。ステップＳ８の算出処理により、変化率が変化率制御パラメータに応じて制限され、かつ、ステップＳ２で算出された要求駆動力に追従する第１制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１が算出される。

その後、通常レート処理部３３又はゼロクロスレート処理部４３は、算出した指示駆動力Ｆｄ１を指示駆動力出力部３４へ送り、指示駆動力出力部３４は指示駆動力Ｆｄ１を駆動制御部３５へ送る（ステップＳ９）。指示駆動力Ｆｄ１を受けると、駆動制御部３５は、指示駆動力Ｆｄ１が走行モータ１１から出力されるようにインバータ１２を駆動する。

次に、レート処理部３２では、第２判定部４２が、ステップＳ８で算出された第１制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１が、ゼロ近傍範囲Ｗ１（図４を参照）に含まれるか否かを判別する（ステップＳ１０）。そして、第２制御サイクル（次の制御サイクル）で変化率制御パラメータを決定するために、第２判定部４２は、判定結果に応じて第２判定フラグを有効又は無効に設定する（ステップＳ１１、Ｓ１２）。第２判定フラグは、第２制御サイクルのステップＳ３からＳ７で、変化率制御パラメータを決定するために使用される。

次に、レート処理部３２では、第１判定部４１が、指示駆動力Ｆｄ１の変化率ΔＦｄを算出する（ステップＳ１３）。ここでは、毎制御サイクルにおいて、各制御サイクルの始端から同一の遅延時間後に、当該制御サイクルで算出された指示駆動力Ｆｄ１が、実際の駆動力として出力されるように走行モータ１１の制御が行われる場合を想定する。この場合、一例として、第１判定部４１は、前サイクル駆動力Ｆｄ０から第１制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１までの変化量を、１つの制御サイクルのサイクル時間Ｔｃｙｃで除算し、変化率ΔＦｄを算出できる。

続いて、第１判定部４１は、第２制御サイクルの予測駆動力Ｆｄ２を算出する（ステップＳ１４）。予測駆動力Ｆｄ２は、第１制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１が、その変化率ΔＦｄに応じて第２制御サイクルまで変化した仮想的な駆動力として算出される。一例として、第１判定部４１は、第１制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１に、第１制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１の変化率ΔＦｄにサイクル時間Ｔｃｙｃを乗算した値を加算することで、予測駆動力Ｆｄ２を算出できる。

そして、第１判定部４１は、ステップＳ１４で算出された予測駆動力Ｆｄ２が、ゼロ近傍範囲Ｗ１を通り過ぎる値であるか否かを判別する（ステップＳ１５、Ｓ１６）。すなわち、第１判定部４１は、ステップＳ１４で算出された指示駆動力Ｆｄ１がゼロ近傍範囲Ｗ１より高く（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最大値Ｗ１ｍａｘより高く）、かつ、予測駆動力Ｆｄ２がゼロ近傍範囲Ｗ１より低い（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最小値Ｗ１ｍｉｎより低い）か判別する（ステップＳ１５）。また、ステップＳ１５がＮＯであれば、第１判定部４１は、ステップＳ１４で算出された指示駆動力Ｆｄ１がゼロ近傍範囲Ｗ１より低く（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最小値Ｗ１ｍｉｎより低く）、かつ、予測駆動力Ｆｄ２がゼロ近傍範囲Ｗ１より高い（ゼロ近傍範囲Ｗ１の最大値Ｗ１ｍａｘより高い）か判別する（ステップＳ１６）。ステップＳ１５又はステップＳ１６がＹＥＳであれば、指示駆動力Ｆｄ１と予測駆動力Ｆｄ２との間にゼロ近傍範囲Ｗ１が包含され、指示駆動力Ｆｄ１と予測駆動力Ｆｄ２とがゼロ近傍範囲Ｗ１の外に位置するので、指示駆動力Ｆｄ１から予測駆動力Ｆｄ２にかけて時系列に見たときに、予測駆動力Ｆｄ２がゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまっていることが示される。

ステップＳ１５、Ｓ１６の判別処理の結果、予測駆動力Ｆｄ２がゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまっていれば（ステップＳ１５又はＳ１６のＹＥＳ）、第１判定部４１は、第１判定フラグを有効に設定し（ステップＳ１７）、過ぎていなければ（ステップＳ１５及びＳ１６のＮＯ）、第１判定部４１は、第１判定フラグを無効に設定する（ステップＳ１８）。第１判定フラグは、第２制御サイクルのステップＳ３からＳ７で、変化率制御パラメータを決定するために使用される。

第１判定フラグ及び第２判定フラグが設定されたら、要求駆動力算出部３１及びレート処理部３２は、第２制御サイクルまで待機し（ステップＳ１９）、第２制御サイクルになったら再びステップＳ１から処理を実行する。

続いて、上記の指示駆動力算出処理により実現される動作例を説明する。

＜第１例のゼロクロス制御＞
図４は、実施形態のゼロクロス制御の第１例を示すタイムチャートである。第１例のゼロクロス制御は、走行モータ１１の駆動力がゼロ駆動力をまたいで変化する際の衝撃が抑制される動作例を示す。図４のタイムチャートにおいて、第１判定部４１の有効と無効は、第１条件を満たしたと判定したか否かを示し、第２判定部４２の有効と無効は、ゼロクロス条件を満たしたと判定したか否かを示す。

図４に示すように、アクセルペダル２１の操作量が加速の操作量ｆ１から減速の操作量ｆ２に変化すると、この操作に応じて要求駆動力が正の値Ｆ１から負の値Ｆ２まで変化する。指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１から離れている期間Ｔ１、Ｔ３において、レート処理部３２では、ゼロクロス処理部４０は作用せず、通常レート処理部３３が通常値の変化率制御パラメータを用いて指示駆動力を算出する。この期間の変化率の制限の制御により、急激な駆動力の変化が緩和されつつ要求駆動力に追従する指示駆動力が算出される。そして、駆動制御部３５による駆動制御により算出された指示駆動力に相当する駆動力が走行モータ１１から出力される。期間Ｔ３では、負の指示駆動力に対応して走行モータ１１が回生駆動され、負の駆動力が走行モータ１１から出力される。

図４の動作例は、指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に差し掛かる際に、第１判定部４１により第１条件を満たすと判定されない例である。すなわち、指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に差し掛かると、第２判定部がゼロクロス条件を満たす（現制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１内にある）と判定し、ゼロクロスレート処理部４３が、現制御サイクルの指示駆動力を、変化率制御パラメータとして第２値を用いて算出する。そして、算出された指示駆動力が駆動制御部３５に送られ、当該指示駆動力が走行モータ１１から出力される。

このようなゼロクロスレート処理部４３による変化率の制限は、ゼロクロス条件を満たす制御サイクルの期間Ｔ２（指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に入った制御サイクルからゼロ近傍範囲Ｗ１を抜ける制御サイクルまでの期間Ｔ２）において継続される。そして、この変化率の制限により、駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１のときに、駆動力の変化率が衝撃を抑制するレベルに制限され、走行モータ１１が力行運転から回生運転へ切り替わる際の衝撃が低減される。

＜第２例のゼロクロス制御＞
図５は、実施形態のゼロクロス制御の第２例を示すタイムチャートである。図６は、比較例のゼロクロス制御の一例を示すタイムチャートである。図６の比較例は、第１判定部４１の判定に基づく制御が行われない駆動力制御装置の動作例である。

図５と図６に示すように、アクセルペダル２１の操作量が加速の操作量ｆ３から減速の操作量ｆ４に変化すると、その操作に応じて要求駆動力が正の値Ｆ３から負の値Ｆ４まで変化する。指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に差し掛かる前の期間Ｔ１１においては、通常レート処理部３３が、通常値である変化率制御パラメータを用いて要求駆動力に追従する指示駆動力を計算する。ここで、例えば、要求駆動力と指示駆動力との差が大きい期間が長いと、変化率の制限が付加されていても、指示駆動力の変化率は大きくなる。さらに、ゼロ近傍範囲Ｗ１に差し掛かる直前に算出された指示駆動力が、例えば１１０Ｎなど、ゼロ近傍範囲Ｗ１に近い場合が生じる。このような場合、通常レート処理部３３が、そのまま、次の制御サイクルの指示駆動力を計算した場合、図６の期間Ｔ２１に示すように、次の指示駆動力はゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまう。

したがって、図６の比較例に示すように、第１判定部４１を有さない比較例の構成では、期間Ｔ２１において、第２判定部４２はゼロクロス条件を満たすと判定せず、ゼロ近傍範囲Ｗ１で指示駆動力の変化率制御パラメータを第２値に制限する制御の制御漏れが発生してしまう。この場合、走行モータ１１が力行運転から回生運転に急激に変化して衝撃が生じる。

一方、本実施形態の制御では、図５の制御サイクルＴ１２に示すように、現制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１をそのときの変化率に従って次の制御サイクルまで変化させた予測駆動力Ｆｄ２（図５）が、ゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまう場合に、第１判定部４１は第１条件を満たすと判定する。そして、この判定結果に基づき、ゼロクロスレート処理部４３が、次の制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に留まるように、指示駆動力の変化率を制限する。したがって、次の制御サイクルにおいて、指示駆動力はゼロ近傍範囲Ｗ１に含まれ、第２判定部４２はゼロクロス条件を満たすと判定する。そして、ゼロクロス条件を外れる制御サイクルまでの期間Ｔ１３において、ゼロクロスレート処理部４３が、変化率制御パラメータを第２値に変更して指示駆動力を算出する。これにより、走行モータ１１が力行運転から回生運転へ切り替わる際の衝撃が抑制される。

以上のように、本実施形態の車両１及び制御部３０によれば、第１判定部４１が、現制御サイクルの指示駆動力と次の制御サイクルの予測駆動力との間の範囲と、ゼロ近傍範囲Ｗ１とが少なくとも一部重なるか判別する。そして、ゼロクロスレート処理部４３が、第１判定部４１の判定結果に基づき、例えば、通常の指示駆動力の変化率の制限よりも強い制限が行われるように、指示駆動力の変化率を制限する。このような変化率の制限により、次の制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に留まり、指示駆動力がゼロ駆動力をまたいで変化する際の制御タイミングの検出漏れを低減できる。したがって、走行モータ１１の駆動力がゼロ駆動力をまたいで変化する際に適切に衝撃を抑制できる。

また、本実施形態の車両１によれば、駆動輪２の動力を発生する動力源が走行モータ１１であるため、指示駆動力の算出から、実際に走行モータ１１にその指示駆動力が出力されるまでの遅延が小さい。したがって、上述した制御サイクルごとの制御タイミングの検出と、制御タイミングの検出に基づく指示駆動力の変化率制限とにより、走行モータ１１が力行運転から回生運転又はその逆に変化する際に、走行モータ１１又は動力伝達経路に生じる衝撃を抑制できる。

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、第１判定部４１が第１条件を満たすと判定した場合に、一旦、ゼロクロスレート処理部４３が、次の制御サイクルの指示駆動力がゼロ近傍範囲Ｗ１に留まるように変化率を制限する例を示した。しかし、これに限られず、ゼロクロスレート処理部４３は、第１判定部４１が第１条件を満たすと判定した場合に、次の制御サイクルから指示駆動力の変化率制御パラメータを、衝撃を抑制する第２値に制限して、指示駆動力を算出するようにしてもよい。また、第１判定部４１が判定する第１条件として、現制御サイクルの指示駆動力Ｆｄ１と次の制御サイクルの予測駆動力Ｆｄ２との間の範囲が、ゼロ近傍範囲Ｗ１に一部が重なり、かつ、予測駆動力Ｆｄ２がゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまうという条件である例を示した。しかし、第１条件からは、予測駆動力Ｆｄ２がゼロ近傍範囲Ｗ１を過ぎてしまうという条件が除外され、第１条件は、指示駆動力Ｆｄ１と予測駆動力Ｆｄ２との間の範囲がゼロ近傍範囲Ｗ１に一部が重なるという条件のみとしてもよい。このような構成としても、上記実施形態と同様に、衝撃を抑制する制御タイミングの検出漏れを低減し、走行モータ１１の駆動力がゼロ駆動力をまたいで変化する際に適切に衝撃を抑制することができる。

また、上記実施形態では、運転操作部の操作量と要求駆動力との関係、制御サイクルの時間長、衝撃を抑制する変化率制限が行われるゼロ近傍範囲など、具体的な一例を示したが、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１車両
２駆動輪
１１走行モータ
１２インバータ
２０運転操作部
２１アクセルペダル
２２ブレーキペダル
３０制御部
３１要求駆動力算出部
３２レート処理部
３３通常レート処理部
３４指示駆動力出力部
３５駆動制御部
４０ゼロクロス処理部
４１第１判定部
４２第２判定部
４３ゼロクロスレート処理部

Claims

駆動輪と、前記駆動輪に駆動力を出力する動力源とを備える車両に搭載される車両用の駆動力制御装置であって、
運転指令に基づいて変化する指示駆動力を算出する駆動力算出部と、
前記駆動力算出部により算出された前記指示駆動力を前記駆動力として前記動力源から出力させる駆動制御部と、
を備え、
前記駆動力算出部は、
第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力を、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力の変化率に応じて、前記第１制御サイクルの次の第２制御サイクルまで変化させた予測駆動力が、第１条件を満たすか否かを判定する第１判定部を含み、
前記第１条件は、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力と前記予測駆動力との間の範囲と、駆動力がゼロであるゼロ駆動力を含む第１範囲とが少なくとも一部重なるという条件を含み、
前記駆動力算出部は、前記第１判定部が前記第１条件を満たすと判定した場合に、前記第２制御サイクルで算出する前記指示駆動力の変化率を制限することを特徴とする車両用の駆動力制御装置。
前記駆動力算出部は、前記第１判定部が前記第１条件を満たすと判定した場合に、前記第２制御サイクルで算出する前記指示駆動力の変化率の制限を、前記第１制御サイクルで算出した指示駆動力の変化率の制限よりも強くすることを特徴とする請求項１記載の車両用の駆動力制御装置。
前記駆動力算出部は、前記指示駆動力が前記第１範囲内であることを示すゼロクロス条件を満たすか否かを判定する第２判定部を更に備え、
前記駆動力算出部は、
前記第１制御サイクルにおいて前記第２判定部がゼロクロス条件を満たすと判定した場合に、前記第２制御サイクルにおいて算出する前記指示駆動力の変化率を所定値以下に制限する一方、
前記第１制御サイクルにおいて前記第１判定部が前記第１条件を満たすと判定した場合に、前記第２制御サイクルにおいて算出する前記指示駆動力が前記第１範囲内に留まるように前記指示駆動力の変化率を制限することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用の駆動力制御装置。
前記第１条件は、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力が前記第１範囲よりも高く、かつ、前記予測駆動力が前記第１範囲よりも低い場合、あるいは、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力が前記第１範囲よりも低く、かつ、前記予測駆動力が前記第１範囲よりも高い場合であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の車両用の駆動力制御装置。
前記動力源は電動モータであることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両用の駆動力制御装置。
駆動輪と、前記駆動輪に駆動力を出力する動力源とを備える車両に搭載される車両用の駆動力制御装置であって、
運転指令に基づいて変化する指示駆動力を算出し、算出された前記指示駆動力を前記駆動力として前記動力源から出力させる回路を備え、
前記回路は、第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力を、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力の変化率に応じて、前記第１制御サイクルの次の第２制御サイクルまで変化させた予測駆動力が、第１条件を満たすか否かを判定し、
前記第１条件は、前記第１制御サイクルにおいて算出された前記指示駆動力と前記予測駆動力との間の範囲と、駆動力がゼロであるゼロ駆動力を含む第１範囲とが少なくとも一部重なるという条件を含み、
前記回路は、前記第１条件を満たすと判定した場合に、前記第２制御サイクルで算出する前記指示駆動力の変化率を制限する車両用の駆動力制御装置。