WO2024048321A1 - 車両制御装置、車両制御方法および車両制御システム - Google Patents

車両制御装置、車両制御方法および車両制御システム Download PDF

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WO2024048321A1
WO2024048321A1 PCT/JP2023/029819 JP2023029819W WO2024048321A1 WO 2024048321 A1 WO2024048321 A1 WO 2024048321A1 JP 2023029819 W JP2023029819 W JP 2023029819W WO 2024048321 A1 WO2024048321 A1 WO 2024048321A1
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WO
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vehicle
braking force
physical quantity
quantity related
friction braking
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/029819
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English (en)
French (fr)
Inventor
尚希 篠原
圭介 鈴木
泰亮 佐藤
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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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
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1755—Brake regulation specially adapted to control the stability of the vehicle, e.g. taking into account yaw rate or transverse acceleration in a curve
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60W—CONJOINT CONTROL OF VEHICLE SUB-UNITS OF DIFFERENT TYPE OR DIFFERENT FUNCTION; CONTROL SYSTEMS SPECIALLY ADAPTED FOR HYBRID VEHICLES; ROAD VEHICLE DRIVE CONTROL SYSTEMS FOR PURPOSES NOT RELATED TO THE CONTROL OF A PARTICULAR SUB-UNIT
    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/02—Control of vehicle driving stability

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control system.
  • Patent Document 1 aims to suppress pitching fluctuations when a vehicle is about to stop, and acquires a physical quantity related to vehicle speed and a physical quantity related to the required braking force necessary to decelerate the vehicle, and based on the physical quantity related to the required braking force.
  • a technique has been disclosed in which, when decelerating a vehicle, a drive device generates a driving force while a frictional braking force is being generated.
  • One of the objects of the present invention is to provide a vehicle control device, a vehicle control method, and a vehicle control system that can both suppress pitching fluctuations when the vehicle is stopped and suppress an increase in braking distance.
  • a vehicle control device increases the driving force by the driving device, and outputs a control command to decrease the driving force increased by the driving device when the physical quantity related to the stop target reaches a reference value. do.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electric vehicle 1 equipped with a vehicle control system according to a first embodiment.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the rear motor 7 of the first embodiment. 3 is a control block diagram of a total braking torque calculation unit 34 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a control block diagram of a control gain calculation unit 35 of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a control block diagram of an additional torque calculation unit 37 in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a control block diagram of a stop determination unit 54 of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a control block diagram of a control gain rate limiter 55 in the first embodiment.
  • FIG. It is a time chart of vehicle speed, control gain, and rear motor torque in a comparative example.
  • FIG. 5 is a time chart of vehicle speed, control gain, and rear motor torque in anti-jerk control of Embodiment 1.
  • FIG. It is a time chart of motor speed and stop time in an assumed braking state. It is a time chart of motor speed and stop time when there is motor vibration.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the friction brake 3 according to the second embodiment.
  • 7 is a control block diagram of a total braking torque calculation unit 93 according to the second embodiment.
  • FIG. FIG. 7 is a control block diagram of a subtractive braking force calculation unit 94 according to the second embodiment.
  • 5 is a time chart of vehicle speed, control gain, and rear motor torque in anti-jerk control of Embodiment 2.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electric vehicle 1 equipped with a vehicle control system according to a first embodiment.
  • the electric vehicle 1 has front wheels 2FL, 2FR, rear wheels 2RL, 2RR, and friction brakes (friction braking devices) 3FL, 3FR, 3RL, 3RR (hereinafter referred to as friction brakes) installed on each wheel that generate frictional braking force on the wheels. Friction brakes are also collectively referred to as friction brakes 3).
  • the electric vehicle 1 includes a rear motor (drive device) 7 that outputs torque to rear wheels 2RL and 2RR. Note that the rear wheels 2RL and 2RR are also collectively referred to as drive wheels 2. Power transmission between rear motor 7 and rear wheels 2RL, 2RR is performed via reduction gear 8, differential 10, and rear axles 6RL, 6RR.
  • Each wheel 2FL, 2FR, 2RL, 2RR has a wheel speed sensor 11FR, 11FL, 11RL, 11RR that detects the wheel speed.
  • the rear motor 7 has a rear wheel resolver 13 that detects the motor speed (motor rotation speed).
  • the electric vehicle 1 also includes a G sensor 5 that detects acceleration in the longitudinal direction (hereinafter also simply referred to as acceleration) of the vehicle.
  • the friction brake 3 presses a brake pad against a brake rotor that rotates integrally with each wheel in the direction of the rotational axis of each wheel to generate braking force by frictional force.
  • the friction brake 3 of Embodiment 1 will be described with a configuration in which the brake pad is pressed by a foil cylinder operated by brake fluid pressure, but it may also be configured in which the brake pad is pressed through a ball screw mechanism or the like driven by an electric motor. Not limited.
  • Electric vehicle 1 has a low voltage battery 14 and a high voltage battery 15.
  • the low voltage battery 14 is, for example, a lead acid battery.
  • High voltage battery 15 is, for example, a lithium ion battery or a nickel metal hydride battery. High voltage battery 15 is charged with power boosted by DC-DC converter 16.
  • the electric vehicle 1 includes a vehicle control device (control unit) 17, a brake control device 18, a rear motor control device 20, and a battery control device 19. Each control device 17, 18, 20 shares information with each other via CAN bus 21.
  • the vehicle control device 17 acquires information from various sensors such as a rear wheel resolver 13, an accelerator pedal sensor 22 that detects the accelerator operation amount, a brake sensor 23 that detects the brake operation amount, and a gear position sensor 24, and performs vehicle integration. Take control.
  • the vehicle control device 17 outputs the driver's requested torque that the rear motor 7 should output according to the requested distributed torque in response to the requested torque corresponding to the driver's accelerator operation, brake operation, etc.
  • the brake control device 18 acquires information from various sensors such as the brake sensor 23, sets a target braking torque that is a torque conversion value of the vehicle's target braking force, and adjusts the brake fluid required for each wheel according to the target braking torque. It generates pressure and outputs it to the friction brake 3 through the hydraulic piping 18a.
  • the battery control device 19 monitors the charging/discharging state of the high voltage battery 15 and the single battery cells that make up the high voltage battery 15.
  • the battery control device 19 calculates a battery required torque limit value based on the charging/discharging state of the high voltage battery 15 and the like.
  • the battery required torque limit value is the maximum torque allowed in the rear motor 7. For example, when the amount of charge of the high voltage battery 15 is decreasing, the battery required torque limit value is set to a smaller value than usual.
  • the rear motor control device 20 controls the electric power supplied to the rear motor 7 based on the rear required torque.
  • the total braking torque is estimated from the braking torque actually generated in the vehicle when the vehicle is stopped, with the aim of suppressing unpleasant shaking of the vehicle and reducing fatigue of the occupants when the vehicle is stopped.
  • Anti-jerk control is implemented in which the rear motor 7 outputs a considerable amount of drive torque.
  • the longitudinal jerk (jerk) that occurs when the vehicle stops with a certain amount of brake operation can be reduced by approximately 68% compared to the case without anti-jerk control. In other words, you can achieve a smooth stop without having to use the brakes skillfully.
  • FIG. 2 is a control block diagram of the rear motor 7 of the first embodiment.
  • the driver required torque calculation unit 31 calculates the driver required torque from the accelerator operation amount and the vehicle speed.
  • the wheel speed is determined by any appropriate method from the wheel speeds detected by the wheel speed sensors 11FR, 11FL, 11RL, and 11RR, but at low speeds, it is determined by referring to the motor speed detected by the rear wheel resolver 13.
  • the slope resistance calculation unit 32 calculates slope resistance, which is the resistance that acts on the vehicle due to the road surface slope, based on the vehicle speed, the G sensor value, and the vehicle weight. Specifically, the estimated gradient acceleration caused by the gradient is determined from the deviation between the differential value of the vehicle speed and the G sensor value, and the gradient resistance is calculated from the estimated gradient acceleration caused by the gradient and the vehicle weight.
  • the estimated frictional braking force correction gain calculation unit 33 calculates the estimated frictional braking force due to changes in pad ⁇ (friction coefficient) based on the G sensor value, vehicle speed, estimated frictional braking force, running resistance, vehicle weight, motor torque, and brake pad temperature. Calculate the final correction gain for correcting the power estimation error.
  • pad ⁇ changes due to changes in temperature, humidity, etc.
  • a deviation occurs in the estimated frictional braking force compared to the braking force actually generated on the vehicle by the brake. Therefore, the pad ⁇ is estimated, and a gain for correcting the estimated frictional braking force (torque equivalent value thereof) is calculated in order to cancel the error of the estimated pad ⁇ with respect to the nominal value of the pad ⁇ .
  • the estimated frictional braking force is obtained as the sum of the estimated frictional braking forces of each wheel.
  • the estimated frictional braking force Bi for each wheel is calculated using the following equation (1).
  • Estimated frictional braking force Bi for each wheel brake fluid pressure x cylinder area x brake effective radius x pad ⁇ (nominal value)...(1)
  • the nominal value is set by obtaining a map of the temperature- ⁇ characteristic of the brake pad in advance and referring to the map.
  • the temperature of the brake pad when calculating the nominal value may be the outside temperature at the start of driving, or may be a predefined temperature (for example, 20° C.).
  • the running resistance may be calculated or estimated based on a change in running resistance obtained in advance with respect to a change in vehicle weight or vehicle speed.
  • the estimated friction braking force may be estimated not from the brake fluid pressure but from the stroke amount of the driver's brake pedal.
  • the total braking torque calculation unit 34 calculates the total braking torque based on the running resistance, estimated frictional braking force, slope resistance, and final correction gain.
  • FIG. 3 is a control block diagram of the total braking torque calculation unit 34 of the first embodiment.
  • the braking force torque conversion unit 41 converts the estimated frictional braking force into an estimated frictional braking torque.
  • Multiplier 42 multiplies the estimated frictional braking torque by the final correction gain to calculate a corrected estimated frictional braking torque that corrects the estimation error due to the change in ⁇ of the brake pad.
  • the first adder 43 and the second adder 44 add the torque equivalent to the slope resistance and the torque equivalent to the traveling resistance to the corrected estimated friction braking torque.
  • the limiter 45 compares the value obtained by adding the torque equivalent to gradient resistance and the torque equivalent to running resistance to the corrected estimated frictional braking torque with 0, and outputs the larger value as the total braking torque.
  • the control gain calculation unit 35 calculates a control gain based on the vehicle speed, total braking torque, vehicle weight, and estimated frictional braking force.
  • FIG. 4 is a control block diagram of the control gain calculation unit 35 of the first embodiment.
  • the estimated acceleration value calculation unit 51 calculates acceleration by differentiating the vehicle speed.
  • the acceleration-based control gain map 52 sets acceleration-based control gains according to acceleration. In the acceleration-based control gain map 52, if the deceleration is smaller than the default value x2 (G) as an absolute value, the acceleration-based control gain is set to 1 (100%), while the absolute value is set to the default value x2 (G). When the above deceleration occurs, the acceleration-based control gain is gradually decreased as the absolute value of the deceleration increases. The minimum value of the acceleration-based control gain is 0 (0%). This makes it possible to avoid adding torque during sudden braking. It goes without saying that during sudden braking, it is more desirable to secure braking force than to suppress vibrations in the pitching direction.
  • the speed-based control gain map 53 sets speed-based control gains based on a three-dimensional map according to vehicle speed and total braking torque.
  • the speed-based control gain has a characteristic that it linearly decreases as the total braking torque decreases only in a predetermined region where the total braking torque is around 0, and reaches a maximum value of 1 in most regions exceeding the predetermined region. Note that the maximum value may be a positive value other than 1.
  • the speed-based control gain is set to increase linearly as the vehicle speed decreases. Further, the speed-based control gain is set so that the vehicle speed (gain increase start speed) at which the value rises from 0 increases as the total braking torque increases. That is, the speed-based control gain has a characteristic that as the total braking torque increases, the vehicle speed at which the anti-jerk control command is intervened (vehicle speed at which generation of driving force by anti-jerk control starts) increases.
  • Multiplier 56 outputs a value obtained by multiplying the acceleration-based control gain by the speed-based control gain as the final control gain.
  • FIG. 5 is a control block diagram of the additional torque calculation unit 37 of the first embodiment.
  • the limiter 61 compares the driver's requested torque with 0 and outputs the larger value. Comparator 62 subtracts the output of limiter 61 from the total braking torque after multiplication by the control gain.
  • the limiter 63 compares the output of the comparator 62 with 0, and outputs the larger value as the additional torque.
  • the adder 38 adds the added torque to the driver's requested torque and sets the added torque as the rear requested torque.
  • FIG. 6 is a control block diagram of the stop determination unit 54 of the first embodiment.
  • the stop time calculation unit 71 calculates the vehicle stop time in each control cycle based on the vehicle speed and total braking torque at a speed below a specified speed, with reference to a stop time calculation map (stop target time acquisition map) prepared in advance for each vehicle weight.
  • the stopping time (stopping target time) is calculated, which is the time it takes for the vehicle to stop.
  • the control gain is determined for the vehicle speed and the total braking torque using the speed-based control gain map 53. Therefore, subsequent changes in deceleration can be predicted from the vehicle speed and total braking torque. Therefore, the stop time calculation map sets the stop time in consideration of subsequent changes in acceleration.
  • the previous calculated time holding unit 72 holds the stopping time estimated in the previous control cycle, and when the vehicle speed becomes equal to or higher than the specified speed Z1 after the previously calculated stopping time becomes 0 or less, or when the estimated frictional braking force is If it becomes 0, forget the previous estimated time. Alternatively, the information may be forgotten when the estimated frictional braking force becomes less than or equal to a specified value or when the brake is depressed to a value greater than or equal to the specified value.
  • the comparator 73 calculates the stop time in the current control cycle by subtracting one control execution cycle time from the stop time estimated in the previous control cycle.
  • the first limiter 74 compares the stop time calculated by the stop time calculation unit 71 with the stop time calculated from the stop time estimated in the previous control cycle, which is the output of the comparator 73, and selects the smaller value. Output.
  • the second limiter 75 compares the output of the first limiter 74 with 0, and outputs the larger value as the final stop time.
  • FIG. 7 is a control block diagram of the control gain rate limiter 55 of the first embodiment.
  • the first signal switch 82 outputs the output value of the speed-based control gain map 53 when the stop judgment flag is cleared, and outputs 0 when the stop judgment flag is set.
  • the comparator 83 outputs a value obtained by subtracting the previous speed-based control gain from the output of the first signal switch 82.
  • the first limiter 84 compares the prescribed gain increase rate and the output value of the comparator 83, and outputs the smaller value.
  • the second signal switch 85 outputs a prescribed first stop determination gain reduction rate (first decrease slope) when the specified time elapsed flag is cleared, and when the specified time elapsed flag is set.
  • a predetermined second stop determination gain reduction rate (second reduction gradient) is output.
  • the second stop determination gain reduction rate is set to a larger value than the first stop determination gain reduction rate.
  • the third signal switch 86 outputs the gain reduction rate when the stop judgment flag is cleared, and outputs the output value of the second signal switch 85 (first stop judgment flag) when the stop judgment flag is set. (Gain reduction rate during judgment or Gain reduction rate during second stop judgment) is output.
  • the second limiter 87 compares the output value of the third signal switch 86 and the output value of the first limiter 84, and outputs the larger value.
  • the adder 88 outputs a value obtained by adding the previous speed-based control gain to the second limiter 87.
  • the third limiter 89 compares the output value of the adder 88 with 0, and outputs the larger value as the speed-based control gain.
  • the specified time, the gain reduction rate during the first stop judgment, and the gain reduction rate during the second stop judgment of the post-stop specified time elapse judgment unit 81 are not specified values, but vary depending on, for example, the outside temperature and the oil temperature of the suspension. It is also possible to have a configuration in which This is because the response characteristics of the suspension change depending on the suspension oil temperature, and as a result, even if the motor torque is increased, the time it takes for the vehicle's pitch angle to return due to braking will change, and the vehicle's pitch angle will change by the time the vehicle stops. This is because it may not be possible to set the value to 0 in time, which may cause a shock when the vehicle stops.
  • the motor torque can be applied for a longer period of time. This increases the amount of time it takes for the anti-squat force to occur, which lengthens the time it takes for the pitch angle to return to zero after the vehicle has stopped, thereby suppressing shock.
  • FIG. 8 shows, as a comparative example of Embodiment 1, that after a driving force is generated by anti-jerk control, when the vehicle speed becomes less than a specified speed, a stop judgment is made after a specified time has elapsed, and the generated driving force is reduced.
  • FIG. 2 is a time chart of vehicle speed, control gain, and rear motor torque when In this comparative example, anti-jerk control starts increasing rear motor torque (torque after addition) at time t1, but since the torque that balances the actual braking force is smaller than the estimated total braking torque, the vehicle speed is lower than the specified value. The braking distance is significantly increased without slowing down.
  • FIG. 9 is a time chart of vehicle speed, control gain, and rear motor torque in the anti-jerk control of the first embodiment.
  • the control gain is a value obtained by multiplying the output value of the acceleration-based control gain map 52 by the output value of the speed-based control gain map 53, but the upper limit of the increase rate and decrease rate of the speed-based control gain is the specified gain increase. rate or gain reduction rate.
  • the stop time calculated by the stop time calculation unit 71 becomes 0, so the control gain rate limit unit 55 switches the rate of the speed-based control gain from the reduction rate to the gain reduction rate during the first stop judgment. After the addition, the torque starts to decrease.
  • control gain rate limiter 55 determines that the rate of the speed-based control gain is higher than the gain reduction rate during the first stop judgment during the second stop judgment.
  • the gain reduction rate is switched and the torque after addition is reduced at a larger slope.
  • anti-jerk control ends.
  • the vehicle control device 17 of the first embodiment monitors the physical quantity related to the stopping target, and after starting to increase the rear motor torque by anti-jerk control, when the physical quantity related to the stopping target reaches the reference value, the rear motor Reduce torque.
  • the rear motor torque decreases when the stopping target reaches the reference value.
  • the physical quantity related to the stopping target is the stopping time until the vehicle stops.
  • the speed-based control gain which determines the rear motor torque, is set according to the vehicle speed and total braking torque, so changes in vehicle deceleration can be predicted from the current vehicle speed and total braking torque, and it is possible to stop the vehicle from the predicted deceleration change. It is possible to estimate the time.
  • the stop time is acquired based on a stop time calculation map prepared in advance, which inputs the vehicle speed and the total braking torque.
  • stopping time according to the vehicle speed and the total braking torque can be measured in advance through experiments or the like, by creating a map, it is possible to suppress the calculation load and shorten the calculation time.
  • a plurality of stopping time calculation maps are prepared in advance according to vehicle weight. Since stopping time depends on vehicle weight, by preparing a stopping time calculation map according to each vehicle weight, stopping time can be estimated more accurately regardless of vehicle weight.
  • the vehicle control device 17 When reducing the rear motor torque, the vehicle control device 17 outputs a control command so that the gradient of torque decrease gradually increases. Specifically, for a predetermined time (specified time), the rear motor torque is decreased at a rate of decrease during the first stop determination, and after the predetermined time is exceeded, the rear motor torque is decreased at a rate of decrease during the second stop determination that is greater than the rate of decrease during the first stop determination. Outputs a control command to reduce rear motor torque.
  • the motor speed is referred to as the vehicle speed at low speeds, so as shown in FIG. You can start reducing rear motor torque at the right time.
  • the previously calculated stopping time and the currently calculated stopping time are The stop time is determined by select row with the stop time. For this reason, there is a possibility that the torque starts to decrease earlier than the actual stop timing, and the effectiveness of the anti-jerk control decreases. Therefore, in the first embodiment, when the calculated stopping time becomes 0, the torque reduction rate is reduced for a predetermined period of time, and the reduction rate is increased after the predetermined period of time has elapsed, thereby reducing the torque earlier than the actual stopping timing. Even if anti-jerk control is started, it is possible to prevent the effectiveness of anti-jerk control from deteriorating.
  • Embodiment 2 Since the basic configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, only the parts that are different from the first embodiment will be explained.
  • the vehicle control system of Embodiment 2 aims to suppress unpleasant shaking of the vehicle when stopped and reduce occupant fatigue, and reduces the frictional braking force from the standard frictional braking force (reference frictional braking force).
  • the reference frictional braking force is an estimated frictional braking force estimated from the stroke amount of the brake pedal.
  • FIG. 12 is a control block diagram of the friction brake 3 according to the second embodiment.
  • Estimated frictional braking force correction gain calculation unit 92 calculates pad ⁇ (friction A final correction gain is calculated to correct the estimation error of the estimated frictional braking force due to the change in coefficient).
  • the method of calculating the final correction gain is the same as that of the estimated frictional braking force correction gain calculation unit 33 of the first embodiment, but the estimated frictional braking force correction gain calculation unit 92 further takes into account errors caused by disturbances to estimate the estimated frictional braking force. Calculate the power correction gain.
  • the total braking torque calculation unit 93 calculates the total braking torque based on the estimated frictional braking force, running resistance, slope resistance, disturbance, and final correction gain.
  • FIG. 13 is a control block diagram of the total braking torque calculation unit 93 of the second embodiment.
  • the third adder 101 adds the torque equivalent to the disturbance to the value obtained by adding the torque equivalent to the slope resistance and the torque equivalent to the running resistance to the corrected estimated friction braking torque.
  • the subtractive braking force calculation unit 94 calculates the subtractive braking force based on the estimated frictional braking force, disturbance, driver requested torque, and final correction gain.
  • FIG. 14 is a control block diagram of the subtractive braking force calculation unit 94 of the fourth embodiment.
  • the comparator 111 subtracts the slope resistance from the braking/driving force equivalent to the driver's requested torque, and calculates the braking/driving force equivalent to the driver's requested torque with the gradient resistance taken into account.
  • the absolute value calculation unit 112 calculates the absolute value of the output of the comparator 111.
  • Multiplier 113 divides the output of absolute value calculation unit 112 by the final correction gain to calculate the absolute driving force value corresponding to the corrected driver requested torque.
  • the comparator 114 subtracts the absolute value of the driving force corresponding to the corrected driver requested torque from the estimated frictional braking force.
  • the limiter 115 compares a value obtained by subtracting the absolute value of the driving force corresponding to the corrected driver requested torque from the estimated frictional braking force with 0, and outputs the larger value as the subtracted braking force.
  • Multiplier 95 multiplies the subtraction braking force by the control gain to calculate the subtraction braking force after multiplication by the control gain.
  • the comparator 96 subtracts the subtracted braking force after multiplication of the control gain from the estimated frictional braking force to calculate the subtracted friction braking force.
  • the brake control device 18 sets the subtracted friction braking torque, which is the torque conversion value of the subtracted friction braking force, as the target friction braking torque.
  • FIG. 15 is a time chart of vehicle speed, control gain, and rear motor torque in anti-jerk control according to the second embodiment.
  • the vehicle speed has decreased to the anti-jerk control intervention speed, so the post-subtraction braking torque begins to decrease.
  • the stop time calculated by the stop time calculation section 71 becomes 0, so the control gain rate limit section 55 switches the rate of the speed-based control gain from the reduction rate to the first stop judgment reduction rate. , after subtraction the friction braking torque starts to increase.
  • the control gain rate limiter 55 determines that the rate of the speed-based control gain is higher than the gain reduction rate during the second stop judgment, which is greater than the gain reduction rate during the first stop judgment.
  • the gain is switched to a decreasing rate, and after the subtraction the friction braking torque increases with a larger slope.
  • anti-jerk control ends.
  • the vehicle control device 17 of the second embodiment monitors the stoppage time, starts reducing the frictional braking torque by anti-jerk control, and then increases the frictional braking torque when the stoppage time becomes 0.
  • the friction braking torque is increased at a rate of decrease during the first stop determination for a predetermined time (specified time), and after the predetermined time is exceeded, the friction braking torque is increased at a rate of decrease during the second stop determination that is greater than the rate of decrease during the first stop determination.
  • the present invention is not limited to the configuration of the embodiments, and design changes may be made within the scope of the gist of the invention. are also included in the present invention.
  • an example is shown in which the present invention is applied to a rear-wheel drive electric vehicle, but it may also be applied to a front-wheel drive electric vehicle or a four-wheel drive electric vehicle.
  • the vehicle is not limited to an electric vehicle, and may be a vehicle equipped with an internal combustion engine, or a hybrid vehicle that can run using both an engine and a motor.
  • the structure when the vehicle is stopped using a friction brake, the structure is such that torque can be applied from the drive source side within the range where the vehicle can be stopped, or within the range where braking force is applied between the drive wheels and the road surface, or the friction brake is used. Any configuration that can reduce this may be used.
  • the estimated frictional braking force is input, but since the braking force and braking torque are values that can be converted using vehicle parameters such as the effective radius of the tire, the estimated frictional braking torque may also be input.
  • the effective radius of is not a prescribed value but may be estimated.
  • the output is output as a driving torque, but similarly to the relationship between braking force and braking torque, the driving force may be a value that can be converted by the tire effective radius, or it may be a value that can be converted using a tire effective radius, or a vehicle parameter such as vehicle weight may be used. It may also be the longitudinal acceleration or longitudinal jerk that is converted.
  • the output is a frictional braking force, but since it is a value that can be converted using vehicle parameters such as the effective radius of tires, a frictional braking torque may be output, or a vehicle parameter such as vehicle weight may be output. It may be the longitudinal acceleration or the longitudinal jerk that is converted using this method.
  • a speed-based control gain map may be prepared for each vehicle weight, and an appropriate map may be selected.
  • the physical quantity related to the stopping target is not limited to the time it takes for the vehicle to stop, but may also be distance or speed.
  • the vehicle weight may be detected by a sensor such as a suspension height sensor, or may be estimated.
  • the brake pad temperature may be obtained by acquiring the brake pad temperature using a sensor, or by estimating changes in pad temperature at each time.
  • the disturbance may be estimated by detecting the roughness of the road surface using a stereo camera or the like.
  • a configuration may be adopted in which the state of the road surface is detected using a stereo camera or the like, and if it is assumed that disturbances will increase due to the road surface, the braking force is started to be removed earlier than intervening with the original braking torque.
  • the present invention is not limited to the embodiments described above, and includes various modifications.
  • the above-described embodiments have been described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and the present invention is not necessarily limited to having all the configurations described.

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  • Control Of Driving Devices And Active Controlling Of Vehicle (AREA)

Abstract

電動車両を減速させる際に、リアモータによって駆動力を増加させ、停車時間が0になるときに、リアモータによって増加させた駆動力を減少させるための制御指令を出力する。

Description

車両制御装置、車両制御方法および車両制御システム
　本発明は、車両制御装置、車両制御方法および車両制御システムに関する。
　特許文献１には、車両停車間際のピッチング変動の抑制を狙いとし、車両速度に関する物理量と、車両を減速させるために必要な要求制動力に関する物理量とを取得し、要求制動力に関する物理量に基づいて車両を減速させる際、摩擦制動力が発生している状態で、駆動装置によって駆動力を発生させる技術が開示されている。
特開2022-056583号公報
　しかしながら、上記従来の車両制御装置にあっては、駆動力を発生させた後に、車両速度が規定速度以下になった後、規定時間が経過すると停車判断をし、発生させた駆動力を低下させているため、実際に車両に発生している実制動力が推定した総制動力よりも小さい場合には、制動距離が増大するおそれがあった。
　本発明の目的の一つは、車両停車の際のピッチング変動の抑制と、制動距離増大の抑制とを両立できる車両制御装置、車両制御方法および車両制御システムを提供することにある。
　本発明の一実施形態における車両制御装置は、駆動装置によって駆動力を増加させ、停車目標に関する物理量が基準値になるときに、駆動装置によって増加させた駆動力を減少させるための制御指令を出力する。
　本発明の一実施形態によれば、車両停止の際のピッチング変動の抑制と、制動距離増大の抑制とを両立できる。
実施形態１の車両制御システムを備えた電動車両1の概略図である。 実施形態１のリアモータ7の制御ブロック図である。 実施形態１の総制動トルク算出部34の制御ブロック図である。 実施形態１の制御ゲイン算出部35の制御ブロック図である。 実施形態１の加算トルク算出部37の制御ブロック図である。 実施形態１の停車判断部54の制御ブロック図である。 実施形態１の制御ゲインレートリミット部55の制御ブロック図である。 比較例における車両速度、制御ゲインおよびリアモータトルクのタイムチャートである。 実施形態１のアンチジャーク制御における車両速度、制御ゲインおよびリアモータトルクのタイムチャートである。 想定した制動状態におけるモータ速度と停車時間のタイムチャートである。 モータ振動がある場合のモータ速度と停車時間のタイムチャートである。 実施形態２の摩擦ブレーキ3の制御ブロック図である。 実施形態２の総制動トルク算出部93の制御ブロック図である。 実施形態２の減算制動力算出部94の制御ブロック図である。 実施形態２のアンチジャーク制御における車両速度、制御ゲインおよびリアモータトルクのタイムチャートである。
　〔実施形態１〕
　図１は、実施形態１の車両制御システムを備えた電動車両1の概略図である。
　電動車両1は、前輪2FL,2FRと後輪2RL,2RRと、各輪に設けられ車輪に摩擦制動力を発生させる摩擦ブレーキ（摩擦制動装置）3FL,3FR,3RL,3RR（以下、各輪の摩擦ブレーキを総称して摩擦ブレーキ3とも記載する。）を有する。
　電動車両1は、後輪2RL,2RRにトルクを出力するリアモータ（駆動装置）7を有する。なお、後輪2RL,2RRを総称して駆動輪2とも記載する。リアモータ7および後輪2RL,2RR間の動力伝達は、減速機8、ディファレンシャル10およびリア車軸6RL,6RRを介して行われる。
　各車輪2FL,2FR,2RL,2RRは、車輪速を検出する車輪速センサ11FR,11FL,11RL,11RRを有する。リアモータ7は、モータ速度（モータ回転数）を検出する後輪用レゾルバ13を有する。また、電動車両1は、車両の前後方向加速度（以下、単に加速度とも言う。）を検出するGセンサ5を有する。
　摩擦ブレーキ3は、各輪と一体に回転するブレーキロータに対し、各輪の回転軸方向にブレーキパッドを押し付けて摩擦力により制動力を発生させる。実施形態１の摩擦ブレーキ3は、ブレーキ液圧により作動するホイルシリンダによってブレーキパッドを押し付ける構成について説明するが、電動モータにより駆動するボールねじ機構等を介してブレーキパッドを押し付ける構成としても良く、特に限定しない。
　電動車両1は、低電圧バッテリ14および高電圧バッテリ15を有する。低電圧バッテリ14は、例えば鉛蓄電池である。高電圧バッテリ15は、例えばリチウムイオン電池またはニッケル水素電池である。高電圧バッテリ15は、DC-DCコンバータ16により昇圧された電力により充電される。
　電動車両1は、車両制御装置（コントロール部）17、ブレーキ制御装置18、リアモータ制御装置20およびバッテリ制御装置19を有する。各制御装置17,18,20は、CANバス21を介してお互いに情報を共有する。
　車両制御装置17は、後輪用レゾルバ13、アクセル操作量を検出するアクセルペダルセンサ22、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ23、ギヤ位置センサ24等の各種センサから情報を取得し、車両の統合制御を行う。車両制御装置17は、運転者のアクセル操作やブレーキ操作等に応じた要求トルクに対し、要求配分トルクに応じてリアモータ7が出力すべき運転者要求トルクを出力する。
　ブレーキ制御装置18は、ブレーキセンサ23等の各種センサから情報を取得して車両の目標制動力のトルク換算値である目標制動トルクを設定し、目標制動トルクに応じて各輪に必要なブレーキ液圧を発生させ、油圧配管18aを通して摩擦ブレーキ3に出力する。
　バッテリ制御装置19は、高電圧バッテリ15の充放電状態および高電圧バッテリ15を構成する単電池セルを監視する。バッテリ制御装置19は、高電圧バッテリ15の充放電状態等に基づいて、バッテリ要求トルク制限値を算出する。バッテリ要求トルク制限値は、リアモータ7において許容する最大トルクである。例えば高電圧バッテリ15の充電量が低下しているときには、通常よりもバッテリ要求トルク制限値を小さな値に設定する。
　リアモータ制御装置20は、リア要求トルクに基づいてリアモータ7に供給する電力を制御する。
　実施形態１の電動車両1では、停車時の不快な車両の揺れを抑制し、乗員の疲労を軽減することを狙いとし、停車時に実際に車両に発生している制動トルクを推定した総制動トルク相当の駆動トルクをリアモータ7で出力するアンチジャーク制御を実施する。これにより、一定のブレーキ操作量での停車時に生じる前後ジャーク（加加速度）を、アンチジャーク制御無しの場合と比べて68%程度低減できる。つまり、巧みなブレーキ操作無しでも、滑らかな停車を実現できる。
　図２は、実施形態１のリアモータ7の制御ブロック図である。
　運転者要求トルク算出部31は、アクセル操作量と車両速度から運転者要求トルクを算出する。車輪速度は、各車輪速センサ11FR,11FL,11RL,11RRにより検出された各車輪速から適宜任意の方法で求めるが、低速では後輪用レゾルバ13により検出されたモータ速度を参照して求める。
　勾配抵抗算出部32は、車両速度、Gセンサ値および車両重量に基づき、路面勾配によって車両に作用する抵抗である勾配抵抗を算出する。具体的には、車両速度の微分値とGセンサ値との偏差から勾配により発生した推定勾配加速度を求め、勾配により発生した推定勾配加速度と車両重量から勾配抵抗を算出する。
　推定摩擦制動力補正ゲイン算出部33は、Gセンサ値、車両速度、推定摩擦制動力、走行抵抗、車両重量、モータトルクおよびブレーキパッド温度に基づき、パッドμ（摩擦係数）変化に伴う推定摩擦制動力の推定誤差を補正するための最終補正ゲインを算出する。温度変化や湿度変化等によりパッドμが変化すると、実際にブレーキにより車両へ発生する制動力に対し、推定摩擦制動力にずれが生じる。そこで、パッドμを推定し、パッドμのノミナル値に対する推定パッドμの誤差を打ち消すために推定摩擦制動力（のトルク換算値）を補正するゲインを算出する。
　推定摩擦制動力は、各輪の推定摩擦制動力の総和として求める。各輪の推定摩擦制動力Biは、下記の式(1)を用いて算出する。
　各輪の推定摩擦制動力Bi＝ブレーキ液圧×シリンダ面積×ブレーキ有効半径×パッドμ（ノミナル値）　…(1)
　ここで、パッドμのノミナル値は、一度設定したら走行中は変更しない。ノミナル値は、ブレーキパッドの温度－μ特性を予めマップとして取得しておき、マップを参照して設定する。ノミナル値を算出する際のブレーキパッドの温度は、走行開始時の外気温度でもよいし、予め規定した温度（例えば、20℃）を用いてもよい。
　走行抵抗は、予め車両重量や車両速度の変化に対する走行抵抗の変化を取得しそれを基に算出してもよいし、推定されてもよい。
　推定摩擦制動力はブレーキ液圧からではなく運転者のブレーキペダルのストローク量から推定されてもよい。
　総制動トルク算出部34は、走行抵抗、推定摩擦制動力、勾配抵抗および最終補正ゲインに基づき、総制動トルクを算出する。図３は、実施形態１の総制動トルク算出部34の制御ブロック図である。制動力トルク変換部41は、推定摩擦制動力を推定摩擦制動トルクに変換する。乗算器42は、推定摩擦制動トルクに最終補正ゲインを乗じて、ブレーキパッドのμ変化に伴う推定誤差を補正した補正後推定摩擦制動トルクを算出する。第１加算器43および第２加算器44は、補正後推定摩擦制動トルクに勾配抵抗相当のトルクおよび走行抵抗相当のトルクを加算する。リミッタ45は、補正後推定摩擦制動トルクに勾配抵抗相当のトルクおよび走行抵抗相当のトルクを加算した値と、0とを比較し、値の大きな方を総制動トルクとして出力する。
　制御ゲイン算出部35は、車両速度、総制動トルク、車両重量および推定摩擦制動力に基づき、制御ゲインを算出する。図４は、実施形態１の制御ゲイン算出部35の制御ブロック図である。加速度推定値算出部51は、車両速度を微分して加速度を算出する。加速度ベース制御ゲインマップ52は、加速度に応じた加速度ベース制御ゲインを設定する。加速度ベース制御ゲインマップ52では、絶対値として既定値x2(G)よりも小さな減速度の場合には、加速度ベース制御ゲインを1(100%)とする一方、絶対値として既定値x2(G)以上の減速度が生じる場合には、減速度の絶対値が大きいほど、加速度ベース制御ゲインを徐々に小さくする。加速度ベース制御ゲインの最小値は、0(0%)とする。これにより、急制動時にトルクが加算されることを回避できる。なお、急制動時には、ピッチング方向の振動を抑制することよりも制動力を確保することが望ましいのは言うまでもない。
　速度ベース制御ゲインマップ53は、車両速度および総制動トルクに応じた３次元マップに基づき速度ベース制御ゲインを設定する。速度ベース制御ゲインは、総制動トルクが0付近の所定領域のみ総制動トルクが小さくなるに従って、線形的に小さくなり、所定領域を超える大部分の領域では、最大値1となる特性を有する。なお、最大値は1以外の正の値としてもよい。また、速度ベース制御ゲインは、車両速度が小さくなるに従って、線形的に大きくなるように設定されている。さらに、速度ベース制御ゲインは、総制動トルクが大きくなるに従って、値が0から立ち上がる車両速度（ゲイン増加開始速度）が大きくなるように設定されている。すなわち、速度ベース制御ゲインは、総制動トルクが大きくなるに従って、アンチジャーク制御指令を介入させる車両速度（アンチジャーク制御による駆動力の発生を開始する車両速度）が大きくなる特性を有する。
　停車判断部54は、車両速度、総制動トルク、車両重量および推定摩擦制動力を入力し、停車時間が0以外の場合に停車判断フラグをクリア(=0)し、停車時間が0となった場合に停車判断フラグをセット(=1)する。停車判断部54の詳細については後述する。
　制御ゲインレートリミット部55は、速度ベース制御ゲインの増加側と減少側の変化速度を制限する。また、停車判断フラグがセット(=1)された場合には、それまで使用していた減少側の変化速度制限値を変更する。制御ゲインレートリミット部55の詳細については後述する。
　乗算器56は、加速度ベース制御ゲインに速度ベース制御ゲインを乗じた値を最終的な制御ゲインとして出力する。
　図２に戻り、乗算器36は、制御ゲインを総制動トルクに乗じて、制御ゲイン乗算後総制動トルクを算出する。
　加算トルク算出部37は、運転者要求トルクおよび制御ゲイン乗算後総制動トルクに基づき、アンチジャーク制御トルクとしての加算トルクを算出する。図５は、実施形態１の加算トルク算出部37の制御ブロック図である。リミッタ61は運転者要求トルクと0とを比較し、値の大きな方を出力する。比較器62は、制御ゲイン乗算後総制動トルクからリミッタ61の出力を減じる。リミッタ63は、比較器62の出力と、0とを比較し、値の大きな方を加算トルクとして出力する。
　加算器38は、運転者要求トルクに加算トルクを加えた加算後トルクをリア要求トルクとする。
　図６は、実施形態１の停車判断部54の制御ブロック図である。
　停車時間算出部71は、規定速度以下において、車両速度および総制動トルクに基づき、車両重量毎に予め準備された停車時間算出マップ（停車目標時間取得マップ）を参照して、各制御サイクルにおいて車両が停車するまでの時間である停車時間（停車目標時間）を算出する。ここで、実施形態１のアンチジャーク制御では、速度ベース制御ゲインマップ53により、車両速度と総制動トルクに対して制御ゲインを決定している。このため、車両速度および総制動トルクからその後の減速度変化を予測できる。よって、停車時間算出マップは、その後の加速度変化を加味した停車時間を設定したものである。
　前回算出時間保持部72は、前回の制御サイクルで推定した停車時間を保持し、前回算出した停車時間が0以下となった後に車両速度が規定速度Z1以上になった場合や推定摩擦制動力が0となった場合に前回推定時間を忘却する。また、推定摩擦制動力が規定値以下となった場合や、規定値以上にブレーキを踏み戻された場合に忘却する構成としてもよい。
　比較器73は、前回の制御サイクルで推定した停車時間から１制御実行サイクル時間を減じて、今回の制御サイクルにおける停車時間を算出する。
　第１リミッタ74は、停車時間算出部71により算出された停車時間と、比較器73の出力である前回の制御サイクルで推定した停車時間から算出した停車時間と、を比較し、値の小さな方を出力する。
　第２リミッタ75は、第１リミッタ74の出力と、0とを比較し、値の大きな方を最終的な停車時間として出力する。
　停車フラグ設定部76は、最終的な停車時間が0以外の場合には停車判断フラグをクリア(=0)し、最終的な停車時間が0となった場合に停車判断フラグをセット(=1)する。
　また、停車判断フラグのクリアとセットのタイミングは停車までの時間が0となったタイミングではなく、規定値以下でセットし、規定値以上でクリアするようにしてもよい。
　図７は、実施形態１の制御ゲインレートリミット部55の制御ブロック図である。
　停車後規定時間経過判断部81は、停車判断グラグがセットされた後の経過時間を算出し、規定時間が経過していない場合には規定時間経過フラグをクリア(=0)し、規定時間を経過した場合には規定時間経過フラグをセット(=1)する。第１信号切り替え器82は、停車判断フラグがクリアされている場合には速度ベース制御ゲインマップ53の出力値を出力し、停車判断フラグがセットされている場合には0を出力する。比較器83は、第１信号切り替え器82の出力から前回の速度ベース制御ゲインを減じた値を出力する。第１リミッタ84は、規定のゲイン増加レートと比較器83の出力値とを比較し、値の小さな方を出力する。第２信号切り替え器85は、規定時間経過フラグがクリアされている場合には規定の第１停車判断中ゲイン減少レート（第１減少勾配）を出力し、規定時間経過フラグがセットされている場合には規定の第２停車判断中ゲイン減少レート（第２減少勾配）を出力する。第２停車判断中ゲイン減少レートは、第１停車判断中ゲイン減少レートよりも大きな値に設定されている。
　第３信号切り替え器86は、停車判断フラグがクリアされている場合にはゲイン減少レートを出力し、停車判断フラグがセットされている場合には第２信号切り替え器85の出力値（第１停車判断中ゲイン減少レートまたは第２停車判断中ゲイン減少レート）を出力する。第２リミッタ87は、第３信号切り替え器86の出力値と、第１リミッタ84の出力値とを比較し、値の大きい方を出力する。加算器88は、第２リミッタ87に前回の速度ベース制御ゲインを加えた値を出力する。第３リミッタ89は、加算器88の出力値と、0とを比較し、値の大きい方を速度ベース制御ゲインとして出力する。
　ここで、停車後規定時間経過判断部81の規定時間、第１停車判断中ゲイン減少レートおよび第２停車判断中ゲイン減少レートは、規定値ではなく、例えば外気温やサスペンションの油温等により変化する構成としてもよい。これは、サスペンションのオイル温度によりサスペンションの応答特性が変化するためであり、これによりモータトルクを増加させたとしても制動により発生した車両のピッチ角の戻り時間が変化し停車までに車両のピッチ角を0にすることが間に合わず、停車時にショックが出るおそれがあるためである。そこで、ピッチ角が戻しにくい低温時等には規定経過時間を長くしたり、ゲイン減少レートを低下したりすることにより(第１停車判断中ゲイン減少レートを0とし、ゲインを規定時間保持してもよい)、モータトルクを長めに掛けられる。これにより、アンチスクウォート力が発生する時間が長くなることで、停車後にピッチ角が0に戻るまでの時間を長くし、ショックを抑制できる。
　次に、実施形態１の作用効果を説明する。
　図８は、実施形態１の比較例として、アンチジャーク制御により駆動力を発生させた後、車両速度が規定速度以下になると、規定時間経過後に停車判断をして、発生させた駆動力を低下させた場合、車両速度、制御ゲインおよびリアモータトルクのタイムチャートである。この比較例では、時刻t1でアンチジャーク制御によるリアモータトルクの増加（加算後トルク）を開始しているが、実制動力に釣り合うトルクが推定した総制動トルクよりも小さいため、車両速度が規定速度まで低下せず、制動距離が大幅に増大している。
　図９は、実施形態１のアンチジャーク制御における車両速度、制御ゲインおよびリアモータトルクのタイムチャートである。
　時刻t1では、車両速度がアンチジャーク制御介入速度まで低下したため、加算後トルクが立ち上がる。制御ゲインは、加速度ベース制御ゲインマップ52の出力値と速度ベース制御ゲインマップ53の出力値とを乗じた値となるが、速度ベース制御ゲインの増加レートおよび減少レートの上限は、規定のゲイン増加レートまたはゲイン減少レートに制限される。
　時刻t2では、停車時間算出部71で算出された停車時間が0となったため、制御ゲインレートリミット部55において、速度ベース制御ゲインのレートは、減少レートから第１停車判断中ゲイン減少レートに切り替えられ、加算後トルクは減少を開始する。
　時刻t3では、停車時間が0となってから規定時間が経過したため、制御ゲインレートリミット部55において、速度ベース制御ゲインのレートは、第１停車判断中ゲイン減少レートよりも大きな第２停車判断中ゲイン減少レートに切り替えられ、加算後トルクはより大きな勾配で減少する。
　時刻t4では、アンチジャーク制御を終了する。
　以上のように、実施形態１の車両制御装置17は、停車目標に関する物理量を監視し、アンチジャーク制御によるリアモータトルクの増加を開始後、停車目標に関する物理量が基準値になるときに、リアモータトルクを低下させる。これにより、実制動力が推定した総制動トルク相当の力よりも小さい場合や、勾配推定に誤差がある場合であっても、停車目標が基準値に達するとリアモータトルクが低下する。この結果、車両停止の際のピッチング変動を抑制しつつ、制動距離が大幅に増大するのを抑制できる。つまり、実施形態１の車両制御装置17にあっては、車両停車の際のピッチング変動の抑制と、制動距離増大の抑制とを両立できる。
　実施形態１では、停車目標に関する物理量を、車両が停車するまでの停車時間としている。リアモータトルクを決める速度ベース制御ゲインは、車両速度および総制動トルクに応じて設定されるため、現在の車両速度および総制動トルクから車両の減速度変化を予測でき、予測した減速度変化から停車時間を推定可能である。
　ここで、停車前にリアモータトルクの低下を開始すると、ピッチング変動を効果的に抑制できないおそれがある。一方、リアモータトルクの低下開始タイミングが車両速度により決定される場合には、制動距離が増大するおそれがある。これに対し、実施形態１では、停車するまでにかかる時間を推定し、推定した停車までの時間が0となったタイミング(停車すると考えられるタイミング)でリアモータトルクが低下を開始することで、ピッチング変動の抑制と制動距離増大の抑制との両立を効果的に実現できる。
　実施形態１では、車両速度および総制動トルクを入力とする、予め準備された停車時間算出マップに基づいて停車時間を取得する。車両速度および総制動トルクに応じた停車時間は実験等により予め実測可能であるから、マップ化しておくことで演算負荷の抑制および演算時間の短縮化を図れる。
　停車時間算出マップは、車両重量に応じて予め複数準備されている。停車時間は車両重量に依存するため、各車両重量に応じた停車時間算出マップを準備することにより、車両重量に依らず停車時間をより正確に推定できる。
　車両制御装置17は、リアモータトルクを減少させるときに、トルクの減少勾配が徐々に大きくなるように制御指令を出力する。具体的には、所定時間（規定時間）は第１停車判断中減少レートでリアモータトルクを減少させ、所定時間を超えたら第１停車判断中減少レートよりも大きい第２停車判断中減少レートでリアモータトルクを減少させる制御指令を出力する。ここで、実施形態１では、低速時に車両速度としてモータ速度を参照しているため、図１０に示すように、想定した制動状態の場合、モータ速度と目標速度の停車タイミングは一致し、最適なタイミングでリアモータトルクの減少を開始できる。一方、図１１のようにモータ振動がある場合に、モータ振動と実際の車両速度変化を判別するのは困難である。実施形態１では、モータ振動に起因して、実際の速度よりも高い車両速度に対応するモータ速度が検出された場合、制動距離の増大を抑制するために、前回算出した停車時間と今回算出した停車時間とのセレクトローにより停車時間を求めている。このため、実際の停車タイミングよりも早くトルクの減少が開始し、アンチジャーク制御の効果が低下するおそれがある。そこで、実施形態１では、算出した停車時間が0になると、所定時間はトルクの減少レートを小さくし、所定時間経過後に減少レートを大きくすることにより、実際の停車タイミングよりも早くトルクの減少を開始した場合であっても、アンチジャーク制御の効果が低下するのを抑制できる。
　〔実施形態２〕
　実施形態２の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
　実施形態２の車両制御システムでは、停車時の不快な車両の揺れを抑制し、乗員の疲労を軽減することを狙いとし、基準となる摩擦制動力（基準摩擦制動力）から摩擦制動力を減少させるアンチジャーク制御を実施する。ここで、基準摩擦制動力はブレーキペダルのストローク量より推定した推定摩擦制動力である。
　図１２は、実施形態２の摩擦ブレーキ3の制御ブロック図である。
　外乱推定部91は、勾配抵抗、運転者要求トルク、Gセンサ値、走行抵抗および車両重量に基づき、外乱を推定する。外乱は、基本的にはブレーキを使用していないときに下記の式(2)を用いて推定する。
外乱＝Gセンサ値×車両重量－運転者要求トルク相当の制駆動力－勾配抵抗－走行抵抗　…(2)
　なお、推定摩擦制動力が非常に小さい場合など、パッドμ変化の影響が小さい場合にも推定する構成としてもよい。
　推定摩擦制動力補正ゲイン算出部92は、外乱、Gセンサ値、走行抵抗、車両速度、推定摩擦制動力（基準摩擦制動力）、車両重量、モータトルクおよびブレーキパッド温度に基づき、パッドμ（摩擦係数）変化に伴う推定摩擦制動力の推定誤差を補正するための最終補正ゲインを算出する。最終補正ゲインの算出方法は、実施形態１の推定摩擦制動力補正ゲイン算出部33と同様であるが、推定摩擦制動力補正ゲイン算出部92では、さらに外乱に伴う誤差も加味して推定摩擦制動力補正ゲインを算出する。
　総制動トルク算出部93は、推定摩擦制動力、走行抵抗、勾配抵抗、外乱および最終補正ゲインに基づき、総制動トルクを算出する。図１３は、実施形態２の総制動トルク算出部93の制御ブロック図である。第３加算器101は、補正後推定摩擦制動トルクに勾配抵抗相当のトルクおよび走行抵抗相当のトルクを加算した値に対し、外乱相当のトルクを加算する。
　減算制動力算出部94は、推定摩擦制動力、外乱、運転者要求トルクおよび最終補正ゲインに基づき、減算制動力を算出する。図１４は、実施形態４の減算制動力算出部94の制御ブロック図である。比較器111は、運転者要求トルク相当の制駆動力から勾配抵抗を減算し、勾配抵抗を加味した運転者要求トルク相当の制駆動力を算出する。絶対値算出部112では比較器111の出力の絶対値を算出する。乗算器113は、絶対値算出部112の出力を最終補正ゲインで除して、補正後運転者要求トルク相当の駆動力絶対値を算出する。比較器114は、推定摩擦制動力から補正後運転者要求トルク相当の駆動力絶対値を減算する。リミッタ115は、推定摩擦制動力から補正後運転者要求トルク相当の駆動力絶対値を減じた値と、0とを比較し、値の大きな方を減算制動力として出力する。
　乗算器95は、制御ゲインを減算制動力に乗じて、制御ゲイン乗算後減算制動力を算出する。比較器96は、推定摩擦制動力から制御ゲイン乗算後減算制動力を減じて減算後摩擦制動力を算出する。ブレーキ制御装置18は、減算後摩擦制動力のトルク換算値である減算後摩擦制動トルクを目標摩擦制動トルクとする。
　次に、実施形態２の作用効果を説明する。
　図１５は、実施形態２のアンチジャーク制御における車両速度、制御ゲインおよびリアモータトルクのタイムチャートである。
　時刻t1では、車両速度がアンチジャーク制御介入速度まで低下したため、減算後制動トルクが減少を開始する。
　時刻t2では、停車時間算出部71で算出された停車時間が0となったため、制御ゲインレートリミット部55において、速度ベース制御ゲインのレートは、減少レートから第１停車判断中減少レートに切り替えられ、減算後摩擦制動トルクは増加を開始する。
　時刻t3では、停車時間が0となってから規定時間が経過したため、制御ゲインレートリミット部55において、速度ベース制御ゲインのレートは、第１停車判断中ゲイン減少レートよりも大きな第２停車判断中ゲイン減少レートに切り替えられ、減算後摩擦制動トルクはより大きな勾配で増加する。
　時刻t4では、アンチジャーク制御を終了する。
　以上のように、実施形態２の車両制御装置17は、停車時間を監視し、アンチジャーク制御による摩擦制動トルクの減少を開始後、停車時間が0になるときに、摩擦制動トルクを増加させる。このとき、所定時間（規定時間）は第１停車判断中減少レートで摩擦制動トルクを増加させ、所定時間を超えたら第１停車判断中減少レートよりも大きい第２停車判断中減少レートで摩擦制動トルクを増加させる制御指令を出力する。これにより、実施形態１と同様、車両停車の際のピッチング変動の抑制と、制動距離増大の抑制とを両立できる。
　〔他の実施形態〕
　以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
　実施形態では、後輪駆動の電動車両に本発明を適用した例を示したが、前輪駆動の電動車両や四輪駆動の電動車両でもよい。また、電動車両に限らず、内燃機関であるエンジンを備えた車両や、エンジンとモータの両方を用いて走行可能なハイブリッド車両であってもよい。すなわち、摩擦ブレーキを用いた車両停止時に、車両が停止可能な範囲で、もしくは駆動輪と路面との間に制動力が働く範囲で、駆動源側からトルクを付与可能な構成、または摩擦ブレーキを低減可能な構成であればよい。
　実施形態では推定摩擦制動力を入力としているが、制動力と制動トルクはタイヤの有効半径等の車両パラメータにより換算可能な値であるため、推定摩擦制動トルクが入力されても良く、このときタイヤの有効半径は規定値ではなく推定されてもよい。
　また実施形態１では出力を駆動トルクとして出力しているが、制動力と制動トルクの関係と同様にタイヤ有効半径により換算可能な値である駆動力でもよいし、車両重量等の車両パラメータを用いて換算される前後加速度や、前後加加速度でもよい。
　また、実施形態２において出力は摩擦制動力としているが、タイヤの有効半径等の車両パラメータにより換算可能な値であるため、摩擦制動トルクが出力されてもよいし、車両重量等の車両パラメータを用いて換算される前後加速度や、前後加加速度でもよい。
　実施形態１－２において、速度ベース制御ゲインマップは車両重量毎に速度ベース制御ゲインマップを用意し、適切なマップを選択する構成としてもよい。
　停車目標に関する物理量は、車両が停車するまでの時間に限らず、距離や速度としてもよい。
　車両重量は、サスペンションのハイトセンサのようなセンサで検出してもよいし、推定してもよい。
　ブレーキパッド温度は、ブレーキパッドの温度をセンサにより取得してもよいし、時刻毎のパッド温度変化を推定してもよい。
　実施形態２において、ステレオカメラ等から路面の荒れ具合を検出して、外乱を推定してもよい。また、ステレオカメラ等で路面の状態を検出し、路面により外乱が増加することが想定される場合には、本来の制動トルクで介入するよりも早く制動力を抜き始める構成としてもよい。
　なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
　本願は、２０２２年９月１日付出願の日本国特許出願第２０２２－１３８９１１号に基づく優先権を主張する。２０２２年９月１日付出願の日本国特許出願第２０２２－１３８９１１号の明細書、特許請求の範囲、図面、および要約書を含む全開示内容は、参照により本願に全体として組み込まれる。
1…電動車両（車両）、3…摩擦ブレーキ（摩擦制動装置）、7…リアモータ（駆動装置）、17…車両制御装置（コントロール部）

Claims (11)

  1. 　車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動装置と、前記車両に駆動力を発生させる駆動装置と、を有する前記車両に備えられる車両制御装置であって、
    　入力された情報に基づいて演算した結果を出力するコントロール部を備え、
    　前記コントロール部は、
    　前記車両の速度に関する物理量を取得し、
    　前記車両を減速させるための総制動力に関する物理量を取得し、
    　前記車両の速度に関する物理量と、前記総制動力に関する物理量と、に基づいて前記車両の停車目標に関する物理量を取得し、
    　前記総制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させる際に、
    　　前記駆動装置によって駆動力を増加させ、前記停車目標に関する物理量が基準値になるときに、前記駆動装置によって増加させた駆動力を減少させるための制御指令を出力する、
    　　または、
    　　前記摩擦制動装置によって基準摩擦制動力から摩擦制動力を減少させ、前記停車目標に関する物理量が前記基準値になるときに、前記摩擦制動装置によって減少させた摩擦制動力を増加させるための制御指令を出力する、
    　車両制御装置。
  2. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記総制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させる際に、
    　前記駆動装置によって駆動力を増加させ、前記停車目標に関する物理量が前記基準値になるときに、前記駆動装置によって増加させた駆動力を減少させるための前記制御指令を出力する、
    　車両制御装置。
  3. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記停車目標に関する物理量は、前記車両が停車するまでの停車目標時間である、
    　車両制御装置。
  4. 　請求項３に記載の車両制御装置であって、
    　前記停車目標時間がゼロになるときを前記基準値とする、
    　車両制御装置。
  5. 　請求項４に記載の車両制御装置であって、
    　前記停車目標時間は、
    　前記車両の速度に関する物理量および前記総制動力に関する物理量を入力とする、予め準備された停車目標時間取得マップに基づいて取得される、
    　車両制御装置。
  6. 　請求項５に記載の車両制御装置であって、
    　前記停車目標時間取得マップは、前記車両の重量に応じて予め複数準備されている、
    　車両制御装置。
  7. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記駆動装置によって増加させた駆動力を減少させるときに、駆動力の減少勾配が徐々に大きくなるように前記制御指令を出力する、
    　または、
    　前記摩擦制動装置によって減少させた摩擦制動力を増加させるときに、摩擦制動力の増加勾配が徐々に大きくなるように前記制御指令を出力する、
    　車両制御装置。
  8. 　請求項７に記載の車両制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記駆動装置によって増加させた駆動力を減少させるときに、所定時間は駆動力を第１減少勾配で減少させ、前記所定時間を超えたら前記第１減少勾配より大きい第２減少勾配で駆動力を減少させるように前記制御指令を出力する、
    　または、
    　前記摩擦制動装置によって減少させた摩擦制動力を増加させるときに、前記所定時間は摩擦制動力を第１増加勾配で増加させ、前記所定時間を超えたら前記第１増加勾配より大きい第２増加勾配で摩擦制動力を増加させるように前記制御指令を出力する、
    　車両制御装置。
  9. 　請求項１に記載の車両制御装置であって、
    　前記コントロール部は、
    　前記総制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させる際に、
    　前記摩擦制動装置によって基準摩擦制動力から摩擦制動力を減少させ、前記停車目標に関する物理量が前記基準値になるときに、前記摩擦制動装置によって減少させた摩擦制動力を増加させるための前記制御指令を出力する、
    　車両制御装置。
  10. 　車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動装置と、前記車両に駆動力を発生させる駆動装置と、を備えた前記車両に搭載されたコントロールユニットが実行する車両制御方法であって、
    　前記コントロールユニットにより、
    　前記車両の速度に関する物理量を取得し、
    　前記車両を減速させるための総制動力に関する物理量を取得し、
    　前記車両の速度に関する物理量と、前記総制動力に関する物理量と、に基づいて前記車両の停車目標に関する物理量を取得し、
    　前記総制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させる際に、
    　　前記駆動装置によって駆動力を増加させ、前記停車目標に関する物理量が基準値になるときに、前記駆動装置によって増加させた駆動力を減少させるための制御指令を出力する、
    　　または、
    　　前記摩擦制動装置によって基準摩擦制動力から摩擦制動力を減少させ、前記停車目標に関する物理量が前記基準値になるときに、前記摩擦制動装置によって減少させた摩擦制動力を増加させるための制御指令を出力する、
    　車両制御方法。
  11. 　車両制御システムであって、
    　車両に摩擦制動力を発生させる摩擦制動装置と、
    　前記車両に駆動力を発生させる駆動装置と、
    　入力された情報に基づいて演算した結果を出力する制御装置であって、
    　　前記車両の速度に関する物理量を取得し、
    　　前記車両を減速させるための総制動力に関する物理量を取得し、
    　　前記車両の速度に関する物理量と、前記総制動力に関する物理量と、に基づいて前記車両の停車目標に関する物理量を取得し、
    　　前記総制動力に関する物理量に基づいて前記車両を減速させる際に、
    　　　前記駆動装置によって駆動力を増加させ、前記停車目標に関する物理量が基準値になるときに、前記駆動装置によって増加させた駆動力を減少させるための制御指令を出力する、
    　　　または、
    　　　前記摩擦制動装置によって基準摩擦制動力から摩擦制動力を減少させ、前記停車目標に関する物理量が前記基準値になるときに、前記摩擦制動装置によって減少させた摩擦制動力を増加させるための制御指令を出力する、
    　制御装置と、
    　を備える車両制御システム。
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