WO2021246379A1 - 車両制御装置 - Google Patents

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output
accelerator
output torque
vehicle
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French (fr)
Inventor
航輝 宮下
亮 清水
Original Assignee
三菱自動車工業株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/04—Ratio selector apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04—Smoothing ratio shift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/68—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/40—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism comprising signals other than signals for actuating the final output mechanisms
    • F16H63/50—Signals to an engine or motor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle control device that suppresses unintended acceleration caused by the driver.
  • the shift lever when the shift lever is shifted from the neutral range (N range) to another range, for example, the traveling range (D range, 2 range, etc.) or the reverse range (R range) when the accelerator is turned on in the low speed range.
  • N range neutral range
  • D range traveling range
  • R range reverse range
  • acceleration may occur that makes the driver feel uncomfortable.
  • acceleration is suppressed because the annealing process is ongoing even though it is originally desired to accelerate.
  • the driver shifts from the N range to another range, and then the driver notices a sense of discomfort in acceleration, reduces the amount of depression of the accelerator pedal once, and then depresses the accelerator pedal for acceleration again.
  • the acceleration is suppressed because the annealing process is ongoing even though the acceleration is originally desired.
  • the present disclosure relates to a vehicle control device that can obtain appropriate acceleration according to a driving condition while suppressing an unintended acceleration caused by a driver when a shift operation is performed from the N range to another range while depressing the accelerator pedal. Related.
  • the vehicle control device is selected as an electric motor that is a drive source for traveling, a speed detection unit that detects vehicle speed, and an accelerator opening detection unit that detects accelerator opening.
  • the shift position detection unit that detects the shift position
  • the driver required torque calculation unit that calculates the driver required torque based on the accelerator opening
  • the output torque command unit that commands the output torque to the electric motor are provided.
  • the output torque command unit is used when the shift position is switched from the neutral range to another range in the accelerator ON state where the vehicle speed is less than the predetermined speed and the accelerator opening is equal to or higher than the first predetermined value.
  • the output increase rate reduction control is performed to reduce the increase rate of the output torque to a first increase rate lower than the required torque increase rate according to the driver required torque.
  • the accelerator opening is the accelerator opening. It is released when the accelerator is off, which is lower than the first predetermined value and less than the second predetermined value.
  • the increase rate of the output torque by the output increase rate reduction control may adopt a configuration in which the increase rate is set to be larger as the vehicle speed is higher when the vehicle starts. ..
  • the output torque command unit is used when the accelerator opening is changed from the accelerator ON state to the accelerator OFF state and then the accelerator opening is changed to the accelerator ON state again.
  • An additional output control configuration may be adopted in which the increase rate of the output torque is set to a second increase rate that is larger than the first increase rate and is equal to or less than the required torque increase rate.
  • the increase rate of the output torque by the output increase rate reduction control is set to be larger as the absolute value of the vehicle speed is larger when the vehicle speed has a negative value.
  • the configuration may be adopted.
  • the increase rate of the output torque by the output increase rate reduction control has a minimum value when the vehicle speed is a positive value, and is positive when the vehicle speed is zero.
  • a configuration that is a value may be adopted.
  • FIG. 1 is a time chart showing a control example of one embodiment in the present disclosure.
  • FIG. 2 is a time chart showing a modification of the embodiment corresponding to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the speed and the rate of increase in output torque.
  • FIG. 4 is a flowchart showing a control example.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a vehicle and a vehicle control device.
  • the shift lever 26 is in the neutral range (in a state where the vehicle 20 is traveling at a low speed or in a low speed region such as when the vehicle 20 is stopped, when the driver depresses the accelerator pedal 25.
  • it is a device that controls the output torque to the drive wheels 28 and 29 so that the driver does not feel a sense of discomfort in acceleration when the driver is operated from the N range to another range.
  • the low speed range is a low speed in which the vehicle speed, that is, the speed of the vehicle 20 is equal to or lower than a predetermined speed, and the driver operates the shift lever 26 to shift the shift position from the N range to another range. It means a state (including forward and backward) or a stopped state of the vehicle 20.
  • the predetermined speed is set to 20 km / h when moving forward.
  • the range other than the N range is, for example, a driving range such as a drive range (D range) or a second range (2 range) in which a forward drive torque is applied to the drive wheels 28 and 29, and a reverse drive torque.
  • the reverse range (R range) to be given corresponds.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a vehicle 20 equipped with the vehicle control device 10 according to the present embodiment.
  • the vehicle 20 is an electric vehicle provided with an electric motor 22 that generates a driving force by electric power, and is a plug-in hybrid electric vehicle in the present embodiment.
  • the engine 24 drives a generator to exert a power generation function
  • electric power is supplied to the electric motor 22 which is a driving source for traveling, and electricity is stored in the storage battery 23. Further, the storage of electricity in the storage battery 23 is also performed by connecting the vehicle 20 and the power source on the ground side with a dedicated cable.
  • the electric motor 22 includes a front motor 22a and a rear motor 22b, and the front motor 22a and the rear motor 22b separately drive both the front wheels and the rear wheels 28 and 29 via the differential 27, respectively.
  • the vehicle 20 may drive all the drive wheels 28 and 29 with one electric motor 22.
  • the vehicle control device 10 determines the speed detection unit 1 that detects the vehicle speed, the accelerator opening detection unit 2 that detects the accelerator opening based on the information from the accelerator position sensor, and the shift position selected based on the information from the shift position sensor. It includes a shift position detecting unit 3 for detecting, a driver required torque calculating unit 4 for calculating a driver required torque based on an accelerator opening degree, and an output torque commanding unit 5 for commanding an output torque for an electric motor. These are provided in the electronic control unit (Electronic Control Unit) 21. Further, the vehicle 20 is provided with sensors for detecting various information necessary for driving control, such as a torque sensor for detecting the output torque from the electric motor 22 and a sensor for detecting the amount of depression of the brake pedal. .. Information from these sensors is transmitted to the control unit 6 that controls the overall control of the electronic control unit 21.
  • the speed detection unit 1 detects the traveling speed of the vehicle 20 based on the information from the vehicle speed sensors provided on the drive wheels 28, 29 and the like. Further, the speed detection unit 1 has a function of determining whether or not the vehicle speed is a predetermined speed (20 km / h or less in the embodiment). The speed detection unit 1 determines that the vehicle speed is in the low speed region if the vehicle speed is equal to or less than the predetermined speed, and determines that the vehicle speed is not in the low speed region if the vehicle speed is higher than the predetermined speed.
  • the accelerator opening detection unit 2 can detect the accelerator opening, that is, the amount of depression of the accelerator pedal 25 by the driver, with a numerical value between 0% and 100%.
  • 0% is a state in which the accelerator pedal 25 is not depressed at all
  • 100% is a state in which the accelerator pedal 25 is fully depressed.
  • the driver required torque calculation unit 4 can detect the presence / absence of an acceleration request for the vehicle 20 and the magnitude of the acceleration request (accelerator required torque).
  • the shift position detection unit 3 detects the shift position of the automatic transmission based on the information from the shift position sensor that detects the position of the shift lever 26. Further, when the shift position is switched, the switching information is transmitted to the electronic control unit 21. Therefore, for example, when the shift position is switched from the N range to a range other than the N range, the information that the switch has been made is transmitted to the control unit 6 of the electronic control unit 21.
  • the information that the shift position has been switched may be, for example, a signal indicating the switching transmitted at the time of the switching, or a signal indicating which position the shift position is at every minute fixed time.
  • the shift position information includes information on where the current shift position is and information on the shift position being switched as described above.
  • the output torque command unit 5 has a function of commanding the output torque to the electric motor 22.
  • FIG. 4 shows the calculation of the output torque by the output torque command unit 5 and the flow of the command.
  • Reference numerals p1, p2, and p3 in the figure are information on the accelerator opening degree (accelerator position sensor voltage), shift position, and vehicle speed, respectively.
  • Reference numerals p4, p5, p6, and p7 in the figure are information on the drive mode, accelerator required torque, creep torque, and required regenerative torque, respectively.
  • the drive mode is, for example, a driving mode selected by the driver from among a normal mode, an eco mode, a sports mode, and the like.
  • the accelerator required torque and creep torque are calculated by the driver required torque calculation unit 4 based on information on the accelerator opening degree, information from the torque sensor, and various other information indicating the operating state. Further, the driver required torque calculation unit 4 calculates the driver required torque (reference required torque) based on the information such as the drive mode, the accelerator required torque, and the creep torque. The required regenerative torque is calculated by the control unit 6 according to the operating state such as the vehicle speed and the degree of braking at that time.
  • the output torque command unit 5 commands the output torque to the electric motor 22 by commanding the rate of increase of the output torque with respect to the output torque at that time. That is, in normal control, an index indicating how much the current output torque should be increased or decreased in order to match the current output torque with the driver required torque (reference required torque), that is, the required torque increase rate. Directed by.
  • the vehicle speed is less than the predetermined speed and the accelerator is used. It is determined whether or not the opening degree is in the accelerator ON state. Whether or not the accelerator opening is in the accelerator ON state is determined by whether or not the accelerator opening is equal to or higher than the first predetermined value ⁇ 1 which is the accelerator ON threshold value. In the stroke s2, when it is determined in the stroke s1 that the condition is satisfied, it is determined to reduce the increase rate of the output torque.
  • the driver required torque (reference required torque) is calculated by arithmetic processing based on the drive mode, accelerator required torque, creep torque, etc., and this is the reference value in the previous stage for reducing the output torque.
  • the reference required torque is corrected, that is, the increase rate of the output torque is reduced, and the output torque is calculated according to the operating state.
  • the correction is performed according to the drive mode shown in the process s4, and the final increase rate of the output torque is determined.
  • the increase rate of the output torque is set to a value relatively lower than the required torque increase rate set to match the output torque at that time with the driver required torque (reference required torque) in normal control. It is reduced to the set first increase rate.
  • the control for reducing the output torque increase rate from the required torque increase rate to the first increase rate is hereinafter referred to as output increase rate reduction control.
  • the output torque is commanded to the front and rear electric motors 22a and 22b based on the first increase rate (required motor torque (front) indicated by reference numeral p8 in FIG. 4, reference numeral. Refer to the required motor torque 8 (rear) shown on p9). If there is a required regenerative torque indicated by reference numeral p7, the required regenerative torque is reflected in the final commanded output torque. Further, this output increase rate reduction control is canceled when the accelerator opening state is lower than the first predetermined value ⁇ 1 and less than the second predetermined value ⁇ 2.
  • FIG. 1 is a time chart showing a control example of one embodiment in the present disclosure. A control example thereof will be described with reference to the time chart of FIG. It is assumed that the shift position is switched from the N range to the D range at the a0 point indicated by the symbol (a) in FIG. At this time, the accelerator opening degree is the first predetermined value ⁇ 1 at the b1 point shown by the symbol (b) in FIG. 1, and the accelerator ON state is the first predetermined value ⁇ 1 or more at the b0 point. Further, as shown by the symbol (d) in FIG. 1, the vehicle speed is an operating state in a low speed range of less than 20 km / h, which is a predetermined speed.
  • the flag changes from 0 to 1 at the reference numeral c0 point shown by the symbol (c) in FIG. 1 based on the information of the shift position switching and the accelerator ON state, and the increase rate of the output torque is reduced. A decision is made.
  • the symbol e1 shown by the symbol (e) in FIG. 1 indicates a reference required torque based on the accelerator opening degree.
  • the solid line shown by the symbol (f) in FIG. 1 is the output torque after the increase rate is reduced, and the chain line is the reference required torque before the reduction correction is performed.
  • the required motor torque commanded to the electric motor 22 is reduced from the chain line shown by the symbol (g) in FIG. 1 to the solid line.
  • the command of the output torque is given by the numerical value of the increase rate of the output torque. Specifically, when it is determined that the output increase rate reduction control should be performed, the output torque increase rate limit MAP for each drive mode, which is normally used, is switched to the output increase rate reduction control suppression MAP. Then, a command for an increase rate is issued according to each operating condition.
  • the increase rate of the output torque is corrected to be discontinuously and greatly reduced by receiving the information of the arrow B at the h0 point shown by the symbol (h) in FIG.
  • the rate of increase in the output torque decreases slightly as shown by the reference numeral h2, and then gradually increases as the vehicle speed increases as shown by the reference numeral h3. That is, the increase rate of the output torque by the output increase rate reduction control is set so that the increase rate increases as the vehicle speed increases in most speed ranges during forward movement (starting) except for forward fine movement.
  • the minimum value of the increase rate at the h1 point corresponds to the output torque at the f1 point with respect to the predetermined low-speed vehicle speed (during forward tremor) shown at the d1 point.
  • the rate of increase gradually increases as the vehicle speed increases (reference numeral h3), the output torque (reference numeral f3), and the required motor torque (reference numeral g3) also gradually increase, reaching a vehicle speed of 20 km / h.
  • the information of arrow E is received and the output increase rate reduction control ends.
  • the change in vehicle speed indicates a case where the reference numeral d2 shown by the symbol (d) in FIG.
  • the rate of increase in vehicle speed is gradually increasing as the vehicle speed increases. This is because the rate of increase in output torque increases as the vehicle speed increases.
  • the first predetermined value ⁇ 1 regarding the accelerator opening is set to the accelerator opening corresponding to the increase rate of the output torque that generates 0.1 G in 1 second from the shift operation from the N range to another range, for example. can do.
  • the accelerator opening degree corresponding to the rate of increase in the output torque that generates 0.1 G in 1 second can be set to, for example, an accelerator opening degree of 20%.
  • the second predetermined value ⁇ 2 may be set to a value lower than the first predetermined value ⁇ 1, for example, set to a value (for example, 5%) in which the play of the accelerator pedal 25 is added to the accelerator opening degree of 0%. be able to.
  • a second predetermined value ⁇ 2 for terminating the control is set separately from the first predetermined value ⁇ 1 for starting the control.
  • the second predetermined value ⁇ 2 is the accelerator opening degree at which the already started output increase rate reduction control is terminated (released). For example, the degree to which the driver recognizes the start of the output increase rate reduction control and depresses the accelerator pedal 25.
  • the second predetermined value ⁇ 2 becomes the reference value for the end of control when is weakened.
  • the output increase rate reduction control is tried to be performed reliably. If the value of the set predetermined value is too low, the output increase rate reduction control is started even though the driver requires early acceleration, which often leads to driver dissatisfaction. Therefore, a predetermined value of the accelerator opening for starting the output increase rate reduction control is set separately from the predetermined value for terminating the control, so that the driver's satisfaction and the safety condition are compatible with each other.
  • FIG. 2 is a time chart showing a modification of the embodiment corresponding to FIG. 1.
  • a modified example of the control example will be described based on the time chart of FIG.
  • the accelerator opening becomes the second predetermined value ⁇ 2 or less
  • the accelerator is changed from the accelerator ON state to the accelerator OFF state, and the output increase rate reduction control is temporarily canceled. Is assumed. Since the control until the output increase rate reduction control is started is the same as that in FIG. 1, the description thereof will be omitted.
  • the symbols a0', b0', c0', h0', arrows A', B'and the like in FIG. 2 correspond to the symbols a0, b0, c0, h0 and arrows A, B and the like in FIG. do.
  • the output torque increase rate is used for the output increase rate reduction control. Additional output control is performed to set a second increase rate that is greater than one increase rate and less than or equal to the required torque increase rate. The above control may be performed when the accelerator opening is turned on again within a predetermined time.
  • the predetermined time is set to a time during which it can be recognized that the transition from the accelerator OFF state to the accelerator ON state is continuously performed.
  • this predetermined time for example, it can be set to 1 second, which is the limit value of the time lag that the above-mentioned driver does not feel dissatisfied with.
  • the second increase rate of the additional output control the increase rate of the normal output torque based on the accelerator opening (required torque increase rate) is used. Therefore, after the additional output control, the vehicle speed has the same inclination as the degree of increase in the vehicle speed when there is no output increase rate reduction control indicated by the symbol d2'in the symbol (d) in FIG. 2, and the vehicle speed is as shown by the symbol d3'. It will rise.
  • the second increase rate in this additional output control can be set to a value equal to or less than the normal output torque increase rate (required torque increase rate) and larger than the first increase rate. This additional output control ends when the vehicle speed reaches 20 km / h.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the vehicle speed and the rate of increase in output torque.
  • the rate of increase in output torque is set to a value slightly higher than zero (positive value) at a vehicle speed of 0 km / h, and the minimum value of the rate of increase in output torque is slightly larger than the vehicle speed of 0 km / h during forward fine movement. It is set at the time point (for example, vehicle speed 2 km / h).
  • the minimum value of the rate of increase corresponds to the point h1 indicated by the symbol (h) in FIG.
  • the minimum value of the increase rate of the output torque is set to a positive value, but this may be set to zero.
  • the increase rate of the output torque increases as the absolute value of the vehicle speed at the time of retreat increases. It is set.
  • the shift position is selected for the R range
  • the vehicle speed has a negative value (driving state in which the vehicle moves forward by its own weight when retreating on an inclined surface and parking)
  • the vehicle speed at the time of advancing is set.
  • the increase rate of the output torque by the output increase rate reduction control has a minimum value when the vehicle speed is a positive value, and is a positive value when the vehicle speed is zero.
  • the increase rate also increases, and even if the vehicle speed decreases to the negative value side, the increase rate increases.
  • the increase rate of the output torque is set to the positive value side, so that the vehicle 20 slides down early. Can be resolved.
  • the rate of increase from -1 km / h (1 km / h in the backward direction) to 0 km / h is set as a constant value, and the operating region does not give a shock to the vehicle 20.
  • the reason why the rate of increase in output torque is set to a positive value at a vehicle speed of 0 km / h is that, in general, the start of an electric vehicle is smooth and the driver may not recognize (experience) the fact of the start. Acceleration is intentionally applied at the time of starting to make the vehicle 20 feel that the vehicle is starting, and to give consideration to the safety of the surroundings.
  • a plug-in hybrid electric vehicle is adopted as the vehicle 20, but the present disclosure can be applied to various electric vehicles provided with an electric motor 22 that generates a driving force by electric power, in addition to the present embodiment. ..

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Abstract

車両制御装置（１０）の出力トルク指令部（５）は、車速が所定速度未満であり、且つ、アクセル開度が第１所定値以上となるアクセルＯＮ状態でシフトポジションがニュートラルレンジからその他のレンジに切り替えられた場合に、電動モータ（２２）に対する出力トルクの増加率をアクセル開度に基づく要求トルク増加率よりも低い第１増加率まで低減する出力増加率低減制御を行い、出力増加率低減制御は、アクセル開度が第１所定値よりも低い第２所定値未満のアクセルＯＦＦ状態で解除される。

Description

車両制御装置
　本開示は、ドライバが意図しない加速が生じるのを抑制する車両制御装置に関する。
　従来から、低速域でのアクセルＯＮ時に、シフトレバーがニュートラルレンジ（Ｎレンジ）から他のレンジ、例えば、走行レンジ（Ｄレンジや２レンジ等）やリバースレンジ（Ｒレンジ）へシフト操作された際に、ドライバが違和感を感じるような加速が生じる場合があった。
　この点について、エンジンの駆動力で走行する車両では、自動変速機がＮレンジにある状態でアクセルペダルを踏み込むと、いわゆる空ぶかし状態となってエンジン音や振動が増加する。このため、ドライバはアクセルペダルが踏み込まれていることを意識でき、仮にこの状態で、Ｎレンジから他のレンジへシフトを行っても、ドライバが違和感を感じる場面はそれほど多くないと考えられる。しかし、モータの駆動力で走行する電動車両では、Ｎレンジを選択している状態で、ドライバがアクセルペダルを踏み込んでも、音や振動は発生しない。このため、ドライバが特に意識することなく、アクセルペダルを深く踏み込みながら、ＮレンジからＤレンジ等へシフト操作をしてしまう可能性があると考えられる。特に、ドライブ・バイ・ワイヤ・システムによってシフトレバー等が操作される車両では、シフト操作が比較的簡単であるので、さらにそのような場面が生じる可能性が高くなる。
　日本国特開平６－９８４１９号公報（第６頁第４図、第９頁第８図等を参照）には、電動車両においてＮレンジが選択されたときにアクセル開度が０％とみなされ、Ｎレンジから走行レンジに切り替えられたときに、実際のアクセル開度に対応する要求トルクまで出力トルク指令値を徐々に増加させる処理、所謂「なまし処理」と呼ばれる出力低減制御の技術が開示されている。これにより、ドライバが特に意識することなくアクセルペダルを踏み込んでいても、レンジ切り替え時に出力トルクが急激に立ち上がることがないとされている。
　日本国特開平６－９８４１９号公報（第６頁第４図、第９頁第８図等を参照）によれば、アクセルペダルを踏み込みながらＮレンジから他のレンジへシフト操作した場合に、出力トルク指令値のなまし処理によって、一律に加速が抑制される。このため、運転状態に対応したきめ細かな制御ができないという問題がある。
　具体的には、運転状態によっては、本来は加速したいにもかかわらず、なまし処理が継続中であるために加速が抑制されるという問題がある。さらに、アクセルペダルを踏み込みながらＮレンジから他のレンジへシフト操作し、その後、ドライバが加速の違和感に気付いてアクセルペダルの踏み込み量を一旦減少させた後、再度の加速のためにアクセルペダルを踏み込んだような場合に、本来は加速したいにもかかわらず、なまし処理が継続中であるために加速が抑制されるという問題がある。
　本開示は、アクセルペダルを踏み込みながらＮレンジから他のレンジへシフト操作した場合に、ドライバが意図しない加速が生じるのを抑制しつつ、運転状態に応じた適切な加速が得られる車両制御装置に関連する。
　本開示の一態様によれば、車両制御装置は、走行用の駆動源である電動モータと、車速を検出する速度検出部と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、選択されたシフトポジションを検出するシフトポジション検出部と、前記アクセル開度に基づいてドライバ要求トルクを算出するドライバ要求トルク算出部と、前記電動モータに対する出力トルクを指令する出力トルク指令部と、を備え、前記出力トルク指令部は、前記車速が所定速度未満であり、且つ、前記アクセル開度が第１所定値以上となるアクセルＯＮ状態で前記シフトポジションがニュートラルレンジからその他のレンジに切り替えられた場合に、前記出力トルクの増加率を前記ドライバ要求トルクに応じた要求トルク増加率よりも低い第１増加率に低減する出力増加率低減制御を行い、前記出力増加率低減制御は、前記アクセル開度が前記第１所定値よりも低い第２所定値未満のアクセルＯＦＦ状態で解除される。
　本開示の前記態様によれば、前記出力増加率低減制御による前記出力トルクの増加率は、車両の発進時における前記車速が大きいほど前記増加率が大きく設定されている構成を採用してもよい。
　本開示の前記態様によれば、前記出力トルク指令部は、前記アクセル開度が前記アクセルＯＮ状態から前記アクセルＯＦＦ状態に移行した後、前記アクセル開度が再び前記アクセルＯＮ状態となった場合に、前記出力トルクの増加率を前記第１増加率よりも大きく、且つ、前記要求トルク増加率以下の第２増加率に設定する追加の出力制御を行う構成を採用してもよい。
　本開示の前記態様によれば、前記出力増加率低減制御による前記出力トルクの増加率は、前記車速が負の値を有する時に前記車速の絶対値が大きいほど前記増加率が大きく設定されている構成を採用してもよい。
　本開示の前記態様によれば、前記出力増加率低減制御による前記出力トルクの増加率は、前記車速が正の値であるときに最小値を有し、前記車速がゼロであるときに正の値である構成を採用してもよい。
図１は、本開示における一実施形態の制御例を示すタイムチャートである。 図２は、図１に対応する実施形態の変形例を示すタイムチャートである。 図３は、速度と出力トルクの増加率との関係を示すグラフである。 図４は、制御例を示すフローチャートである。 図５は、車両及び車両制御装置の模式図である。
　本開示における実施形態を、図１～図５に基づいて説明する。本実施形態の車両制御装置１０は、車両２０が低速で走行している状態又は車両２０の停止時等の低速域において、ドライバがアクセルペダル２５を踏み込んだ状態で、シフトレバー２６がニュートラルレンジ（以下、Ｎレンジと称する）から他のレンジへ操作された際に、ドライバに加速の違和感を感じさせないように、駆動輪２８，２９への出力トルクを制御する装置である。
　ここで、低速域とは、車速、すなわち車両２０の速度が所定速度以下の状態であり、ドライバがシフトレバー２６を操作して、シフトポジションをＮレンジから他のレンジへシフトチェンジするような低速状態（前進及び後退を含む）、又は、車両２０の停止状態を意味している。所定速度は、本実施形態では前進時における２０ｋｍ／ｈに設定されている。Ｎレンジ以外の他のレンジとは、例えば、駆動輪２８，２９に前進の駆動トルクが付与されるドライブレンジ（Ｄレンジ）やセカンドレンジ（２レンジ）等の走行レンジや、後退の駆動トルクが付与されるリバースレンジ（Ｒレンジ）が該当する。
　図５は、本実施形態に係る車両制御装置１０が搭載された車両２０の模式図である。車両２０は、電力により駆動力を発生する電動モータ２２を備えた電動車両であり、本実施形態では、プラグインハイブリッド電気自動車としている。エンジン２４が発電機を駆動して発電機能を発揮することで、走行用の駆動源である電動モータ２２への電力の供給、ならびに、蓄電池２３への蓄電が行われる。また、蓄電池２３への蓄電は、この車両２０と地上側の電源とを専用のケーブルで接続することによっても行われる。本実施形態では、電動モータ２２はフロントモータ２２ａとリヤモータ２２ｂとからなり、そのフロントモータ２２ａとリヤモータ２２ｂが、それぞれデファレンシャル２７を介して前輪及び後輪の両駆動輪２８，２９を別々に駆動しているが、一つの電動モータ２２で全ての駆動輪２８，２９を駆動する車両２０としてもよい。
　車両制御装置１０は、車速を検出する速度検出部１と、アクセルポジションセンサからの情報によりアクセル開度を検出するアクセル開度検出部２と、シフトポジションセンサからの情報により選択されたシフトポジションを検出するシフトポジション検出部３と、アクセル開度に基づいてドライバ要求トルクを算出するドライバ要求トルク算出部４と、電動モータに対する出力トルクを指令する出力トルク指令部５とを備えている。これらは、電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）２１に備えられている。また、車両２０は、電動モータ２２からの出力トルクを検出するトルクセンサや、ブレーキペダルの踏込量等を検出するセンサ等、運転の制御に必要な各種の情報を検出するセンサ類を備えている。これらのセンサ類からの情報は、電子制御ユニット２１の制御全般を司る制御部６に発信される。
　速度検出部１は、駆動輪２８，２９等に設けた車速センサからの情報により、車両２０の走行速度を検出する。また、速度検出部１は、車速が所定速度（実施形態では２０ｋｍ／ｈ）以下であるか否かを判定する機能を有している。速度検出部１は、車速が所定速度以下であれば低速域であると判定し、車速が所定速度より大きければ低速域ではないと判定する。
　アクセル開度検出部２は、アクセル開度、すなわちドライバによるアクセルペダル２５の踏み込み量を、０％～１００％の間の数値で検出することができる。ここで、０％はアクセルペダル２５を全く踏み込んでいない状態、１００％はアクセルペダル２５を最大に踏み込んだ状態である。このアクセル開度に基づいて、ドライバ要求トルク算出部４は、車両２０に対する加速要求の有無と、その加速要求の大きさ（アクセル要求トルク）をそれぞれ検出することができる。
　シフトポジション検出部３は、シフトレバー２６の位置を検出するシフトポジションセンサからの情報により、自動変速機のシフトポジションを検出する。また、シフトポジションが切り替えられた時には、その切り替えの情報が電子制御ユニット２１に発信される。このため、例えば、シフトポジションがＮレンジからＮレンジ以外の他のレンジへ切り替えられた場合には、その切替えがあったという情報が電子制御ユニット２１の制御部６に発信される。シフトポジションの切り替えがあったという情報は、例えば、その切替え時に発信される切り替えを意味する信号であってもよいし、微小な一定の時間毎にシフトポジションがいずれの位置にあるかを信号で判定するとともに、前回の判定時と今回の判定時とでシフトポジションの信号が同じで切り替えが無く、シフトポジションの信号が異なっていれば切り替えがあったと判定するようにしてもよい。シフトポジションの情報には、現在のシフトポジションがどの位置にあるかという情報と、上記のようなシフトポジションが切り替えられたという情報も含んでいる。
　出力トルク指令部５は、電動モータ２２に対する出力トルクを指令する機能を有している。出力トルク指令部５による出力トルクの算出と指令の流れを図４に示す。図中の符号ｐ１、ｐ２、ｐ３は、それぞれアクセル開度（アクセルポジションセンサ電圧）、シフトポジション、車速の情報である。図中の符号ｐ４、ｐ５、ｐ６、ｐ７は、それぞれドライブモード、アクセル要求トルク、クリープトルク、要求回生トルクの情報である。ドライブモードは、例えば、通常モード、エコモード、スポーツモード等の中からドライバが選択する走行モードである。アクセル要求トルクやクリープトルクは、アクセル開度の情報やトルクセンサからの情報、その他運転状態を表す各種の情報に基づいて、ドライバ要求トルク算出部４が算出を行う。また、ドライバ要求トルク算出部４は、ドライブモード、アクセル要求トルク、クリープトルク等の情報に基づいて、ドライバ要求トルク（基準要求トルク）の算出を行う。なお、要求回生トルクは、その時点での車速や制動の度合い等の運転状態に応じて制御部６が算出を行う。出力トルク指令部５による電動モータ２２への出力トルクの指令は、その時点での出力トルクに対して、出力トルクの増加率を指令することにより行われる。すなわち、通常の制御では、現在の出力トルクをドライバ要求トルク（基準要求トルク）に合致させるために、現在の出力トルクをどの程度の割合で増減させればよいかという指標、すなわち要求トルク増加率によって指令される。
　図４の制御の行程ｓ１では、シフトポジションがＮレンジから他のレンジ（図中ではＤレンジを例示）への切り替えがあったと判定された際に、車速が所定速度未満であり、且つ、アクセル開度がアクセルＯＮ状態であるかどうかが判別される。アクセル開度がアクセルＯＮ状態であるかどうかは、アクセル開度がアクセルＯＮ閾値である第１所定値α１以上となっているかどうかで判別される。行程ｓ２では、行程ｓ１で条件に合致すると判定された場合に、出力トルクの増加率の低減を決定する。ここで、行程ｓ３では、ドライブモード、アクセル要求トルク、クリープトルク等に基づいて、ドライバ要求トルク（基準要求トルク）が演算処理により算出されており、これが出力トルクの低減を行う前段の基準値となる。
　行程ｓ５では、基準要求トルクに対して補正を行い、すなわち出力トルクの増加率の低減を行い、運転状態に合わせて出力トルクが算出される。ただし、このとき行程ｓ４に示すドライブモードに応じた補正が行われ、最終的な出力トルクの増加率が決定されている。ここでは、出力トルクの増加率が、通常の制御において、その時点での出力トルクをドライバ要求トルク（基準要求トルク）に合致させるべく設定される要求トルク増加率よりも、相対的に低い数値に設定された第１増加率に低減される。このように、出力トルクの増加率を、要求トルク増加率から第１増加率にまで低減する制御を、以下、出力増加率低減制御と称する。そして、行程ｓ６では、第１増加率に基づいて、フロント、リヤの各電動モータ２２ａ，２２ｂに対して出力トルクが指令される（図４中の符号ｐ８に示す要求モータトルク（フロント）、符号ｐ９に示す要求モータトルク８（リヤ）参照）。なお、符号ｐ７に示す要求回生トルクがある場合は、その要求回生トルクが、指令される最終的な出力トルクに反映される。また、この出力増加率低減制御は、アクセル開度が第１所定値α１よりも低い第２所定値α２未満のアクセルＯＦＦ状態になれば解除される。
　図１は、本開示における一実施形態の制御例を示すタイムチャートである。図１のタイムチャートに基づいて、その制御例を説明する。図１における記号（ａ）に示すａ０地点でシフトポジションがＮレンジからＤレンジに切り替えられた場合を想定する。このとき、図１における記号（ｂ）に示すｂ１地点はアクセル開度が第１所定値α１であり、ｂ０地点は第１所定値α１以上のアクセルＯＮ状態である。また、図１における記号（ｄ）に示すように、車速は所定速度である２０ｋｍ／ｈ未満の低速域の運転状態である。矢印Ａで示すように、シフトポジションの切り替えと、アクセルＯＮ状態の情報に基づいて、図１における記号（ｃ）に示す符号ｃ０地点でフラグが０から１となり、出力トルクの増加率を低減する決定がなされる。
　図１における記号（ｅ）に示す符号ｅ１は、アクセル開度に基づく基準要求トルクを示している。図１における記号（ｆ）に示す実線は増加率を低減した後の出力トルクであり、鎖線は低減補正を行う前の基準要求トルクである。その結果、電動モータ２２に指令される要求モータトルクは、図１における記号（ｇ）に示す鎖線から実線へと低減されている。ここで、出力トルクの指令は、出力トルクの増加率の数値で行われている。具体的には、出力増加率低減制御を行うべき判定がなされた場合には、通常用いているドライブモード毎の出力トルクの増加率制限ＭＡＰから、出力増加率低減制御用の抑制ＭＡＰに切り替えられて、それぞれの運転状態に応じた増加率の指令が出される。
　図１の制御例では、出力トルクの増加率は、図１における記号（ｈ）に示すｈ０地点において矢印Ｂの情報を受けて、不連続的に大きく減少させる補正が行われている。その後、車速の増加とともに、符号ｈ２に示すように出力トルクの増加率がやや減少した後、符号ｈ３に示すように、車速の増加に応じて徐々に上昇していく。すなわち、出力増加率低減制御による出力トルクの増加率は、前進微動時を除く前進時(発進時)のほとんどの速度領域で、車速が大きいほど増加率が大きくなるように設定されている。例えば、ｄ１地点に示す所定の低速車速（前進微動時）に対して、ｈ１地点の増加率の最小値と、ｆ１地点の出力トルクが対応している。そして、その後は、車速の増加に応じて増加率が徐々に上昇し（符号ｈ３）、出力トルク（符号ｆ３）、要求モータトルク（符号ｇ３）も徐々に上昇して、車速２０ｋｍ／ｈに至った地点で矢印Ｅの情報を受けて出力増加率低減制御が終了する。車速の変化は、図１における記号（ｄ）に示す符号ｄ２が出力増加率低減制御を行わない場合、符号ｄ３が出力増加率低減制御を行った場合を示している。ここで、車速の増加の割合は、車速が高まるにつれて徐々に増大している。出力トルクの増加率が、車速の増大とともに大きくなっているからである。
　ここで、一般的に、ドライバが操作してから実際に車両が反応するまでのレスポンス（タイムラグ）について、ドライバが不満を感じない時間は１秒以内であるとの文献がある。また、０．１Ｇを超える加速度は、ドライバが加速感を感じるとされている。このため、アクセル開度に関する第１所定値α１は、例えば、Ｎレンジから他のレンジへのシフト操作から１秒間で、０．１Ｇを発生させる出力トルクの増加率に対応するアクセル開度に設定することができる。１秒間で０．１Ｇを発生させる出力トルクの増加率に対応するアクセル開度として、例えば、アクセル開度２０％に設定することができる。また、第２所定値α２は、第１所定値α１よりも低い値に設定すればよく、例えば、アクセル開度０％にアクセルペダル２５の遊びを付加した値（例えば、５％）に設定することができる。
　出力増加率低減制御を開始させるアクセル開度の所定値に関し、本開示では、制御を開始させる第１所定値α１とは別に、制御を終了させる第２所定値α２を設定している。第２所定値α２は、既に開始された出力増加率低減制御を終了させる（解除させる）アクセル開度であり、例えば、ドライバが出力増加率低減制御の開始を認識してアクセルペダル２５を踏む度合いを弱めた場合等において、この第２所定値α２が制御終了の基準値となる。第２所定値α２はその数値が低いほど、出力増加率低減制御が最後まで確実に実施されるので、ドライバへの加速の違和感の発生や、万が一のペダルの踏み間違い時における事故防止にも有利であると考えられる。
　ここで、仮に、出力増加率低減制御を開始させるアクセル開度の所定値と、その制御を終了させる所定値とが同一であるとすると、出力増加率低減制御を確実に実施しようとするあまり、設定された所定値の数値が低すぎることによって、ドライバが早期の加速を要求しているにもかかわらず出力増加率低減制御が開始されてしまい、ドライバの不満につながる場合が多くなると考えられる。そこで、出力増加率低減制御を開始させるアクセル開度の所定値を、その制御を終了させる所定値とは別に設定して、ドライバの満足度と安全上の条件を両立させている。
　図２は、図１に対応する実施形態の変形例を示すタイムチャートである。図２のタイムチャートに基づいて、制御例の変形例を説明する。本変形例は、出力増加率低減制御が開始された後、アクセル開度が第２所定値α２以下となりアクセルＯＮ状態からアクセルＯＦＦ状態に移行して、出力増加率低減制御が一旦解除された場面を想定している。出力増加率低減制御が開始されるまでの制御は、図１と共通であるので説明を省略する。図２中の符号ａ０’，ｂ０’，ｃ０’，ｈ０’、及び、矢印Ａ’，Ｂ’等は、図１中の符号ａ０，ｂ０，ｃ０，ｈ０、及び、矢印Ａ，Ｂ等に相当する。
　アクセルＯＦＦ状態に移行して出力増加率低減制御が一旦解除された後、通常であれば、出力増加率低減制御を行わない出力トルクに復帰することとなる。しかし、出力増加率低減制御が終了して、急激に出力トルクを低減補正前の数値に戻すことは、出力トルクの不連続な変動をもたらし、乗り心地の悪化につながる。このため、アクセルＯＦＦ状態に移行して出力増加率低減制御が終了した後、アクセル開度が再びアクセルＯＮ状態となった場合には、出力トルクの増加率を出力増加率低減制御に用いられる第１増加率よりも大きく、且つ、要求トルク増加率以下の第２増加率に設定する追加の出力制御が行われる。なお、所定時間以内にアクセル開度が再びＯＮ状態となった場合に、上記制御を行うようにしてもよい。ここで、所定時間とは、アクセルＯＦＦ状態から再度のアクセルＯＮ状態への移行が連続的に行われていると認識できる時間に設定される。この所定時間として、例えば、前述のドライバが不満に感じないタイムラグの限界値である１秒に設定することができる。
　本実施形態では、追加の出力制御の第２増加率として、アクセル開度に基づいた通常の出力トルクの増加率（要求トルク増加率）としている。このため、追加の出力制御後は、図２における記号（ｄ）に符号ｄ２’で示す出力増加率低減制御が無い場合の車速の上昇度合いと同じ傾きで、符号ｄ３’で示すように車速が上昇していくことになる。ただし、この追加の出力制御における第２増加率は、通常の出力トルクの増加率（要求トルク増加率）以下で、且つ、第１増加率よりも大きい数値に設定することも可能である。この追加の出力制御は、車速が２０ｋｍ／ｈに至った時点で終了する。
　図３は、車速と出力トルクの増加率との関係を示すグラフである。出力トルクの増加率は、車速０ｋｍ／ｈにおいてゼロよりもやや多い目（正の値）に設定されており、出力トルクの増加率の最小値は、車速０ｋｍ／ｈよりもやや大きい前進微動時の時点（例えば、車速２ｋｍ／ｈ）で設定されている。増加率の最小値は、図１における記号（ｈ）に示す符号ｈ１地点に相当する。本実施形態では、出力トルクの増加率の最小値は正の値に設定されているが、これをゼロに設定してもよい。また、車速が負の値を有する時（上り坂で車両２０が自重で後退するような運転状態）は、出力トルクの増加率は、その後退時の車速の絶対値が大きいほど増加率が大きく設定されている。なお、シフトポジションがＲレンジに選択される場合においては、車速が負の値を有する時（傾斜面で後退させて駐車するときに自重で前進するような運転状態）は、その前進時の車速の絶対値が大きい程増加率が大きく設定される。すなわち、出力増加率低減制御による出力トルクの増加率は、車速が正の値の際に最小値を有し、車速がゼロの際に正の値である。また、その増加率の最小値を境に、車速が正の値側に増加すれば増加率も大きくなり、車速が負の値側に減少しても増加率は大きくなる。
　上り坂で車両２０が自重で後退した場合、すなわち、いわゆる車両２０の坂道発進時のずり下がり時において、出力トルクの増加率が正の値側に設定されていることにより、そのずり下がりを早期に解消することができる。なお、実施形態では、－１ｋｍ／ｈ（後退方向へ１ｋｍ／ｈ）からの０ｋｍ／ｈまでの増加率を一定の値として、車両２０にショックを与えない運転領域としている。また、出力トルクの増加率を車速０ｋｍ／ｈにおいて正の値としたのは、一般に、電動車両の発進はスムーズでドライバがその発進の事実を認識（体感）していない場合があることから、敢えて発進時に加速度を付与して、自身の車両２０が発進していることを体感させて、周囲の安全に配慮する認識を付与したものである。
　本実施形態では、車両２０として、プラグインハイブリッド電気自動車を採用したが、本実施形態以外にも、電力により駆動力を発生する電動モータ２２を備えた各種の電動車両において、本開示を適用できる。
　本出願は、２０２０年６月２日出願の日本特許出願特願２０２０－０９６１７３に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１　速度検出部
２　アクセル開度検出部
３　シフトポジション検出部
４　ドライバ要求トルク算出部
５　出力トルク指令部
１０　車両制御装置
２０　車両
２１　電子制御ユニット
２２　電動モータ

Claims (5)

  1. 　走行用の駆動源である電動モータと、
    　車速を検出する速度検出部と、
    　アクセル開度を検出するアクセル開度検出部と、
    　選択されたシフトポジションを検出するシフトポジション検出部と、
    　前記アクセル開度に基づいてドライバ要求トルクを算出するドライバ要求トルク算出部と、
    　前記電動モータに対する出力トルクを指令する出力トルク指令部と、を備え、
    　前記出力トルク指令部は、前記車速が所定速度未満であり、且つ、前記アクセル開度が第１所定値以上となるアクセルＯＮ状態で前記シフトポジションがニュートラルレンジからその他のレンジに切り替えられた場合に、前記出力トルクの増加率を前記ドライバ要求トルクに応じた要求トルク増加率よりも低い第１増加率に低減する出力増加率低減制御を行い、
    　前記出力増加率低減制御は、前記アクセル開度が前記第１所定値よりも低い第２所定値未満のアクセルＯＦＦ状態で解除される車両制御装置。
  2. 　前記出力増加率低減制御による前記出力トルクの増加率は、車両の発進時における前記車速が大きいほど前記増加率が大きく設定されている請求項１に記載の車両制御装置。
  3. 　前記出力トルク指令部は、前記アクセル開度が前記アクセルＯＮ状態から前記アクセルＯＦＦ状態に移行した後、前記アクセル開度が再び前記アクセルＯＮ状態となった場合に、前記出力トルクの増加率を前記第１増加率よりも大きく、且つ、前記要求トルク増加率以下の第２増加率に設定する追加の出力制御を行う請求項１又は２に記載の車両制御装置。
  4. 　前記出力増加率低減制御による前記出力トルクの増加率は、前記車速が負の値を有する時に前記車速の絶対値が大きいほど前記増加率が大きく設定されている請求項１～３の何れか１項に記載の車両制御装置。
  5. 　前記出力増加率低減制御による前記出力トルクの増加率は、前記車速が正の値であるときに最小値を有し、前記車速がゼロであるときに正の値である請求項１～４の何れか１項に記載の車両制御装置。
     
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