WO2023145259A1 - 移動体の制御システム、プログラム - Google Patents

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WO2023145259A1
WO2023145259A1 PCT/JP2022/044806 JP2022044806W WO2023145259A1 WO 2023145259 A1 WO2023145259 A1 WO 2023145259A1 JP 2022044806 W JP2022044806 W JP 2022044806W WO 2023145259 A1 WO2023145259 A1 WO 2023145259A1
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WO
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torque
electric machine
value
rotating electric
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/044806
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English (en)
French (fr)
Inventor
茂 神尾
海博 劉
恵介 河合
Original Assignee
株式会社デンソー
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Publication date
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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
    • 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
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04—Cutting off the power supply under fault conditions
    • 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
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/14—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by ac motors
    • 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 mobile body control system and program.
  • a rotating electric machine used in such a vehicle is called a motor generator capable of both driving and regenerating.
  • the regenerative operation of the rotating electric machine generates a braking force in the vehicle, so that the vehicle can be decelerated.
  • a control device described in Patent Document 1 below is mounted on a vehicle having such a rotating electrical machine, and adjusts the braking force of the vehicle by adjusting the amount of regeneration of the rotating electrical machine.
  • the magnitude of the braking force generated by the regenerative operation of the rotating electric machine is generally set according to the amount of brake operation by the driver. However, if a braking force of a magnitude corresponding to the amount of brake operation is continuously generated until the vehicle stops when the vehicle is stopped, the vehicle vibrates significantly in the longitudinal direction after the vehicle stops, that is, the vehicle pitches. There is a possibility of large vibration in the direction. This is caused by release of the torsion of a member such as a drive shaft provided in a power transmission system for transmitting the torque of the rotary electric machine to the wheels when the vehicle stops. If the vehicle vibrates in the pitch direction while the vehicle is stopped, the occupants may feel uncomfortable.
  • An object of the present disclosure is to provide a control system and program for a moving body that can more appropriately stop the moving body and ensure safety.
  • a control system for a moving object is a control system for a moving object on which a rotating electric machine is mounted as a driving source for traveling, and includes a first torque command value setting unit and a second torque command value setting unit. , a waveform setting section, an operation control section, and a stop fail-safe control section.
  • the first torque command value setting unit sets a required torque command value, which is a target value of torque to be output from the rotary electric machine, based on an operation of the moving body by the driver.
  • the second torque command value setting unit sets a stop torque command value, which is a target value of torque to be output from the rotating electric machine in order to maintain the stopped state of the moving body when the moving body stops.
  • the waveform setting unit sets a torque waveform that indicates a temporal change in the target value of the output torque of the rotary electric machine.
  • the operation control unit executes first torque control for controlling the output torque of the rotary electric machine based on the required torque command value when the running speed of the moving body exceeds a predetermined speed, and the running speed of the moving body increases.
  • the second torque control is executed to change the output torque of the rotary electric machine from the required torque command value toward the stop torque command value along the torque waveform.
  • the stop fail-safe control unit determines whether or not an abnormality has occurred in the rotating electrical machine based on a comparison between the output torque of the rotating electrical machine when the second torque control is executed and a predetermined abnormality determination value. fail-safe control of the rotating electric machine is executed when it is determined that there is an abnormality in the
  • a program causes at least one processing unit (10) to provide a required torque command value, which is a target value of torque to be output from the rotary electric machine, based on a driver's operation on a moving object.
  • setting a stop torque command value which is a target value of the torque to be output from the rotating electrical machine in order to maintain the stopped state of the moving body when the moving body stops, and setting the output torque of the rotating electrical machine;
  • a torque waveform indicating a temporal change in the target value of is set, and when the running speed of the moving body exceeds a predetermined speed, the output torque of the rotating electric machine is controlled based on the required torque command value.
  • a second torque control is executed to change the second torque control, and whether an abnormality has occurred in the rotating electric machine based on a comparison between the output torque of the rotating electric machine when the second torque control is executed and a predetermined abnormality determination value If it is determined that there is an abnormality in the rotating electrical machine, fail-safe control of the rotating electrical machine is executed.
  • execution of the second torque control causes the output torque of the rotary electric machine to change from the required torque command value toward the stop torque command value along the torque waveform.
  • the output torque of the rotary electric machine By changing the output torque of the rotary electric machine along the torque waveform in this way, it is possible to stop the moving body more appropriately.
  • the fail-safe control of the rotating electrical machine is performed. Since it is executed, it is also possible to ensure the safety of the moving object.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the vehicle of the embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the vehicle of the embodiment.
  • FIGS. 3A and 3B are timing charts showing changes in the vehicle speed and the output torque of the rotary electric machine in the vehicle of the reference example.
  • FIGS. 4A and 4B are timing charts showing changes in the vehicle speed and the output torque of the rotary electric machine in the vehicle of the present embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating the procedure of processing executed by the control device according to the embodiment;
  • FIG. 6 is a flow chart showing the procedure of processing executed by the control device of the embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of processing executed by the control device according to the embodiment;
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of the vehicle of the embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the vehicle of the embodiment.
  • FIGS. 3A and 3B are timing charts showing changes in the
  • FIGS. 9A to 9C are timing charts showing transitions of the vehicle speed, the amount of depression of the brake pedal, and the output torque of the rotating electric machine in the vehicle of the present embodiment.
  • vehicle 100 includes vehicle body 101 , wheels 111 and 112 , rotating electric machines 141 and 142 , and battery 150 .
  • vehicle 100 corresponds to a mobile object.
  • the vehicle body 101 is a main body portion of the vehicle 100 and is generally called a "body".
  • the wheels 111 are a pair of wheels provided on the front portion of the vehicle body 101
  • the wheels 112 are a pair of wheels provided on the rear portion of the vehicle body 101 .
  • vehicle 100 is provided with a total of four wheels.
  • Vehicle 100 of the present embodiment is a so-called four-wheel drive vehicle in which all four wheels 111 and 112 function as drive wheels.
  • the rotating electric machine 141 is a device that generates torque for rotating the wheels 111 , that is, driving torque for running the vehicle 100 , based on power supply from the battery 150 .
  • the rotating electric machine 141 is a so-called motor generator (MG: Motor Generator). Torque generated by the rotating electric machine 141 is transmitted to each wheel 111 via the power train section 131 and the drive shaft 133 to rotate the wheel 111 . Electric power is transferred between the battery 150 and the rotating electrical machine 141 via an inverter, which is a power converter, but illustration of the inverter is omitted in FIG.
  • the rotating electric machine 142 rotates each wheel 112 via the power train section 132 and the drive shaft 134 by generating driving torque based on the power supply from the battery 150 . Since the rotating electrical machine 142 has the same structure as the rotating electrical machine 141, detailed description thereof will be omitted.
  • the rotating electric machines 141 and 142 can also generate regenerative torque capable of applying braking force to the wheels 111 and 112 through their regenerative operation.
  • Vehicle 100 can be decelerated and stopped by braking torque applied to wheels 111 and 112 based on regenerative torque of rotating electric machines 141 and 142 .
  • the driving torque output from the rotating electrical machine 141 for driving the vehicle 100 and the regenerative torque output from the rotating electrical machine 141 for braking the vehicle 100 are also collectively referred to as "output torque".
  • the driving torque of rotating electric machine 140 capable of applying driving force to vehicle 100 is represented by a positive value
  • the regenerative torque of rotating electric machine 140 capable of applying braking force to vehicle 100 is represented by a negative value. show.
  • the vehicle 100 is a so-called electric vehicle that includes two rotating electrical machines 141 and 142 as driving sources for running.
  • the control by the control device 10 is performed simultaneously and in the same way for each rotating electric machine 141 , 142 . Therefore, in the following description, the rotating electrical machines 141 and 142 are also collectively referred to as "rotating electrical machines 140".
  • the output torque of the rotating electrical machine 140 means the total value of the output torques of the rotating electrical machines 141 and 142 .
  • a member provided in a power transmission system for transmitting torque of rotating electric machine 140 to wheels 111 and 112 is also referred to as a "power transmission member".
  • the power transmission members include, for example, power train units 131 and 132, drive shafts 133 and 134, and the like.
  • Each wheel 111 is provided with a braking device 121 .
  • the brake device 121 is a device that applies a braking force to the wheels 111 by hydraulic pressure.
  • each wheel 112 is also provided with a braking device 122 .
  • Braking of vehicle 100 can be performed by rotating electric machines 141 and 142 or by braking devices 121 and 122 . In this embodiment, the vehicle 100 is basically braked only by the rotating electric machine 140 . Braking by means of the braking devices 121, 122 is supplementary if necessary.
  • Battery 150 is a storage battery for supplying electric power to rotating electric machines 141 and 142 .
  • a lithium ion battery is used as the battery 150 .
  • the vehicle 100 is provided with a brake ECU (Electronic Control Unit) 20 and a host ECU 30 separately from the control device 10 .
  • Each of the control device 10, the brake ECU 20, and the host ECU 30 is mainly configured by a microcomputer having a CPU, a storage device, and the like. These can perform two-way communication with each other via the network provided in the vehicle 100 .
  • a control system 40 is configured by the control device 10, the brake ECU 20, and the host ECU 30. As shown in FIG. Further, the control device 10, the brake ECU 20, and the host ECU 30 respectively correspond to a computer and a processing section.
  • Host ECU 30 centrally controls the operation of vehicle 100 as a whole.
  • the host ECU 30 performs processing necessary for controlling the vehicle 100 while performing two-way communication with each of the control device 10 and the brake ECU 20 .
  • the control device 10, the brake ECU 20, and the host ECU 30 may not be divided into three devices as in the present embodiment.
  • the functions of the brake ECU 20 and the host ECU 30 may be integrated into the control device 10 .
  • the vehicle 100 is equipped with a plurality of sensors for detecting its various state quantities.
  • sensors include, for example, a hydraulic pressure sensor 201, a wheel speed sensor 202, an MG resolver 203, an acceleration sensor 204, a brake sensor 205, an accelerator sensor 206, a steering angle sensor 207, and a current sensor 208. It is included.
  • the oil pressure sensor 201 is a sensor for detecting the oil pressure of each brake device 121,122. Hydraulic sensor 201 is provided individually for each of brake devices 121 and 122, but hydraulic sensor 201 is schematically depicted as a single block in FIG. A signal indicating the hydraulic pressure detected by each hydraulic pressure sensor 201 is transmitted to the control device 10 and the brake ECU 20 .
  • the wheel speed sensor 202 is a sensor for detecting the rotational speed of the wheels 111 and 112, which is the number of revolutions per unit time.
  • the wheel speed sensor 202 is individually provided for each of the four wheels 111 and 112, but the wheel speed sensor 202 is schematically drawn as a single block in FIG.
  • a signal indicating the rotation speed of the wheels 111 and 112 detected by the wheel speed sensor 202 is transmitted to the control device 10 and the brake ECU 20 .
  • the control device 10 and the brake ECU 20 can detect the traveling speed of the vehicle 100 based on the signal.
  • the MG resolver 203 is a sensor for detecting the rotation speed of the output shafts of the rotating electric machines 141 and 142.
  • One MG resolver 203 is individually provided for each output shaft of the rotary electric machines 141 and 142, but the MG resolver 203 is schematically depicted as a single block in FIG.
  • a signal indicating the rotation speed detected by the MG resolver 203 is transmitted to the control device 10 and the brake ECU 20 .
  • the control device 10 and the brake ECU 20 can detect the traveling speed of the vehicle 100 based on the signal.
  • the acceleration sensor 204 is a sensor for detecting the acceleration of the vehicle 100. Acceleration sensor 204 is attached to vehicle body 101 .
  • the acceleration sensor 204 is a so-called 6-axis acceleration sensor capable of detecting acceleration in the pitch direction, the low direction, and the yaw direction in addition to the acceleration in the longitudinal direction, the lateral direction, and the vertical direction of the vehicle body 101. is configured as A signal indicating each acceleration detected by the acceleration sensor 204 is transmitted to the control device 10 and the brake ECU 20 .
  • Brake sensor 205 is a sensor for detecting the depression amount of a brake pedal provided in the driver's seat of vehicle 100 .
  • a signal indicating the depression amount detected by the brake sensor 205 is transmitted to the control device 10 and the brake ECU 20 .
  • Accelerator sensor 206 is a sensor for detecting the depression amount of an accelerator pedal provided in the driver's seat of vehicle 100 .
  • a signal indicating the depression amount detected by the accelerator sensor 206 is transmitted to the control device 10 .
  • Steering angle sensor 207 is a sensor for detecting a steering angle, which is a rotation angle of a steering wheel provided in the driver's seat of vehicle 100 .
  • a signal indicating the steering angle detected by the steering angle sensor 207 is sent to the control device 10 .
  • Current sensor 208 is a sensor for detecting the value of the drive current input to each of rotating electric machines 141 and 142 . Although one current sensor 208 is individually provided for each of the rotating electric machines 141 and 142, the current sensor 208 is schematically drawn as a single block in FIG. A signal indicating the value of the driving current detected by the current sensor 208 is input to the control device 10 .
  • the brake ECU 20 controls the operation of the brake devices 121 and 122 according to instructions from the host ECU 30 .
  • the brake ECU 20 includes a regenerative torque calculation section 21 and a gradient calculation section 22 as functional elements realized by the CPU executing a program stored in the storage device.
  • the brake ECU 20 corresponds to a brake control unit.
  • the regenerative torque calculation unit 21 calculates a regenerative torque command value Tr*, which is a target value of the regenerative torque to be output from the rotary electric machine 140, based on a calculation formula, a map, or the like from the depression amount of the brake pedal detected by the brake sensor 205. Calculate.
  • the regenerative torque calculator 21 transmits a regeneration request including the calculated regenerative torque command value Tr* to the control device 10 .
  • a regeneration request is a control signal that is transmitted from the brake ECU 20 to the control device 10 when the rotating electric machine 140 needs to generate regeneration torque.
  • the gradient calculation unit 22 calculates the gradient of the road surface on which the vehicle 100 is currently located.
  • the gradient calculation unit 22 calculates the vehicle speed, which is the running speed of the vehicle 100, from the rotational speed of the wheels 111 and 112 detected by the wheel speed sensor 202, for example, and calculates the calculated vehicle speed and the vehicle detected by the acceleration sensor 204.
  • the slope of the road surface is calculated based on the acceleration of 100.
  • the control device 10 includes a first torque command value setting unit 11, a second torque command value setting unit 12, and a first torque command value setting unit 11, a second torque command value setting unit 12, as functional elements realized by the CPU executing a program stored in the storage device.
  • a waveform setting section 13 , an operation control section 14 and a gradient calculation section 15 are provided.
  • the control device 10 corresponds to a rotating electric machine control section.
  • the operation control unit 14 controls the operation of the rotating electric machine 140 .
  • the operation control unit 14 can individually control the output torques of the rotating electric machines 141 and 142 .
  • the operation control unit 14 controls the output torque of the rotary electric machine 140 to the torque command value set by the first torque command value setting unit 11 and the second torque command value setting unit 12 .
  • the gradient calculator 15 calculates the gradient of the road surface on which the vehicle 100 is currently located. Like the gradient calculator 22 of the brake ECU 20 , the gradient calculator 15 calculates the road gradient based on the vehicle speed of the vehicle 100 and the acceleration of the vehicle 100 detected by the acceleration sensor 204 .
  • the first torque command value setting unit 11 sets the required torque command value TA*. Requested torque command value TA* is a target value of the torque to be output from rotating electrical machine 140 based on the driver's operation on vehicle 100 .
  • the first torque command value setting unit 11 sets the required torque command value TA* based on the amount of depression of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor 206, for example, when the driver is stepping on the accelerator pedal.
  • the brake ECU 20 transmits a regeneration request to the control device 10 .
  • the first torque command value setting unit 11 uses the regeneration torque command value Tr* included in the regeneration request as the requested torque command value TA*.
  • the second torque command value setting unit 12 sets the stop torque command value TB*.
  • Stopping torque command value TB* is a target value of torque to be output from rotating electric machine 140 in order to maintain vehicle 100 in a stopped state without using brake devices 121 and 122 when vehicle 100 is stopped.
  • a waveform setting unit 13 sets a torque waveform.
  • the torque waveform indicates a temporal change in the target value of the torque to be output from the rotating electrical machine 140 when changing the output torque of the rotating electrical machine 140 from the required torque command value TA* to the stop torque command value TB*.
  • the operation control unit 14 normally performs first torque control for controlling the output torque of the rotary electric machine 140 to the required torque command value TA*.
  • the operation control unit 14 changes the output torque of the rotating electric machine 140 from the required torque command value TA* to the stopping torque command value TB* along the torque waveform to stop the vehicle 100.
  • the second torque control for stopping is executed.
  • FIG. 3 shows an example in which the control is executed by the control device of the comparative example to stop the vehicle 100 .
  • FIG. 3A shows an example of changes over time in the vehicle speed, which is the traveling speed of the vehicle 100 .
  • FIG. 3B shows an example of temporal change in the output torque of rotating electric machine 140 .
  • the vehicle 100 is traveling at a constant speed V0 during the period up to time t10.
  • the output torque of the rotary electric machine 140 is "0" during the period. Since the driver depresses the brake pedal after time t10, the value of the output torque of rotating electric machine 140 is a negative value " Tr 1".
  • Tr 1 the value of the output torque of rotating electric machine 140
  • the vehicle speed of vehicle 100 gradually decreases and reaches "0" at time t12.
  • the magnitude of the output torque of rotating electric machine 140 is constant " Tr 1" until time t12 when vehicle 100 stops.
  • the power transmission member provided between rotary electric machine 140 and wheels 111 and 112 is in a twisted state. ing. After that, when the vehicle 100 stops at time t12, the twist of the power transmission member is released. That is, the power transmission member attempts to return to its original state. Due to this influence, as shown in FIG. 3A, after time t12, the vehicle body 101 may vibrate in the pitch direction. Such vibrations are undesirable because they make the occupants of vehicle 100 feel uncomfortable.
  • FIG. 4 depicts temporal changes in the vehicle speed and the output torque of rotating electrical machine 140 when the second torque control is executed in the same manner as in FIG.
  • the vehicle 100 is traveling at a constant speed V0 during the period up to time t10.
  • the driver depresses the brake pedal.
  • the value of the output torque of rotating electric machine 140 is " Tr 1" and the vehicle speed gradually decreases from V0.
  • This "T r 1" corresponds to the torque output from the rotary electric machine 140 based on the required torque command value TA* set by the first torque command value setting unit 11, that is, according to the operation of the brake pedal performed by the driver. , is the torque output in the same way as in the conventional control.
  • the second torque control is started.
  • the value of the output torque of the rotary electric machine 140 is changed along the torque waveform from the required torque command value TA* (“Tr 1” in this example) to the stop torque command value TB* (“T r 1” in this example). 0”) is performed.
  • the waveform in the range from time t11 to time t12 corresponds to the "torque waveform".
  • the torque waveform is set in advance as an appropriate waveform that allows the torsion generated in the power transmission member to return to its original state.
  • the vehicle 100 stops as soon as the second torque control ends. At this timing, the torsion that had occurred in the power transmission member has disappeared, so the vehicle body 101 does not vibrate as shown in FIG. 4(A). As described above, according to the control device 10 according to the present embodiment, the vehicle 100 can be appropriately stopped by the braking force of the rotating electric machine 140 .
  • a specific processing procedure executed by the control device 10 in order to realize the second torque control as described above will be described.
  • a series of processes shown in FIG. 5 are executed by the control device 10, for example, when the vehicle 100 needs to be stopped.
  • the process of FIG. 5 may be repeatedly executed each time a predetermined control period elapses.
  • the control device 10 first determines whether or not a regeneration request has been transmitted from the brake ECU 20 as the process of step S10. When the regeneration request is not transmitted from the brake ECU 20, the control device 10 makes a negative determination in the process of step S10, and repeats the determination process of step S10. When the regeneration request is transmitted from the brake ECU 20, the control device 10 makes an affirmative determination in the process of step S10, and proceeds to the process of step S11.
  • the control device 10 performs a process of setting the stop torque command value TB* by the second torque command value setting unit 12 as the process of step S11.
  • stop torque command value TB* is the target value of the torque to be output from rotating electric machine 140 when vehicle 100 stops.
  • the second torque command value setting unit 12 of the present embodiment sets a stop torque command value TB* as the torque to be output from the rotary electric machine 140 in order to maintain the state of the vehicle 100 after the vehicle 100 stops. .
  • the second torque command value setting unit 12 sets the stop torque command value TB* as the target value of the torque to be output from the rotating electric machine 140 in order to maintain the stopped state of the vehicle 100 against the gravity. Set to a value greater than 0.
  • the second torque command value setting unit 12 can be calculated from the first deceleration of the vehicle 100 detected by the acceleration sensor 204 and the rotational speed of the wheels 111 and 112 detected by the wheel speed sensor 202.
  • a stop torque command value TB* is calculated based on the second deceleration.
  • the first deceleration roughly includes the actual deceleration of the vehicle 100 in the longitudinal direction of the vehicle and the vehicle traveling direction component of the gravitational acceleration.
  • the second deceleration is the actual deceleration of vehicle 100 in the longitudinal direction of the vehicle. Therefore, by obtaining the difference value between the first deceleration and the second deceleration, the vehicle longitudinal direction component of the gravitational acceleration can be obtained.
  • the second torque command value setting unit 12 calculates the difference value between the first deceleration and the second deceleration, and uses a known calculation formula or the like from the calculated difference value to determine the vehicle 100
  • a deceleration force which is a gravitational component acting on the vehicle 100 in the longitudinal direction of the vehicle when the vehicle is stopped, is calculated.
  • the second torque command value setting unit 12 converts the calculated deceleration force into a torque resisting the deceleration force using a predetermined arithmetic expression or the like to calculate a stop torque command value TB*.
  • the first deceleration detected by the acceleration sensor 204 includes not only the actual deceleration of the vehicle 100 in the vehicle longitudinal direction and the vehicle longitudinal direction component of the gravitational acceleration, but also the deceleration corresponding to the turning resistance torque, The deceleration and the like according to the braking torque are included. Therefore, in order to calculate the stop torque command value TB* more accurately, the second torque command value setting unit 12 may exclude the turning resistance torque and the braking torque from the stop torque command value TB*.
  • the "turning resistance torque” is obtained by converting the force detected by the acceleration sensor 204 as a force in the direction of apparently decelerating the vehicle 100 when the vehicle 100 is turning into a torque resisting this. .
  • the turning resistance torque Tgy can be calculated, for example, by the following equation f1.
  • Equation f1 “m” is the mass of vehicle 100 and “V” is the vehicle speed of vehicle 100 . “ ⁇ ” is the steering angle detected by the steering angle sensor 207 . “K h ” is the steering gear ratio. “L” is the wheelbase length of vehicle 100, “L r ” is the distance from the center of gravity of vehicle 100 to the axis of wheel 112 (i.e., the rear wheel), and “r” is the radius of wheels 111 and 112. be.
  • Brake braking torque is obtained by converting the braking force generated in the braking devices 121 and 122 into a torque that resists the braking force.
  • the braking torque can be calculated based on a signal from the brake ECU 20, for example. Instead of such a mode, the braking torque may be calculated based on the signal from the brake sensor 205, the signal from the oil pressure sensor 201, or the like.
  • the second torque command value setting unit 12 subtracts both the turning resistance torque and the braking torque from the stop torque command value TB*, and calculates again as the stop torque command value TB*.
  • the second torque command value setting unit 12 may calculate the stopping torque command value TB* based on a map, an arithmetic expression, or the like from the road surface gradient calculated by the gradient calculation unit 15 .
  • the control device 10 sets the required torque command value TA* by the first torque command value setting section 11 as the process of step S12 following step S11. Specifically, the first torque command value setting unit 11 calculates the drive torque command value from the depression amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor 206 using an arithmetic expression, a map, or the like. Then, the first torque command value setting unit 11 sets the rotating electrical machine based on the calculated driving torque command value and the regeneration torque command value Tr* included in the regeneration request transmitted from the brake ECU 20 in the process of step S10. 140 sets a required torque command value TA*, which is a target value of torque to be output.
  • the driver When the vehicle 100 is stopped, the driver normally does not depress the accelerator pedal, that is, the amount of depression of the accelerator pedal is "0", so the driving torque command value is "0". . Therefore, the required torque command value TA* is set to the same value as the regenerative torque command value Tr*.
  • the control device 10 performs the process of setting the rotation speed determination value ⁇ s by the operation control unit 14 .
  • the rotation speed determination value ⁇ s is a determination value for determining whether or not the rotation speeds of the wheels 111 and 112 have decreased to the rotation speed at which the second torque control should be started.
  • the rotation speed determination value ⁇ s can be calculated, for example, by the following equation f2.
  • ⁇ T r is a torque difference value obtained by subtracting the required torque command value TA* calculated in step S12 from the stopping torque command value TB* calculated in step S11.
  • “ ⁇ ” is a value set in advance as a time constant of the first-order lag torque waveform used in the second torque control. A method for setting the time constant ⁇ will be described later.
  • the rotation speed determination value ⁇ s is determined when the braking/driving torque output from the rotating electric machine 140 reaches the stop torque command value TB* (that is, when the second torque control ends) and when the vehicle 100 stops. are set to coincide with each other.
  • a formula different from the above formula f2 may be used.
  • "the point in time when the vehicle 100 stops" does not have to be the timing at which the vehicle speed becomes completely "0". For example, it may be the timing when the absolute value of the vehicle speed falls below a predetermined very small threshold value.
  • the control device 10 After completing the processing shown in FIG. 5, the control device 10 repeatedly executes a series of processing shown in FIG. 6 at a predetermined cycle. As shown in FIG. 6, the controller 10 first sets the rotational speed ⁇ of the wheels 111 and 112 detected by the wheel speed sensor 202 in step S13 of FIG. 5 as the process of step S20. It is determined whether or not it is equal to or less than the rotation speed determination value ⁇ s . Specifically, the control device 10 obtains the average value of the rotational speeds of the wheels 111 and 112 detected by the wheel speed sensor 202, and determines that the average value of the rotational speeds is equal to or less than the rotational speed determination value ⁇ s . Determine whether or not In this embodiment, the process of step S20 corresponds to the process of determining whether the vehicle speed of the vehicle 100 is equal to or lower than a predetermined speed.
  • the predetermined speed is, for example, "1 [km/h]".
  • the control device 10 may determine whether or not the average value of the rotation speed of one wheel 111 is equal to or less than the rotation speed determination value ⁇ s . Also, the determination of the rotation speed ⁇ in step S20 may be made based on the rotation speed measured by the MG resolver 203 . In this case, the rotational speed of the rotary electric machine 140 measured by the MG resolver 203 may be converted into the rotational speed of the wheels 111 and the like. Further, the rotation speed determination value ⁇ s may be set as the determination value for the rotation speed measured by the MG resolver 203 . In this case, the target timing for starting the second torque control is indirectly set for the rotational speed of the wheels 111 and the like.
  • the control device 10 makes a negative determination in the process of step S20, and proceeds to the process of step S25.
  • the first torque control is executed by the operation control section 14 as the process of step S25.
  • the first torque control is control to match the output torque of the rotating electric machine 140 with the required torque command value TA* set in the process of step S12 in FIG. Therefore, when the operation control unit 14 is executing the first torque control, the output torque of the rotary electric machine 140 basically changes according to the depression amount of the brake pedal. Specifically, the greater the amount of depression of the brake pedal, the greater the regenerative torque output from rotating electric machine 140 .
  • Vehicle 100 decelerates as braking force is applied to vehicle 100 by regenerative torque output from rotating electric machine 140 .
  • the rotational speed ⁇ of the wheels 111 and 112 is gradually decreasing, but the second torque control is not yet executed at this time.
  • step S21 the second torque control is started by proceeding to step S24, which will be described later.
  • the waveform setting section 13 Prior to the start of the second torque control, the waveform setting section 13 performs a process of setting a torque waveform in step S21.
  • the torque waveform is set so as to damp vibrations in the pitch direction that occur in vehicle 100 when the vehicle is stopped.
  • the waveform setting unit 13 sets the torque waveform using, for example, the following formula f3.
  • T r (t) on the left side of equation f3 is a function that indicates temporal changes in the torque command value of rotating electric machine 140 .
  • a temporal waveform indicated by this function T r (t) corresponds to a torque waveform.
  • “t” is the elapsed time from the timing at which step S21 was first shifted to, that is, the timing at which execution of the second torque control was started.
  • ⁇ T r is the same as the torque difference value ⁇ T r in the equation f2, that is, from the stop torque command value TB* calculated in the process of step S11 shown in FIG. It is obtained by subtracting the required torque command value TA* calculated in the process.
  • ⁇ is the same as the time constant ⁇ in the equation f2, that is, a value preset as the time constant of the torque waveform. The value of the time constant ⁇ is set by the waveform setting section 13 .
  • the waveform setting unit 13 in this embodiment sets the time constant ⁇ to a value equal to or less than the pitch resonance frequency so that the torque waveform includes frequency components higher than the pitch resonance frequency of the vehicle 100 .
  • the pitch resonance frequency fp of the vehicle 100 can be obtained by the following equation f4.
  • Equation 4 “g” is the gravitational acceleration, “L” is the length of the wheelbase of the vehicle 100 , “L t ” is the overall length of the vehicle body 101 , and “h c ” is the height of the center of gravity of the vehicle body 101 .
  • the waveform setting unit 13 sets the value of the reciprocal of the pitch resonance frequency fp (that is, the pitch resonance period of the vehicle 100) calculated as described above to the upper limit value of the time constant ⁇ , and sets the value to the upper limit value or less.
  • Set the time constant ⁇ to be the value of
  • the torque waveform is set as a waveform including frequency components higher than the pitch resonance frequency of vehicle 100 .
  • the formula f4 can be said to be a formula for determining the upper limit of the time constant ⁇ .
  • the waveform setting unit 13 sets the time constant ⁇ as a value that satisfies the condition shown in formula f5 below.
  • ⁇ T r is the same torque as that used in equation f2, that is, a torque difference value obtained by subtracting required torque command value TA* from stop torque command value TB*.
  • K d is a coefficient indicating the stiffness of the power transmission member, specifically the stiffness of the drive shafts 133, 134, or the equivalent stiffness of the front and rear suspensions.
  • ⁇ ⁇ is a rotational speed threshold of the wheels 111 and 112 at which backlash is unlikely to occur in the power transmission member. The rotation speed threshold ⁇ ⁇ is set to, for example, "4.8 [rad/s]".
  • Formula f5 can be said to be a formula for setting the lower limit of the time constant ⁇ .
  • the time constant ⁇ is set to a value equal to or higher than the lower limit value as described above, the slope of the time change of the torque waveform immediately after the second torque control is started is suppressed to a predetermined value or less.
  • the waveform setting unit 13 sets the value of the time constant ⁇ to be between the upper limit value determined by the formula f4 and the lower limit value determined by the formula f5. Then, the torque waveform is set using the time constant ⁇ and the formula f3.
  • the vehicle 100 can be appropriately stopped without causing the passenger to feel the impact of either G drop or backlash.
  • the time constant ⁇ set by the waveform setting unit 13 a preset fixed value may be used so that it always falls between the above lower limit and upper limit. Further, the time constant ⁇ may be calculated and set each time using the equation f5 or the like according to the calculated value of the torque difference value ⁇ Tr .
  • the waveform setting unit 13 calculates the vehicle speed V, which is the traveling speed of the vehicle 100, from the rotational speeds of the wheels 111 and 112 detected by the wheel speed sensor 202, and calculates the calculated vehicle speed Determine whether V is "0". Since the vehicle speed V is not "0" before the vehicle 100 stops, the waveform setting unit 13 also makes a negative determination in step S22.
  • the second torque control is executed by the operation control section 14 as the process of step S24. Specifically, the operation control unit 14 performs a process of adjusting the output torque of the rotary electric machine 140 so as to have a magnitude along the torque waveform T r (t) shown in the equation f3.
  • step S24 After the process of step S24 is executed in this way, the control device 10 temporarily terminates the process shown in FIG. 6, and restarts the process shown in FIG. 6 after a predetermined cycle has elapsed. After that, the control device 10 repeatedly executes the process of step S24 based on the torque waveform T r (t) while the negative determination is made in the process of step S22. By repeatedly executing the process of step S24, the output torque of the rotary electric machine 140 changes from the required torque command value TA* toward the stop torque command value TB* along the torque waveform Tr (t). , and finally the vehicle 100 comes to a stopped state. Thus, the vehicle 100 is stopped by repeating the process of step S24.
  • the second torque control is a process performed during the period from time t11 to time t12 in the example of FIG.
  • step S21 when the series of processes shown in FIG. 6 are repeatedly executed, the process of step S21 is executed only during the first execution, and the process of step S21 is skipped from the second time onwards. Instead of such a mode, the process of step S21 may be executed each time, and the torque waveform may be adjusted according to the situation.
  • the waveform setting unit 13 makes an affirmative determination in step S22.
  • the waveform setting unit 13 performs a process of correcting the torque waveform T r (t) as necessary as the process of step S23. For example, if there is an error in the calculation of the stop torque command value TB* and it is determined that it is difficult to maintain the stop state, the necessary torque may be added or subtracted from the entire torque waveform. and adjust so that the stopped state can be maintained. Such torque adjustment may be performed, for example, based on a change in vehicle speed immediately after stopping.
  • the process of step S23 is executed, the vehicle 100 is maintained in the stopped state by executing the process of step S24, that is, by executing the second torque control.
  • the control system 40 of the present embodiment monitors the operating state of the rotating electrical machine 140 and executes fail-safe control of the rotating electrical machine 140 if an abnormality in the operation of the rotating electrical machine 140 is detected.
  • the brake ECU 20 has fail-safe control as functional elements realized by the CPU executing a program stored in its storage device.
  • a portion 23 is further provided.
  • the control device 10 further includes a gradient estimator 16 and a fail-safe controller 17 as functional elements implemented by the CPU executing the programs stored in the storage device.
  • the fail-safe control unit 23 of the brake ECU 20 determines that the vehicle speed of the vehicle 100 reaches a predetermined speed V th (for example, 1 [km/h]) when a negative determination is made in the process of step S20 shown in FIG. is exceeded, the operation of the rotating electric machine 140 is monitored. For example, the fail-safe control unit 23 calculates the actual output torque Tm of the rotating electrical machine 140 from the rotational speed of the rotating electrical machine 140 detected by the MG resolver 203 and the rating of the rotating electrical machine 140 based on an arithmetic expression or the like.
  • V th for example, 1 [km/h]
  • the fail-safe control unit 23 compares the calculated actual output torque Tm of the rotating electric machine 140 with the regenerative torque command value Tr* calculated by the regenerative torque calculating unit 21 to detect an abnormality in the rotating electric machine 140. Determine whether or not it has occurred.
  • the first torque control is executed as the process of step S25. That is, the output torque of rotating electrical machine 140 is controlled to required torque command value TA*.
  • the required torque command value TA* is set to the regenerative torque command value Tr*, so the output torque of the rotary electric machine 140 is controlled to the regenerative torque command value Tr*. . Therefore, if the rotating electric machine 140 is normal, the actual output torque Tm of the rotating electric machine 140 will show substantially the same value as the regenerative torque command value Tr*.
  • the fail-safe control unit 23 determines that the rotating electrical machine 140 is normal when the actual output torque T m of the rotating electrical machine 140 satisfies “Tr* ⁇ T m ⁇ Tr*+ ⁇ ”. not perform fail-safe control.
  • " ⁇ " is a predetermined constant that is determined in advance.
  • the fail-safe control unit 23 determines that an abnormality has occurred in the rotating electric machine 140, and executes fail-safe control.
  • the fail-safe control unit 23 executes, as fail-safe control, control for stopping the control device 10 and the rotating electric machine 140, for example.
  • the fail-safe control unit 23 corresponds to the running-time fail-safe control unit.
  • the fail-safe control unit 17 of the control device 10 determines that the vehicle speed of the vehicle 100 is equal to or lower than a predetermined speed V th (for example, 1 [km/h]) when an affirmative determination is made in the process of step S20 of FIG. , the operation of the rotating electric machine 140 is monitored. At that time, the fail-safe control unit 17 uses the slope of the road on which the vehicle 100 is currently located.
  • the control device 10 includes a slope estimating section 16 in order to accurately detect the slope of the road surface.
  • the gradient estimating unit 16 calculates the road surface gradient based on the road gradient calculation value calculated by the gradient calculation unit 15 of the control device 10 and the road gradient calculation value calculated by the gradient calculation unit 22 of the brake ECU 20. Computes an estimate of the gradient. For example, the slope estimating unit 16 calculates the average value of the former calculated value of the road surface slope and the latter calculated value of the slope of the road surface, and uses the calculated average value as the estimated value of the slope of the road surface.
  • the fail-safe control unit 17 of the control device 10 determines the rotation speed of the rotating electric machine 140 detected by the MG resolver 203 and the rating of the rotating electric machine 140 based on an arithmetic expression or the like. An actual output torque Tm of the rotary electric machine 140 is calculated. Then, the fail-safe control unit 17 compares the calculated actual output torque of the rotating electric machine 140 with the stop torque command value TB* set by the second torque command value setting unit 12, so that the rotating electric machine 140 determines whether there is an abnormality in
  • the second torque control is executed as the process of step S24. That is, the output torque of the rotating electric machine 140 is controlled along the torque waveform T r (t) from the required torque command value TA* toward the stop torque command value TB*. Therefore, if the rotating electrical machine 140 is normal, when the actual output torque Tm of the rotating electrical machine 140 converges, the converged value Tmc is the torque corresponding to the stop torque command value TB*, that is, the vehicle 100 is currently running. It indicates a torque corresponding to the gradient of the road surface on which it is located.
  • the fail-safe control section 17 calculates the gradient correction torque T up based on the estimated value of the road gradient calculated by the gradient estimating section 16 .
  • Gradient correction torque T up is torque that should be output from rotating electric machine 140 in order to maintain vehicle 100 in a stopped state.
  • the fail-safe control unit 17 determines that the controller 10 and the rotating electric machine 140 are operating normally when the convergence value T mc of the actual output torque of the rotating electric machine 140 satisfies “T up ⁇ T mc ⁇ T up + ⁇ ”. and fail-safe control is not executed.
  • " ⁇ " is a predetermined constant that is set in advance. The constant ⁇ is set, for example, to a value corresponding to a torque equivalent to "0.1 [G]".
  • the fail-safe control unit 17 when the convergence value T mc of the actual output torque of the rotary electric machine 140 satisfies “T mc ⁇ T up ⁇ ” or satisfies “T up + ⁇ T mc ” In this case, it is determined that an abnormality has occurred in rotating electric machine 140, and fail-safe control is executed.
  • “T up ⁇ ” and “T up + ⁇ ” correspond to the abnormality determination values.
  • the fail-safe control unit 17 executes, for example, a process of stopping the control device 10 and the rotating electric machine 140 or a process of stopping the second torque control.
  • the fail-safe control section 17 corresponds to the stop fail-safe control section.
  • a specific processing procedure executed by the fail-safe control unit 17 in order to realize the above control will be described.
  • a series of processes shown in FIG. 7 are executed by the fail-safe control unit 17 .
  • the process of FIG. 7 may be repeatedly executed each time a predetermined control period elapses.
  • the fail-safe control unit 17 first calculates the gradient correction torque T up as the process of step S30. Specifically, the fail-safe control unit 17 calculates the gradient correction torque T up from the estimated value ⁇ of the road surface gradient calculated by the gradient estimating unit 16 by using the map shown in FIG. It should be noted that the estimated value ⁇ of the gradient of the road surface indicates a positive value in the case of an upward gradient, and its absolute value increases as the gradient of the upward gradient becomes steeper. In addition, the estimated value ⁇ of the slope of the road surface shows a negative value in the case of a downward slope, and its absolute value increases as the slope of the downward slope becomes steeper.
  • the fail-safe control unit 17 determines whether or not the vehicle speed V of the vehicle 100 is equal to or lower than a predetermined speed Vth as the process of step S31 following step S30.
  • the fail-safe control unit 17 makes a negative determination in the process of step S31.
  • the value of the abnormality counter Cf is initialized.
  • the fail-safe control unit 17 determines that the process of step S31 is affirmative. make a judgment. In this case, the fail-safe control unit 17 determines whether or not the convergence value T mc of the actual output torque of the rotary electric machine 140 exceeds "T up + ⁇ " as the process of step S33. After the second torque control is started, the fail-safe control unit 17 monitors the transition of the actual output torque Tm of the rotary electric machine 140, and the amount of change in the actual output torque Tm per unit time is equal to or less than a predetermined value.
  • the fail-safe control unit 17 makes affirmative determination in the process of step S33. In this case, the fail-safe control unit 17 determines that the rotating electric machine 140 is abnormal, and increments the value of the abnormality counter Cf as the process of step S34.
  • the fail-safe control unit 17 makes a negative determination in the process of step S33. In this case, the fail-safe control unit 17 determines whether or not the convergence value T mc of the actual output torque of the rotary electric machine 140 is less than "T up - ⁇ " as the process of step S34. When the convergence value T mc of the actual output torque of the rotary electric machine 140 is less than "T up - ⁇ ", the fail-safe control unit 17 makes affirmative determination in the process of step S35.
  • the fail-safe control unit 17 determines that the rotating electric machine 140 is abnormal, and increments the value of the abnormality counter Cf as the process of step S36.
  • the value of the abnormality counter Cf corresponds to the number of abnormality determinations.
  • the fail-safe control unit 17 makes a negative determination in the process of step S35 when the convergence value T mc of the actual output torque of the rotary electric machine 140 exceeds "T up + ⁇ ". .
  • the fail-safe control unit 17 determines that the control device 10 and the rotating electric machine 140 are normal, and initializes the value of the abnormality counter Cf as the process of step S37.
  • the fail-safe control unit 17 executes any of the processes of steps S34, S36, and S37, it determines whether or not the abnormality counter Cf exceeds a predetermined value Ca as the process of step S38.
  • the predetermined value Ca is set to an integer greater than "0". In this embodiment, the predetermined value Ca corresponds to the predetermined number.
  • the fail-safe control unit 17 makes a negative determination in the process of step S38. In this case, the failsafe control unit 17 terminates the series of processes shown in FIG.
  • step S34 or the process of step S36 is executed. Since the value of the abnormality counter Cf is equal to or less than the predetermined value Ca at the initial stage when an abnormality occurs, the fail-safe control unit 17 makes a negative determination in the process of step S38. After that, the process shown in FIG. 7 is executed at a predetermined cycle, and when the process of step S34 or the process of step S36 is repeatedly executed, the value of the abnormality counter Cf increases. Then, when the value of the abnormality counter Cf exceeds the predetermined value Ca, the failsafe control section 17 executes failsafe control as the process of step S39.
  • the second torque control is executed thereafter. That is, the output torque of the rotating electrical machine 140 is controlled along the torque waveform T r (t) from the required torque command value TA* toward the stop torque command value TB*.
  • FIG. 9 shows a case where the stop torque command value TB* is set to a positive value, in other words, a case where the vehicle 100 stops on an uphill slope. At this time, it is assumed that the output torque Tm of the rotary electric machine 140 converges at time t22.
  • the operation control unit 14 executes first torque control for controlling the output torque of the rotary electric machine 140 based on the required torque command value TA*. do. Further, when the vehicle speed V of the vehicle 100 is equal to or lower than the predetermined speed Vth , the operation control unit 14 stops the output torque of the rotary electric machine 140 from the required torque command value TA* so as to follow the torque waveform T r (t). The second torque control is executed to change toward the hour torque command value TB*.
  • the fail-safe control unit 17 compares the actual output torque T m of the rotating electrical machine 140 when the second torque control is executed with the abnormality determination values “T up ⁇ ” and “T up + ⁇ ”.
  • Fail-safe control unit 17 executes fail-safe control of rotating electrical machine 140 when it is determined that an abnormality has occurred in rotating electrical machine 140 .
  • the output torque of the rotating electric machine 140 changes from the required torque command value TA* toward the stop torque command value TB* along the torque waveform Tr (t).
  • T r (t) By changing the output torque of rotating electrical machine 140 along torque waveform T r (t) in this way, vehicle 100 can be stopped more appropriately.
  • the fail-safe control of rotating electric machine 140 is executed during this period, it is also possible to ensure the safety of vehicle 100 .
  • the abnormality determination value “T up + ⁇ ” is an upper limit determination value that determines the upper limit of the output torque convergence value T mc of the rotating electric machine 140 .
  • Abnormality determination value “T up ⁇ ” is a lower limit determination value that determines the adjustment value of output torque convergence value T mc of rotating electric machine 140 .
  • the fail-safe control unit 17 determines whether the output torque convergence value T mc of the rotating electric machine 140 exceeds the abnormality determination value “T up + ⁇ ” or when the output torque convergence value T mc of the rotating electric machine 140 is abnormal. Based on the fact that it is less than the determination value “T up ⁇ ”, it is determined that the rotating electric machine 140 is abnormal. According to this configuration, it is possible to easily determine whether or not the rotating electrical machine 140 has an abnormality.
  • the fail-safe control unit 17 prohibits the second torque control or the control of the rotating electric machine 140 as fail-safe control. According to this configuration, it is possible to more accurately ensure safety when an abnormality occurs in rotating electric machine 140 .
  • the fail-safe control unit 17 counts the number of times the rotating electrical machine 140 is determined to have an abnormality as an abnormality counter Cf, and executes fail-safe control when the abnormality counter Cf exceeds a predetermined value Ca. do. According to this configuration, for example, it is possible to avoid a situation in which fail-safe control is executed when an abnormality of rotating electric machine 140 is erroneously detected only once. can be executed.
  • the brake ECU 20 includes a regenerative torque calculator 21 and a failsafe controller 23 .
  • the regenerative torque calculation unit 21 calculates a regenerative torque command value Tr*, which is a regenerative torque command value to be output from the rotating electric machine 140 .
  • Tr* a regenerative torque command value to be output from the rotating electric machine 140 .
  • the fail-safe control unit 23 compares the actual output torque Tm of the rotating electrical machine 140 with the regenerative torque command value Tr* to detect an abnormality in the rotating electrical machine 140. is occurring.
  • Fail-safe control unit 23 executes fail-safe control of rotating electrical machine 140 based on determination that rotating electrical machine 140 is abnormal. According to this configuration, even when the vehicle 100 is traveling at a speed exceeding the predetermined speed Vth , the fail-safe control is executed when an abnormality occurs in the rotating electric machine 140. Safety can be further enhanced.
  • the control system 40 further includes a gradient estimator 16 that estimates the gradient of the road surface on which the vehicle 100 stops.
  • the fail-safe control unit 17 uses the map shown in FIG. 8 to vary the abnormality determination values “T up ⁇ ” and “T up + ⁇ ” based on the road surface gradient estimated by the gradient estimation unit 16. set. According to this configuration, it is possible to set a more appropriate abnormality determination value.
  • the gradient estimating unit 16 is based on the road surface gradient calculated by the gradient calculating unit 15 of the control device 10 and the road surface gradient calculated by the gradient calculating unit 22 of the brake ECU 20. Computes an estimate of the slope of the road surface. According to this configuration, the gradient of the road surface can be estimated with high accuracy, and as a result, the calculation accuracy of the abnormality determination value can be improved.
  • step S20 The process of step S20 shown in FIG.
  • similar determination processing can be performed by converting the rotational speed of the rotating electric machine 140 detected by the MG resolver 203 into the rotational speed of the wheel 111 using a predetermined arithmetic expression.
  • the rotational speed determination value ⁇ s may be set with respect to the rotational speed of the rotating electric machine 140 detected by the MG resolver 203 .
  • In-wheel motors embedded in the wheels 111 and 112 may be used in the vehicle 100 instead of the rotating electric machine 140 of FIG.
  • the control device 10 performs control similar to that of the control device 10 of the above embodiment by controlling the braking/driving torque of the in-wheel motors embedded in the wheels 111 and 112 .
  • the configuration of the above embodiment can be applied not only to the vehicle 100 but also to any moving object.
  • the control system 40 and control method thereof described in the present disclosure are provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be implemented by multiple dedicated computers.
  • the control system 40 and control method thereof described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring a processor that includes one or more dedicated hardware logic circuits.
  • the control system 40 and control method thereof described in the present disclosure comprise a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor including one or more hardware logic circuits. It may also be implemented by one or more special purpose computers.
  • the computer program may be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible storage medium.
  • Dedicated hardware logic circuits and hardware logic circuits may be implemented by digital circuits containing multiple logic circuits or by analog circuits.

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Abstract

制御システムは、動作制御部と、停止時フェイルセーフ制御部と、を備える。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。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。

Description

移動体の制御システム、プログラム 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２２年１月３１日に出願された日本国特許出願２０２２－０１３３０４号に基づくものであって、その優先権の利益を主張するものであり、その特許出願の全ての内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
　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。
　本開示の一態様によ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が搭載される移動体の制御システムであって、第１トルク指令値設定部と、第２トルク指令値設定部と、波形設定部と、動作制御部と、停止時フェイルセーフ制御部と、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、本開示の他の一態様によるプログラムは、少なくとも一つの処理部（１０）に、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させ、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させ、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させ、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トルク制御を実行させ、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させる。
　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。
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Ｔｕｐ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及び処理部に相当する。
　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「Ｔｒ１」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「Ｔｒ１」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「Ｔｒ１」とされ、車速はＶ０から次第に低下して行く。この「Ｔｒ１」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「Ｔｒ１」）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Ｔｇｙは、例えば以下の式ｆ１により演算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　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。「Ｋｈ」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、「Ｌｒ」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ωｓを設定する処理を行う。回転速度判定値ωｓ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ωｓは、例えば以下の式ｆ２により演算することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 　式ｆ２において、「ΔＴｒ」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。「Ｉｖ」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Ｉｖ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「Ｉｖ＝ｍｒ２」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ωｓを設定した後、車輪１１１の回転速度が回転速度判定値ωｓ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ωｓ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ωｓ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ωｓ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ωｓ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ωｓ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ωｓ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Ｖｔｈ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ωｓ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ωｓ以下になると、すなわち車両１００の車速が所定速度Ｖｔｈ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 　式ｆ３の左辺の「Ｔｒ（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Ｔｒ（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、「ΔＴｒ」は、式ｆ２のトルク差分値ΔＴｒ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ｆｐは、以下の式ｆ４により求めることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
 　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、「Ｌｔ」は車体１０１の全長、「ｈｃ」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ｆｐ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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　式ｆ５において、「ΔＴｒ」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。「Ｋｄ」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。「ωα」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ωα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ΔＴｒ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Ｔｒ（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Ｔｒ（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Ｔｒ（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Ｔｒ（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Ｖｔｈ（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Ｔｍ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Ｔｍ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Ｔｍ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Ｔｍが「Ｔｒ＊－α≦Ｔｍ≦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Ｔｍが「Ｔｍ＜Ｔｒ＊－α」を満たしている場合、又は「Ｔｒ＊＋α＜Ｔｍ」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Ｖｔｈ（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Ｔｍ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Ｔｒ（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Ｔｍが収束した際に、その収束値Ｔｍｃ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Ｔｕｐを演算する。勾配補正トルクＴｕｐ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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ－β≦Ｔｍｃ≦Ｔｕｐ＋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Ｔｍｃが「Ｔｍｃ＜Ｔｕｐ－β」を満たしている場合、又は「Ｔｕｐ＋β＜Ｔｍｃ」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、「Ｔｕｐ－β」及び「Ｔｕｐ＋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Ｔｕｐ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Ｔｕｐ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Ｖｔｈ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Ｖｔｈ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Ｖｔｈ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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ＋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Ｔｍの推移を監視しており、実出力トルクＴｍ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Ｔｍ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Ｔｍの値を収束値Ｔｍｃ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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ＋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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ＋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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ－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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ－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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ＋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Ｔｍｃが「Ｔｕｐ－β≦Ｔｍｃ≦Ｔｕｐ＋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Ｔｍｃが「Ｔｍｃ＜Ｔｕｐ－β」を満たしている場合、又は「Ｔｕｐ＋β＜Ｔｍｃ」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「Ｔｒ１」、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Ｖｔｈ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Ｖｔｈ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Ｔｒ（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Ｔｍが収束したとする。そのときの出力トルクの収束値Ｔｍｃが図９（Ｃ）に示されるように「Ｔｕｐ－β≦Ｔｍｃ≦Ｔｕｐ＋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Ｔｍｃが「Ｔｍｃ＜Ｔｕｐ－β」を満たしている場合、又は「Ｔｕｐ＋β＜Ｔｍｃ」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Ｖｔｈ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Ｖｔｈ以下であるときに、トルク波形Ｔｒ（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Ｔｍと異常判定値「Ｔｕｐ－β」，「Ｔｕｐ＋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Ｔｒ（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Ｔｒ（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「Ｔｕｐ－β」，「Ｔｕｐ＋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「Ｔｕｐ＋β」は、回転電機１４０の出力トルクの収束値Ｔｍｃの上限値を定める上限判定値である。異常判定値「Ｔｕｐ－β」は、回転電機１４０の出力トルクの収束値Ｔｍｃ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Ｔｍｃが異常判定値「Ｔｕｐ＋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Ｔｍｃが異常判定値「Ｔｕｐ－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Ｖｔｈを超えているとき、回転電機１４０の実出力トルクＴｍ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Ｖｔｈ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「Ｔｕｐ－β」、「Ｔｕｐ＋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ωｓ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。

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. 　少なくとも一つの処理部（１０）に、
    　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させ、
    　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させ、
    　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させ、
    　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トルク制御を実行させ、
    　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させる
    　プログラム。
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