WO2024048322A1 - 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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尚希 篠原
圭介 鈴木
泰亮 佐藤
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Astemo Ltd
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Hitachi Astemo Ltd
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    • 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
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    • B60T2230/00—Monitoring, detecting special vehicle behaviour; Counteracting thereof
    • B60T2230/04—Jerk, soft-stop; Anti-jerk, reduction of pitch or nose-dive when braking

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 realize smooth stopping.
  • a vehicle control device provides a control command for causing a drive device to generate a driving force in a state where a frictional braking force is generated when a vehicle is decelerated based on a physical quantity related to a total braking force. In outputting this, the physical quantity related to the speed of the vehicle that causes the control command to be intervened is changed based on the physical quantity related to the total braking force.
  • smooth stopping can be achieved.
  • 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.
  • FIG. 3 is a control block diagram of a total braking torque calculation unit 34 of the first embodiment.
  • 3 is a control block diagram of a control gain calculation unit 35 of the first embodiment.
  • FIG. FIG. 3 is a control block diagram of an additional torque calculation unit 37 according to the first embodiment.
  • 5 is a diagram showing gain characteristics of a speed-based control gain map 53 in the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing gain characteristics of the speed-based control gain map 53 of the first embodiment with respect to vehicle speed.
  • FIG. It is a time chart of vehicle speed, rear motor torque, and vehicle longitudinal direction acceleration in a comparative example.
  • 5 is a time chart of vehicle speed, rear motor torque, and longitudinal acceleration of the vehicle in anti-jerk control according to the first embodiment.
  • 5 is a diagram showing gain characteristics of a speed-based control gain map 53 in Embodiment 2.
  • FIG. 5 is a diagram showing gain characteristics of a speed-based control gain map 53 in Embodiment 3.
  • FIG. 12 is a diagram showing gain characteristics of a speed-based control gain map 53 according to the third embodiment with respect to vehicle speed.
  • FIG. FIG. 3 is a control block diagram of a friction brake 3 according to a fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a control block diagram of a total braking torque calculation unit 73 in Embodiment 4.
  • FIG. FIG. 7 is a control block diagram of a subtractive braking force calculation unit 74 in Embodiment 4.
  • FIG. 12 is a time chart of vehicle speed, braking torque, and longitudinal acceleration of the vehicle in the anti-jerk control of Embodiment 4 when no disturbance occurs.
  • 7 is a time chart of vehicle speed, braking torque, and longitudinal acceleration of the vehicle when a disturbance occurs in anti-jerk control according to the fourth embodiment.
  • 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 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 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 when the vehicle is stopped and reducing fatigue of the occupants.
  • 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 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 gain for correcting the estimated frictional braking force 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 the control gain based on the vehicle speed and the total braking torque.
  • 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 (gain characteristic map) 53 sets a speed-based control gain (control gain) according to vehicle speed (physical quantity related to vehicle speed) and total braking torque (physical quantity related to total braking force). Details of the speed-based control gain map 53 will be described later.
  • Multiplier 56 outputs a value obtained by multiplying the acceleration-based control gain by the speed-based control gain as the final control gain.
  • Multiplier 36 multiplies the total braking torque by the control gain to calculate the total braking torque after multiplication by the control gain.
  • the additional torque calculation unit 37 calculates additional torque as the anti-jerk control torque based on the driver requested torque and the total braking torque after multiplication by the 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 shows the gain characteristics of the speed-based control gain map 53 in the first embodiment.
  • the speed-based control gain map 53 is a three-dimensional map that inputs the vehicle speed and total braking torque and outputs the speed-based control gain.
  • 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. As shown in FIG.
  • 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.
  • the speed-based control gain has a characteristic that as the braking torque increases, the vehicle speed at which the anti-jerk control command is applied increases linearly. As a result, regardless of the magnitude of the total braking force, it is possible to achieve a similar deceleration feeling as the vehicle speed decreases at any total braking torque, and as a result, the discomfort felt by the driver can be reduced. .
  • X1 is -0.3[G]
  • X2 is -0.2[G]
  • X3 is -0.1[G] equivalent total braking torque
  • Y1 is 3[km/h]
  • Y2 is 2[km/h]
  • Y3 is It is possible to set the speed to 1 [km/h].
  • the value of the speed-based control gain is set to increase linearly as the vehicle speed decreases at each total braking torque, but when the vehicle speed is high, the value increases slowly and the vehicle
  • the characteristic may be such that the amount of increase in value increases as the speed decreases.
  • FIG. 8 shows a comparative example of Embodiment 1 in which the control gain in anti-jerk control is set only according to the vehicle speed, and the vehicle speed at which driving force starts to be generated is constant regardless of the magnitude of the total braking torque.
  • 2 is a time chart of vehicle speed, rear motor torque, and longitudinal acceleration of the vehicle in the case where:
  • the control gain is increased in accordance with the decrease in vehicle speed.
  • the anti-jerk control starts increasing the torque at time t2, and the vehicle stops at time t4.
  • the anti-jerk control starts increasing the torque at time t1, and the vehicle stops at time t3. Therefore, in the comparative example, the acceleration characteristics of the vehicle until the vehicle stops differs depending on the total braking torque. In other words, the deceleration feel differs depending on the total braking torque, which may give the driver a sense of discomfort. Specifically, if deceleration is lost early even though the total braking torque is relatively small, or if the torque starts to increase at low speeds even though the total braking torque is relatively large, it may cause problems for the driver. It makes you feel uncomfortable.
  • the vehicle control device 17 of the first embodiment changes the vehicle speed at which the anti-jerk control command is to be intervened based on the total braking torque. Specifically, as the total braking torque increases, the vehicle speed at which the anti-jerk control command is applied is increased.
  • the total braking torque is X1 [Nm]
  • the anti-jerk control starts increasing the torque at time t1
  • the total braking torque is X2 [Nm]
  • the anti-jerk control starts increasing the torque at time t2, and the vehicle stops at time t3.
  • the vehicle control device 17 of the first embodiment can make the acceleration characteristics of the vehicle until it comes to a stop approximate to the preset target characteristics, regardless of the total braking torque.
  • the vehicle braking device 17 linearly increases the vehicle speed at which the anti-jerk control command is applied as the total braking torque increases.
  • the change in acceleration at each total braking torque becomes uniform, making it possible to achieve the desired smooth stopping. That is, in the anti-jerk control of Embodiment 1, a constant good deceleration feeling is always obtained regardless of the total braking force, so that the sense of discomfort given to the driver can be reduced.
  • the vehicle control device 17 receives the total braking torque and vehicle speed as input, and outputs a speed-based control gain based on a speed-based control gain map 53, which is a three-dimensional map prepared in advance and outputs a speed-based control gain. and changes the anti-jerk control command based on the speed-based control gain.
  • a speed-based control gain map 53 which is a three-dimensional map prepared in advance and outputs a speed-based control gain. and changes the anti-jerk control command based on the speed-based control gain.
  • an optimal speed-based control gain can be obtained to achieve desired acceleration characteristics depending on the total braking torque and vehicle speed.
  • the speed-based control gain map 53 the speed-based control gain increases linearly as the vehicle speed decreases. As a result, driving force can be effectively generated immediately before the vehicle stops, except when the vehicle suddenly decelerates.
  • FIG. 10 is a diagram showing the gain characteristics of the speed-based control gain map 53 in the second embodiment.
  • the gradient of change of the speed-based control gain with respect to the vehicle speed is set in two stages for each total braking torque. Specifically, in a region where the vehicle speed is close to 0, the rate of change of the speed-based control gain with respect to a change in vehicle speed is set to be lower than in other regions. It is set so that the greater the total braking torque, the greater the vehicle speed at which the rate of change of the speed-based control gain changes.
  • the increasing slope of the speed-based control gain may be made to gradually become smaller as the vehicle speed becomes smaller. This makes it easier to return the pitch angle of the vehicle caused by braking to zero before the vehicle comes to a stop, so it is possible to further suppress shock when the vehicle comes to a stop.
  • FIG. 11 is a diagram showing the gain characteristics of the speed-based control gain map 53 in the second embodiment.
  • the speed-based control gain is set so that the rate of change of the speed-based control gain with respect to changes in vehicle speed is lower in regions where the vehicle speed is close to 0 than in other regions, and only in regions where the total braking torque is greater than a predetermined value X0. It is set. In a region where the total braking torque is less than or equal to the predetermined value X0, the speed-based control gain with respect to the vehicle speed changes linearly.
  • FIG. 11 is a diagram showing the gain characteristics of the speed-based control gain map 53 in the second embodiment.
  • the speed-based control gain is set so that the rate of change of the speed-based control gain with respect to changes in vehicle speed is lower in regions where the vehicle speed is close to 0 than in other regions, and only in regions where the total braking torque is greater than a predetermined value X0. It is set. In a region where the total braking torque is less than or
  • FIG. 12 is a diagram showing the gain characteristics of the speed-based control gain map 53 of the third embodiment with respect to vehicle speed, and shows the case of
  • the friction braking force is reduced from the standard friction braking force (reference friction braking force) with the aim of suppressing unpleasant shaking of the vehicle when the vehicle is stopped and reducing fatigue of the occupants.
  • the reference frictional braking force is an estimated frictional braking force estimated from the stroke amount of the brake pedal.
  • FIG. 13 is a control block diagram of the friction brake 3 according to the fourth embodiment.
  • the disturbance estimating unit 71 estimates a disturbance based on gradient resistance, driver requested torque, G sensor value, running resistance, and vehicle weight.
  • Disturbance is basically estimated using the following equation (2) when the brake is not in use.
  • Disturbance G sensor value x vehicle weight - braking/driving force equivalent to driver's requested torque - slope resistance - running resistance...(2) Note that it may be configured to estimate even when the influence of pad ⁇ change is small, such as when the estimated frictional braking force is very small.
  • the estimated frictional braking force correction gain calculation unit 72 calculates the estimated frictional braking force due to changes in pad ⁇ (friction coefficient) based on disturbance, G sensor value, running resistance, vehicle speed, estimated frictional braking force, vehicle weight, motor torque, and brake pad temperature. A final correction gain is calculated to correct the estimation error of the frictional braking force.
  • 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 72 further calculates the estimated friction Calculate the braking force correction gain.
  • the total braking torque calculation unit 73 calculates the total braking torque based on the estimated frictional braking force, running resistance, gradient resistance, disturbance, and final correction gain.
  • the third adder 81 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 traveling resistance to the corrected estimated friction braking torque.
  • the subtractive braking force calculation unit 74 calculates the subtractive braking force based on the estimated frictional braking force, disturbance, driver requested torque, and final correction gain.
  • FIG. 15 is a control block diagram of the subtractive braking force calculation unit 74 of the fourth embodiment.
  • the comparator 91 subtracts the gradient 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, taking into account the gradient resistance.
  • the absolute value calculation unit 92 calculates the absolute value of the output of the comparator 91.
  • Multiplier 93 divides the output of absolute value calculation unit 92 by the final correction gain to calculate the absolute value of braking/driving force corresponding to the corrected driver requested torque.
  • the comparator 94 subtracts the braking/driving force absolute value corresponding to the corrected driver requested torque from the estimated frictional braking force.
  • the limiter 95 compares a value obtained by subtracting the absolute value of the braking/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 75 multiplies the subtraction braking force by the control gain to calculate the subtraction braking force after multiplication by the control gain.
  • the comparator 76 subtracts the subtracted braking force after multiplication by 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 braking torque.
  • FIG. 16 is a time chart of vehicle speed, braking torque, and longitudinal acceleration of the vehicle when no disturbance occurs in the anti-jerk control of the fourth embodiment.
  • the vehicle speed at which the anti-jerk control command is intervened is linearly increased. If the total braking torque is X1 [Nm], the anti-jerk control starts reducing the braking torque at time t1, and the vehicle stops at time t3. If the total braking torque is X2 [Nm], the anti-jerk control starts reducing the braking torque at time t2, and the vehicle stops at time t3.
  • a constant good deceleration feeling is always obtained regardless of the total braking force, and the discomfort given to the driver can be reduced.
  • FIG. 17 is a time chart of vehicle speed, braking torque, and longitudinal acceleration of the vehicle when a disturbance occurs in the anti-jerk control of the fourth embodiment.
  • the control gain calculation unit 35 the speed-based control gain calculated according to the total braking torque is set so that the gain increase start speed increases as the total braking torque increases.
  • the total braking torque calculation unit 73 calculates the total braking torque by taking into account the disturbance. Therefore, the gain increase start speed of the speed-based control gain changes depending on the magnitude of the disturbance.
  • the total braking torque is X1 [Nm]
  • the anti-jerk control starts reducing the braking torque at time t1', and the vehicle stops at time t3.
  • the anti-jerk control starts reducing the braking torque at time t2', and the vehicle stops at time t3.
  • anti-jerk control can be intervened from a more suitable gain increase start speed, so that ride comfort can be improved regardless of disturbances.
  • 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 driving torque, but similar to the relationship between braking force and braking torque, it may be a driving force that is a value that can be converted by the tire effective radius, or it may be a value that can be converted from the tire effective radius, or It may be longitudinal acceleration or longitudinal jerk that is converted using parameters.
  • the output is a braking force, but since it is a value that can be converted using vehicle parameters such as the effective radius of tires, estimated frictional braking torque may be output, or vehicle parameters such as vehicle weight may be output. It may be the longitudinal acceleration or the longitudinal jerk that is converted using this method.
  • 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 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 vehicle weight may be detected by a sensor such as a suspension height sensor, or may be estimated.
  • a plurality of speed-based control gain maps may be prepared depending on the vehicle weight, and an appropriate map may be selected.
  • the speed-based control gain map is such that the gain is 1 when the speed becomes 0 even when the total braking torque is large, but when the total braking torque is greater than the specified value, In some cases, the map may be such that the maximum value of the gain decreases as the total braking torque increases.
  • 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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Abstract

総制動トルクに基づいて車両を減速させるときに、摩擦制動力が発生している状態で、駆動装置による駆動力を発生させるための制御指令を出力するにあたり、総制動トルクに基づいて、制御指令を介入させる車両速度を変更する。

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、車両速度が低下するにつれて駆動力を大きくしてものの、駆動力の発生を開始する速度は、要求制動力の大きさにかかわらず常に一定の値であるため、滑らかな停車が効果的に実現できないおそれがあった。
　本発明の目的の一つは、滑らかな停車を実現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、総制動力に関する物理量に基づいて車両を減速させるときに、摩擦制動力が発生している状態で、駆動装置による駆動力を発生させるための制御指令を出力するにあたり、総制動力に関する物理量に基づいて、制御指令を介入させる車両の速度に関する物理量を変更する。
　本発明の一実施形態によれば、滑らかな停車を実現できる。
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における速度ベース制御ゲインマップ53のゲイン特性を示す図である。 実施形態１の速度ベース制御ゲインマップ53の車両速度に対するゲイン特性を示す図である。 比較例における車両速度、リアモータトルクおよび車両の前後方向加速度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、リアモータトルクおよび車両の前後方向加速度のタイムチャートである。 実施形態２における速度ベース制御ゲインマップ53のゲイン特性を示す図である。 実施形態３における速度ベース制御ゲインマップ53のゲイン特性を示す図である。 実施形態３の速度ベース制御ゲインマップ53の車両速度に対するゲイン特性を示す図である。 実施形態４の摩擦ブレーキ3の制御ブロック図である。 実施形態４の総制動トルク算出部73の制御ブロック図である。 実施形態４の減算制動力算出部74の制御ブロック図である。 実施形態４のアンチジャーク制御において、外乱が発生していない場合の、車両速度、制動トルクおよび車両の前後方向加速度のタイムチャートである。 実施形態４のアンチジャーク制御において、外乱が発生している場合の、車両速度、制動トルクおよび車両の前後方向加速度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。
　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、車両速度および総制動トルクに基づき、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（ゲイン特性マップ）53は、車両速度（車両の速度に関する物理量）および総制動トルク（総制動力に関する物理量）に応じた速度ベース制御ゲイン（制御ゲイン）を設定する。速度ベース制御ゲインマップ53の詳細については後述する。停車判断部54は、現在の車両速度と総制動トルクから停車までの時間を制御サイクル毎に算出し、停車までの時間が0以外の場合に停車判断フラグをクリア(=0)し、停車までの時間が0となった場合に停車判断フラグをセット(=1)する。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。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。
　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。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。
　次に、実施形態１の速度ベース制御ゲインマップ53について詳細に説明する。
　図６に、実施形態１における速度ベース制御ゲインマップ53のゲイン特性を示す。
　速度ベース制御ゲインマップ53は、車両速度と総制動トルクを入力とし、速度ベース制御ゲインを出力とする３次元マップである。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。そして、速度ベース制御ゲインは、図７にも示すように、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。
　実施形態１では、図７において、総制動トルクが|X1|>|X2|>|X3|のとき、ゲイン増加開始速度はY1>Y2>Y3であり、さらに、|X1|が|X3|の３倍、|X2|が|X3|の２倍となる関係のときに、Y1がY3の３倍、Y2がY3の２倍となるような関係としている。つまり、速度ベース制御ゲインは、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が線形的に大きくなる特性を有する。これにより、総制動力の大きさに依らず、どの総制動トルクにおいても車両速度の低下と共に同様な減速フィールとなるようにすることが可能であり、この結果、運転者に与える違和感を軽減できる。例えばX1は-0.3[G]、X2は-0.2[G]、X3は-0.1[G]相当の総制動トルク、Y1は3[km/h]、Y2は2[km/h]、Y3は1[km/h]とすることが考えられる。なお、実施形態１では、速度ベース制御ゲインを、各総制動トルクにおいて、車両速度の低下に対して線形に値が増加するようにしているが、車両速度が高いときには値の増加が遅く、車両速度が低くなるに伴い値の増加量が大きくなるような特性としてもよい。
　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おける制御ゲインを車両速度のみに応じて設定し、総制動トルクの大きさにかかわらず、駆動力の発生を開始する車両速度を一定とした場合の、車両速度、リアモータトルクおよび車両の前後方向加速度のタイムチャートである。この比較例では、常に車両速度がY1[km/h]になると車両速度の低下に応じて制御ゲインを増加させる。総制動トルクがX1[Nm]の場合、時点t2でアンチジャーク制御によるトルクの増加を開始し、時点t4で停車する。一方、総制動トルクがX2[Nm](<X1)の場合、時点t1でアンチジャーク制御によるトルクの増加を開始し、時点t3で停車する。このため、比較例では、総制動トルク毎に停車までの車両の加速度特性が異なる。つまり、総制動トルク毎に減速フィールが異なるため、ドライバに違和感を与えるおそれがある。具体的には、総制動トルクが比較的小さいにもかかわらず、早期に減速度が抜けたり、総制動トルクが比較的大きいにもかかわらず、低速からトルク増加が開始されたりすると、運転者に違和感を与えてしまう。
　これに対し、実施形態１の車両制御装置17は、総制動トルクに基づいて、アンチジャーク制御指令を介入させる車両速度を変更する。具体的には、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を大きくする。総制動トルクがX1[Nm]の場合は、時点t1でアンチジャーク制御によるトルクの増加を開始し、時点t3で停車する。総制動トルクがX2[Nm]の場合は、時点t2でアンチジャーク制御によるトルクの増加を開始し、時点t3で停車する。つまり、実施形態１の車両制御装置17では、総制動トルクにかかわらず、停車までの車両の加速度特性を、予め設定した狙いの特性に近似させることができる。この結果、要求制動力に依らず、運転者に違和感を与えることなく滑らかな停車を実現できる。
　このとき、車両制動装置17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を線形的に大きくする。これにより、図９のタイムチャートに示すように、各総制動トルクにおける加速度の変化は一様となり、狙いとする滑らかな停車を実現できる。すなわち、実施形態１のアンチジャーク制御では、総制動力にかかわらず常に一定の良好な減速フィールが得られるため、運転者に与える違和感を軽減できる。
　車両制御装置17は、総制動トルクおよび車両速度を入力とし、速度ベース制御ゲインを出力とする、予め準備された３次元マップである、速度ベース制御ゲインマップ53に基づいて速度ベース制御ゲインを出力し、速度ベース制御ゲインに基づいてアンチジャーク制御指令を変更する。これにより、総制動トルクおよび車両速度に応じて所望の加速度特性を実現するための最適な速度ベース制御ゲインが得られる。
　速度ベース制御ゲインマップ53において、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。これにより、急減速時以外であって、車両停止直前に効果的に駆動力を発生できる。
　〔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。
　図１０は、実施形態２における速度ベース制御ゲインマップ53のゲイン特性を示す図である。速度ベース制御ゲインは、各総制動トルクにおいて、車両速度に対する速度ベース制御ゲインの変化勾配が２段階に設定されている。具体的には、車両速度が0に近い領域では、他の領域よりも車両速度変化に対する速度ベース制御ゲインの変化率が低くなるように設定されている。総制動トルクが大きいほど、速度ベース制御ゲインの変化率が切り替わる車両速度が大きくなるように設定されている。なお、車両速度が小さくなるに従って、速度ベース制御ゲインの増加勾配が徐々に小さくなるようにしてもよい。これにより、車両が停車するまでに制動により発生した車両のピッチ角を0に戻し易くなるため、より停車際のショックを抑制できる。
　〔実施形態３〕
　実施形態３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。
　図１１は、実施形態２における速度ベース制御ゲインマップ53のゲイン特性を示す図である。速度ベース制御ゲインは、総制動トルクが所定値X0よりも大きい領域に限り、車両速度が0に近い領域では、他の領域よりも車両速度変化に対する速度ベース制御ゲインの変化率が低くなるように設定されている。総制動トルクが所定値X0以下の領域では、車両速度に対する速度ベース制御ゲインは線形的に変化する。図１２は、実施形態３の速度ベース制御ゲインマップ53の車両速度に対するゲイン特性を示す図であり、|X1|>|X2|>|X0|>|X3|の場合を示している。なお、総制動トルクが規定値T１よりも大きい領域では、車両速度が小さくなるに従って、速度ベース制御ゲインの増加勾配が徐々に小さくなるようにしてもよい。
　総制動トルクが比較的大きい場合には、制動力により発生するピッチ角も大きくなるため、早く速度ベース制御ゲインを増加させることにより、ピッチ角を0にするために長い間高トルクを掛ける効果が大きい。一方、総制動トルクが小さい場合には、制動力により発生するピッチ角が小さいため、ピッチ角を0にするために掛かる時間も短いことが想定されるため、ゲイン特性を線形としてもよい。
　〔実施形態４〕
　実施形態４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４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１３は、実施形態４の摩擦ブレーキ3の制御ブロック図である。
　外乱推定部71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72は、外乱、Gセンサ値、走行抵抗、車両速度、推定摩擦制動力、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72では、さらに外乱に伴う誤差を補正するための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73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１４は、実施形態４の総制動トルク算出部73の制御ブロック図である。第３加算器81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74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１５は、実施形態４の減算制動力算出部74の制御ブロック図である。比較器91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92では比較器91の出力の絶対値を算出する。乗算器93は、絶対値算出部92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制駆動力絶対値を算出する。比較器94は、推定摩擦制動力から補正後運転者要求トルク相当の制駆動力絶対値を減算する。リミッタ95は、推定摩擦制動力から補正後運転者要求トルク相当の制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75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76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制動トルクとする。
　次に、実施形態４の作用効果を説明する。
　図１６は、実施形態４のアンチジャーク制御において、外乱が発生していない場合の、車両速度、制動トルクおよび車両の前後方向加速度のタイムチャートである。
　実施形態４においても、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を線形的に大きくする。総制動トルクがX1[Nm]の場合は、時点t1でアンチジャーク制御による制動トルクの減少を開始し、時点t3で停車する。総制動トルクがX2[Nm]の場合は、時点t2でアンチジャーク制御による制動トルクの減少を開始し、時点t3で停車する。これにより、実施形態１と同様に、総制動力にかかわらず、常に一定の良好な減速フィールが得られ、運転者に与える違和感を軽減できる。
　図１７は、実施形態４のアンチジャーク制御において、外乱が発生している場合の、車両速度、制動トルクおよび車両の前後方向加速度のタイムチャートである。
　制御ゲイン算出部35において、総制動トルクに応じて算出される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、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。ここで、実施形態４では、総制動トルク算出部73において、外乱を加味して総制動トルクを算出している。このため、速度ベース制御ゲインのゲイン増加開始速度は、外乱の大きさに応じて変化する。総制動トルクがX1[Nm]の場合は、時点t1’でアンチジャーク制御による制動トルクの減少を開始し、時点t3で停車する。総制動トルクがX2[Nm]の場合、時点t2’でアンチジャーク制御による制動トルクの減少を開始し、時点t3で停車する。このように、実施形態４では、外乱まで加味して総制動トルクを算出することにより、より適したゲイン増加開始速度からアンチジャーク制御を介入できるため、外乱に依らず乗り心地の改善を図れる。
　〔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１－３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。
　さらに、実施形態４において出力は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、推定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。
　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。
　実施形態１－４において、速度ベース制御ゲインマップは車両重量に応じて複数の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。また、実施形態１－４において、速度ベース制御ゲインマップは総制動トルクが大きい場合にも速度が0となった際のゲインを1となるようにしているが、総制動トルクが規定値以上である場合に、総制動トルクが大きくなるにしたがって、ゲインの最大値が低下するようなマップとしてもよい。
　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４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２０２２－１３８９１２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２０２２－１３８９１２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 (12)

  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ときに、前記摩擦制動力が発生している状態で、前記駆動装置による駆動力を発生させるための制御指令を出力するにあたり、
    　前記総制動力に関する物理量に基づいて、前記制御指令を介入させる前記車両の速度に関する物理量を変更する、
    　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が大きくなるにしたがって、前記制御指令を介入させる前記車両の速度に関する物理量を大きくする、
    　車両制御装置。
  3. 　請求項２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が大きくなるにしたがって、前記制御指令を介入させる前記車両の速度に関する物理量を線形的に大きくする、
    　車両制御装置。
  4. 　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および前記車両の速度に関する物理量を入力とし、ゲインを出力とする、予め準備されたゲイン特性マップに基づいて制御ゲインを出力し、
    　前記制御ゲインに基づいて前記制御指令を変更する、
    　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、
    　前記ゲイン特性マップは、前記総制動力に関する物理量および前記車両の速度に関する物理量を入力とし、ゲインを出力とする、３次元マップである、
    　車両制御装置。
  6. 　請求項４に記載の車両制御装置であって、
    　前記制御ゲインは、前記車両の速度に関する物理量が小さくなるにしたがって、線形的に大きくなるように設定される、
    　車両制御装置。
  7. 　請求項４に記載の車両制御装置であって、
    　前記制御ゲインは、前記車両の速度に関する物理量が小さくなるにしたがって、前記制御ゲインの増加勾配が徐々に小さくなるように設定される、
    　車両制御装置。
  8. 　請求項４に記載の車両制御装置であって、
    　前記制御ゲインは、
    　前記総制動力に関する物理量が所定値より大きいときは、前記車両の速度に関する物理量が小さくなるにしたがって、前記制御ゲインの増加勾配が徐々に小さくなるように設定され、
    　前記総制動力に関する物理量が前記所定値と等しいか、または前記所定値より小さいときは、前記車両の速度に関する物理量が小さくなるにしたがって、線形的に大きくなるように設定される、
    　車両制御装置。
  9. 　請求項４に記載の車両制御装置であって、
    　前記制御ゲインは、前記車両の速度に関する物理量が小さくなるにしたがって、前記制御ゲインの増加勾配が徐々に大きくなるように設定される、
    　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、
    　前記車両の挙動に影響を与える外乱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る、ための制御指令を出力するにあたり、
    　前記総制動力に関する物理量の大きさおよび前記外乱に関する物理量に基づいて、前記制御指令を介入させる前記車両の速度に関する物理量を変更する、
    　車両制御装置。
  11. 　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ときに、前記摩擦制動力が発生している状態で、前記駆動装置による駆動力を発生させるための制御指令を出力するにあたり、
    　前記総制動力に関する物理量に基づいて、前記制御指令を介入させる前記車両の速度に関する物理量を変更する、
    　車両制御方法。
  12. 　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ときに、前記摩擦制動力が発生している状態で、前記駆動装置による駆動力を発生させるための制御指令を出力するにあたり、
    　　前記総制動力に関する物理量に基づいて、前記制御指令を介入させる前記車両の速度に関する物理量を変更する、
    　制御装置と、
    　を備える車両制御システム。
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