WO2025224979A1 - 車両駆動制御方法及び車両駆動制御装置 - Google Patents

車両駆動制御方法及び車両駆動制御装置

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WO2025224979A1
WO2025224979A1 PCT/JP2024/016464 JP2024016464W WO2025224979A1 WO 2025224979 A1 WO2025224979 A1 WO 2025224979A1 JP 2024016464 W JP2024016464 W JP 2024016464W WO 2025224979 A1 WO2025224979 A1 WO 2025224979A1
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WO
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torque
gradient
value
drive control
vehicle drive
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Application number
PCT/JP2024/016464
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English (en)
French (fr)
Inventor
孝明 紅林
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle drive control method and a vehicle drive control device that control the output torque of a drive motor mounted on an electric vehicle.
  • JP4297135B2 proposes a control method that calculates torsional torque based on the engine speed when reverse gear is established during a parking shift operation (moving the shift lever to the "P" position), and operates the motor generator to apply a torque in the opposite direction to that torsional torque, thereby preventing the sudden release of torsional torque when the parking gear is unlocked.
  • the magnitude of the above-mentioned reverse torque is estimated from the mechanical characteristics, etc., when the driving force is being transmitted. For this reason, depending on the vehicle's condition (whether the vehicle is stopped on a slope, etc.), the estimated magnitude of the reverse torque may deviate from the value actually required. Therefore, outputting such inaccurate reverse torque may lead to unintended sudden acceleration.
  • the object of the present invention is to prevent unintended sudden acceleration while reducing the shock caused by the torsional torque that occurs when the parking lock is released.
  • One aspect of the present invention provides a vehicle drive control method that controls the output torque of a drive motor mounted on an electric vehicle when the parking lock of the electric vehicle is released.
  • a first gradient estimate is obtained based on the longitudinal acceleration of the electric vehicle, and a second gradient estimate is obtained based on the rotational state of the drive motor. If the first gradient estimate and the second gradient estimate satisfy a predetermined first control permission condition, the output torque is set to a shock suppression torque for suppressing the shock that occurs when the parking lock is released. If the first gradient estimate and the second gradient estimate do not satisfy the first control permission condition, the output torque is set to a predetermined basic torque.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the main configuration of an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the controller.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating the first control permission determination process in detail.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating the second control permission determination process in detail.
  • FIG. 5 is a flowchart illustrating the torque output process in detail.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a specific manner in which the shock suppression torque command value is determined.
  • FIG. 7 is a timing chart showing an example of the control result according to this embodiment.
  • the control device for an electric vehicle of the present invention is applicable to electric vehicles that are equipped with an electric motor as part or all of the vehicle's drive source and can run using the driving force of the electric motor.
  • Electric vehicles include not only electric vehicles, but also hybrid vehicles and fuel cell vehicles.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the main components of an electric vehicle 10 for implementing the vehicle drive control method of this embodiment.
  • the electric vehicle 10 of this embodiment includes a drive motor 2, an inverter 3 that controls the drive motor 2, a high-voltage battery 4, and a controller 50.
  • the inverter 3 is connected to the high-voltage battery 4, and power charged in the high-voltage battery 4 is supplied to the drive motor 2 via the inverter 3.
  • the drive motor 2 is composed of a three-phase synchronous motor or the like, and functions as a driving source for the electric vehicle 10.
  • the drive motor 2 is connected to the wheels 7 via a drive shaft 5 and an axle 6.
  • the inverter 3 is a power conversion device that converts DC power output from the high-voltage battery 4 into AC power and supplies it to the drive motor 2 when driving the drive motor 2.
  • the inverter 3 includes a power module for driving the motor.
  • the inverter 3 operates the power module (each switching element) using a torque command value T ** m (described later) as input, and supplies power to the drive motor 2 according to the torque command value T ** m .
  • the high-voltage battery 4 is a DC power supply that functions as a drive power source for the drive motor 2.
  • the high-voltage battery 4 is configured as an on-board battery such as a lithium-ion secondary battery.
  • the electric vehicle 10 is also provided with a parking lock mechanism 8 that mechanically locks the rotation of the drive shaft 5 of the wheels 7.
  • a lock pin mechanically protrudes and fits into a predetermined position on a gear member that rotates together with the drive shaft 5, restricting the rotation of the gear member (rotation of the drive shaft 5), and releasing the protrusion of the lock pin releases the rotation of the gear member (rotation of the drive shaft 5).
  • the parking lock mechanism 8 is electrically activated and mechanically locks the rotation of the drive shaft 5. This allows the electric vehicle 10 to remain stopped even if the driver stops the electric vehicle 10 on a slope or other inclined road and releases the brake pedal 11.
  • the electric vehicle 10 is also provided with a shift position sensor 21 that detects the shift range, a brake stroke sensor 22 that detects the amount of operation (braking force) of the brake pedal 11, a G sensor 23 that detects the longitudinal acceleration G fr acting on the electric vehicle 10, a rotational speed sensor 24 that detects the number of rotations of the drive motor 2 (motor rotational speed ⁇ m ), and an accelerator opening sensor 25 that detects the amount of operation of an accelerator pedal (not shown) (accelerator opening APO).
  • the detection values obtained by these various sensors are output to the controller 50.
  • the controller 50 controls each part of the electric vehicle 10 based on various programs stored in a memory unit (not shown).
  • the controller 50 is composed of one or more computers, such as a VCM (Vehicle Control Module) and a computer for realizing the so-called VDC (Vehicle Dynamics Control) function.
  • VCM Vehicle Control Module
  • VDC Vehicle Dynamics Control
  • the controller 50 references quantities that indicate the gradient ⁇ of the same road (hereinafter referred to as "first gradient estimated value tan ⁇ A " and “second gradient estimated value tan ⁇ B ", respectively) that are determined using different systems (different parameters and/or calculation algorithms), and executes shock suppression processing to reduce the shock that occurs when the parking lock is released only if these quantities satisfy a predetermined condition (first control permission condition).
  • first gradient estimated value tan ⁇ A and “second gradient estimated value tan ⁇ B ", respectively
  • first control permission condition a predetermined condition that is originally set for the drive motor 2
  • a shock suppression torque command value T * mc that cancels out the sudden torsional torque of the drive shaft 5 that occurs when the parking lock is released is set and the drive motor 2 is operated. Details of the control by the controller 50 will be described below.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the detailed configuration of the controller 50.
  • the controller 50 has a first torque command value calculation unit 52, an FB torque calculation unit 54, a disturbance torque calculation unit 56, an adder 57, a comparator 58, a first gradient calculation unit 60, a second gradient calculation unit 62, a first control permission determination unit 64, a second control permission determination unit 65, and a torque output unit 66.
  • the first torque command value calculation unit 52 receives the accelerator opening APO and the motor rotation speed ⁇ m as inputs and calculates a first torque command value T * m1 . Specifically, the first torque command value calculation unit 52 determines the first torque command value T * m1 from the accelerator opening APO and the motor rotation speed ⁇ m by referencing a predetermined accelerator opening-torque table. Note that the accelerator opening-torque table in this embodiment is set so that the torque increases as the accelerator opening APO increases or the motor rotation speed ⁇ m decreases. Furthermore, the motor torque Tm is set so that the motor regeneration amount is equal to or greater than a certain amount when the accelerator opening APO is 0 (fully closed). This allows the electric vehicle 10 to accelerate, decelerate, or stop simply by operating the accelerator pedal.
  • the FB torque calculation unit 54 receives the motor rotation speed ⁇ m as an input and calculates a feedback torque T ⁇ for applying an appropriate regenerative braking force when the electric vehicle 10 is decelerating. In particular, the FB torque calculation unit 54 calculates the feedback torque T ⁇ by multiplying the motor rotation speed ⁇ m by a negative gain. Note that the negative gain is set to a smaller value (larger absolute value) as the motor rotation speed ⁇ m increases. As a result, the feedback torque T ⁇ decreases (the regenerative braking force increases) as the motor rotation speed ⁇ m (vehicle speed) increases.
  • the disturbance torque calculation unit 56 receives as input the motor rotational speed ⁇ m and the previous value of the torque command value T ** m (hereinafter referred to as the "previous torque command value T ** m_z ”) and calculates the disturbance torque estimation value Td . More specifically, the disturbance torque calculation unit 56 calculates the first torque estimation value by applying a transfer characteristic from the motor rotational speed ⁇ m to the motor torque Tm and a predetermined low-pass filter process to the motor rotational speed ⁇ m. The transfer characteristic from the motor rotational speed ⁇ m to the motor torque Tm can be determined in advance based on a dynamic model of the electric vehicle 10.
  • the disturbance torque calculation unit 56 also calculates the second torque estimation value by applying a low-pass filter process to the previous torque command value T ** m_z . Furthermore, the disturbance torque calculation unit 56 calculates the disturbance torque estimation value Td by subtracting the first torque estimation value from the second torque estimation value.
  • possible disturbances include air resistance, modeling errors due to variations in vehicle mass M resulting from the number of occupants and load, tire rolling resistance, and road surface gradient resistance.
  • the disturbance factors differ depending on the driving conditions of the electric vehicle 10
  • the dominant disturbance factor when the vehicle is about to come to a stop is gradient resistance.
  • the disturbance torque estimate Td calculated as above can be regarded as a quantity that uniquely indicates the magnitude of the gradient ⁇ of the road when the electric vehicle 10 is about to come to a stop.
  • the adder 57 calculates a second torque command value T * m2 by taking the sum of the feedback torque T ⁇ and the disturbance torque estimation value Td , and outputs the sum to the comparator 58. That is, the second torque command value T * m2 has a profile that approaches (converges on) the disturbance torque estimation value Td as the motor rotation speed ⁇ m (vehicle speed) approaches 0.
  • the comparator 58 receives the first torque command value T * m1 and the second torque command value T * m2 as input, and outputs the larger of these values as the third torque command value T * m3 . That is, in a situation where the first torque command value T * m1 (a command value based on the accelerator opening APO and the motor rotation speed ⁇ m) is relatively small, such as when the electric vehicle 10 is about to stop, the second torque command value T* m2 that converges to the disturbance torque estimated value Td when the vehicle is stopped is set as the third torque command value T * m3 (basic torque command value ) . Therefore, when stopping the electric vehicle 10, the stopped state of the electric vehicle 10 can be maintained against a gradient even if the accelerator opening APO is zero.
  • the first torque command value T * m1 is set to the third torque command value T * m3 , so that the desired motor torque Tm can be output according to the accelerator opening APO and the vehicle speed.
  • the first gradient calculation unit 60 calculates a first gradient estimate tan ⁇ A using the longitudinal acceleration Gfr detected by the G sensor 23 as an input.
  • the first gradient calculation unit 60 calculates the first gradient estimate tan ⁇ A from the longitudinal acceleration Gfr based on the dynamic relationship satisfied by the longitudinal acceleration Gfr , the gravitational acceleration g , and the gradient ⁇ of the road.
  • the longitudinal acceleration component due to the traveling of the electric vehicle 10 may be calculated from a separately detected vehicle speed, and the first gradient estimate tan ⁇ A may be calculated based on a value obtained by removing the longitudinal acceleration component from the longitudinal acceleration Gfr .
  • the first gradient estimate tan ⁇ A is an indication of the gradient ⁇ calculated based on the detection value of the G sensor 23, without depending on parameters of the motor control system including the motor rotation speed ⁇ m .
  • the second gradient calculation unit 62 receives the disturbance torque estimate Td and calculates the second gradient estimate tan ⁇ B . More specifically, the second gradient calculation unit 62 obtains the second gradient estimate tan ⁇ B by multiplying the disturbance torque estimate Td by a predetermined unit conversion gain.
  • the second gradient estimate tan ⁇ B is an indication of the gradient ⁇ that is calculated based on the motor rotation speed ⁇ m and the like, without relying on the detection value of the G sensor 23.
  • the first control permission determining unit 64 receives the first gradient estimated value tan ⁇ A and the second gradient estimated value tan ⁇ B as input, and sets a first control permission flag f1 that indicates whether or not the shock suppression process can be performed.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the details of the processing (first control permission determination processing) executed by the first control permission determination unit 64. Note that each process shown in Figure 3 is repeatedly executed at a predetermined calculation cycle.
  • the first control permission determination unit 64 first compares the first gradient estimate value tan ⁇ A with a predetermined threshold value ⁇ (step S110).
  • the threshold value ⁇ is set to an appropriate value from the perspective of determining whether the gradient ⁇ of the road on which the electric vehicle 10 is traveling is large enough that the shock generated when the parking lock is released cannot be ignored.
  • the threshold value ⁇ can be set to, for example, 1% to 10% (particularly, 5% or less).
  • the first control permission determination unit 64 determines that the first gradient estimated value tan ⁇ A is equal to or less than the threshold value ⁇ , it sets the first control permission flag f1 to “0” (OFF) and terminates the process (Yes in step S110 and step S130). That is, in this case, the shock that occurs when the parking lock is released is negligibly small, so execution of the shock suppression process is not permitted.
  • the first control permission determination unit 64 determines that the first gradient estimated value tan ⁇ A exceeds the threshold value ⁇ , it further compares the difference
  • the threshold value ⁇ is set to an appropriate value from the viewpoint of determining whether the first gradient estimated value tan ⁇ A and the second gradient estimated value tan ⁇ B deviate from each other to such an extent that the occurrence of some kind of abnormality is suspected.
  • the threshold value ⁇ can be set within a range of several percent to 10%, for example.
  • the first gradient estimated value tan ⁇ A and the second gradient estimated value tan ⁇ B are determined using different systems (different parameters and/or calculation algorithms), but both are quantities that indicate the gradient ⁇ of the road along which the electric vehicle 10 is traveling. Therefore, if these values significantly deviate from each other, it can be assumed that some kind of abnormality has occurred in the various sensors or in the gradient estimation calculation. Therefore, through the determination in step S120 (comparison of the first gradient estimated value tan ⁇ A and the second gradient estimated value tan ⁇ B ), it is possible to accurately detect the occurrence of an abnormality that requires suspension of execution of the shock suppression process.
  • the first control permission determination unit 64 determines that the difference
  • the first control permission determination unit 64 determines that the difference
  • the second control permission determination unit 65 receives as input the first control permission flag f1, the detection signal of the brake stroke sensor 22 (hereinafter referred to as the “brake signal Sb "), and the detection signal of the shift position sensor 21 (hereinafter referred to as the “range signal Sr "), and sets a second control permission flag f2 indicating whether or not the above-mentioned shock suppression processing can be performed.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the details of the processing (second control permission determination processing) executed by the second control permission determination unit 65.
  • the second control permission determination unit 65 first references the value of the first control permission flag f1 set by the first control permission determination unit 64 (step S210). If the second control permission determination unit 65 determines that the first control permission flag f1 is not "1" (is "0"), it immediately terminates this processing (No in step S210).
  • the second control permission determining unit 65 determines that the first control permission flag f1 is "1"
  • it references the range signal Sr and determines the currently selected shift range (Yes in step S210 and step S220).
  • the second control permission determination unit 65 determines that the currently selected shift range is other than the parking range (P range) (for example, if it determines that it is the D range, R range, or N range), it sets the second control permission flag f2 to "0" (step S240) and terminates this processing. In other words, in this case, the parking lock mechanism 8 will not operate and shock suppression processing is not necessary, so execution of the shock suppression processing is not permitted.
  • the second control permission determination unit 65 determines that the currently selected shift range is the P range, it compares the magnitude of the braking force B determined based on the brake signal Sb with a predetermined determination value ⁇ [ ⁇ , M] (step S230).
  • the judgment value ⁇ [ ⁇ ,M] is set to an appropriate value from the perspective of determining whether a braking force B sufficient to keep the electric vehicle 10 stationary on a sloping road is being applied.
  • the judgment value ⁇ [ ⁇ ,M] is set as a function of the gradient ⁇ and the vehicle mass M (in particular, a variable value that increases as the gradient ⁇ or the vehicle mass M increases).
  • the gradient ⁇ that determines the judgment value ⁇ [ ⁇ ,M] can be determined using the first gradient estimated value tan ⁇ A and/or the second gradient estimated value tan ⁇ B , preferably the first gradient estimated value tan ⁇ A.
  • the vehicle mass M that determines the judgment value ⁇ [ ⁇ ,M] can be determined using a known value according to the specifications of the electric vehicle 10 or a mass estimated value obtained by a known vehicle weight estimation method.
  • the second control permission determination unit 65 determines that the braking force B is equal to or greater than the determination value ⁇ [ ⁇ , M], it sets the second control permission flag f2 to "1" (ON) and terminates this processing (Yes in step S230 and step S250). On the other hand, if the second control permission determination unit 65 determines that the braking force B is less than the determination value ⁇ [ ⁇ , M], it sets the second control permission flag f2 to "0" (OFF) and returns to the determination in step S220 (No in step S230 and step S220). This makes it possible to permit the execution of shock suppression processing only when the braking force B is large enough to maintain the electric vehicle 10 stopped on a sloped road.
  • the torque output unit 66 determines the torque command value T **m for the drive motor 2 by referring to the third torque command value T* m3 , the first control permission flag f1, the second control permission flag f2, the brake signal Sb , the range signal Sr , and the parking lock signal Sp indicating the operating state of the parking lock mechanism 8, and outputs it to the inverter 3.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the details of the processing (torque output processing) executed by the torque output unit 66.
  • the torque output unit 66 first references the value of the first control permission flag f1 set by the first control permission determination unit 64 and the value of the second control permission flag f2 set by the second control permission determination unit 65 (steps S310, S320).
  • the torque output unit 66 determines that at least one of the first control permission flag f1 and the second control permission flag f2 is not "1", it outputs the third torque command value T * m3 to the inverter 3 as the torque command value T ** m (No in step S310 or S320, and step S380).
  • the torque output unit 66 operates the drive motor 2 based on the third torque command value T * m3 (more specifically, the first torque command value T * m1 or the second torque command value T * m2 ) to which no torque correction is applied.
  • step S330 if the torque output unit 66 determines that both the first control permission flag f1 and the second control permission flag f2 are "1," it refers to the range signal Sr and the parking lock signal Sp to determine whether or not the shift lever 9 has been operated (whether or not a shift operation from P range to another range has been performed) (step S330).
  • the torque output unit 66 sets the torque command value T ** m to the shock suppression torque command value T * mc and outputs it to the inverter 3 (step S340). This allows the shock suppression torque command value T * mc to be set promptly at the timing when a shift operation from the P range to another range is performed, thereby effectively suppressing the shock that occurs when the parking lock is released.
  • the shock reduction torque command value T * mc is determined as a variable value that changes at a constant rate toward an upper limit value corresponding to the gradient ⁇ (the larger the gradient ⁇ , the larger the upper limit value).
  • the upper limit value of the shock reduction torque command value T * mc be set to a value that does not exceed the third torque command value T * m3 (particularly the first torque command value T * m1 ) at start-up (the minimum value required to suppress shock), regardless of the magnitude of the gradient ⁇ .
  • the torque output unit 66 determines whether the range change is complete by referring to the range signal Sr and/or the parking lock signal Sp (step S350). If the torque output unit 66 determines that the range change is complete, it determines whether the brake pedal 11 is being operated by referring to the brake signal Sb (step S360). That is, the determination in step S360 detects a situation in which the driver releases the brake pedal 11 to allow the electric vehicle 10 to travel after the shift range change from the P range to another range is complete.
  • the torque output unit 66 determines that the operation of the brake pedal 11 is off, it switches the torque command value T ** m from the shock suppression torque command value T * mc to the third torque command value T * m3 (particularly the first torque command value T * m1 ) (Yes in step S360 and step S380).
  • the torque output unit 66 determines that the brake pedal 11 is being operated, it waits for a predetermined time and then switches the torque command value T ** m from the shock suppression torque command value T * mc to the third torque command value T * m3 (No in step S360, step S370, and step S380).
  • the predetermined time is set to an appropriate value, based on the timing at which the range transition is completed, as the time until the influence of the torsional torque release that occurs when the parking lock is released disappears.
  • the predetermined time can be set, for example, between several tens of ms and several hundreds of ms.
  • the output of the shock suppression torque command value T * mc is stopped and the motor torque Tm is returned to the original value according to the accelerator opening APO, etc., after waiting until the effect of the torsional torque release has disappeared.
  • the shock suppression torque command value T * mc is maintained until the effect has disappeared, making it possible to more reliably reduce the shock that occurs when the parking lock is released.
  • step S380 the processing from step S370 to step S380 is executed in a situation where at least the brake pedal 11 is operated but the electric vehicle 10 has not yet started moving. Therefore, when the electric vehicle 10 starts moving, the torque command value T ** m is switched to the original third torque command value T * m3 (in particular the first torque command value T * m1 ), so that unintended torque fluctuations caused by starting the vehicle while maintaining the shock suppression torque command value T * mc can be suppressed.
  • Figure 7 is a timing chart showing an example of the control results obtained by the vehicle drive control method of this embodiment. Note that Figure 7 assumes a control mode in which the brake pedal 11 is continuously operated.
  • the shock suppression process is permitted based on the logic of the first control permission determination process. Then, the shock suppression torque command value T * mc is set from time t2 when the shift lever 9 begins to be operated and the parking lock mechanism 8 begins to be released, to time t3 when the shift range changes from P range to another range. As a result, the motor torque Tm that reduces the shock when the parking lock is released is output.
  • the torque command value T ** m is switched from the shock suppression torque command value T * mc to the third torque command value T * m3 (more specifically, the first torque command value T * m1 ) based on the logic described in steps S360, S370, and S380 of Fig. 5. This reduces the shock when the parking lock is released as described above, while also making it possible to output an appropriate motor torque Tm according to the accelerator opening APO, etc., when the electric vehicle 10 subsequently starts moving.
  • a vehicle drive control method that controls the output torque (T m ) of the drive motor 2 mounted on the electric vehicle 10 when the parking lock of the electric vehicle 10 is released.
  • a first gradient estimated value tan ⁇ A is obtained based on the longitudinal acceleration Gfr of the electric vehicle 10
  • a second gradient estimated value tan ⁇ B is obtained based on the rotational state ( ⁇ m ) of the drive motor 2.
  • the output torque ( Tm ) is set to a shock suppression torque (T * mc ) for suppressing the shock that occurs when the parking lock is released, and if the first gradient estimated value tan ⁇ A and the second gradient estimated value tan ⁇ B do not satisfy the first control permission condition, the output torque ( Tm ) is set to a predetermined basic torque (T * m3 ).
  • the conditions (first control permission conditions) suitable for executing control to suppress the shock that occurs when the parking lock is released can be confirmed based on the first gradient estimated value tan ⁇ A and the second gradient estimated value tan ⁇ B that suggest the same gradient ⁇ , and then it can be determined whether or not to execute the control. Then, if the first control permission conditions are met, the output torque (T m ) can be controlled based on the shock suppression torque (T * mc ), thereby suppressing the shock that occurs when the parking lock is released. On the other hand, if the first control permission conditions are not met, the output torque (T m ) can be controlled based on the basic torque (T * m3 ), thereby preventing excessive torque from being output.
  • the first control permission condition of this embodiment also includes the condition that the difference
  • the selected shift range and the brake braking force B based on the brake operation are referenced to determine whether a predetermined second control permission condition (No in step S220 and No in step S230) is satisfied. If the second control permission condition is satisfied, the output torque (T m ) is set to the shock suppression torque (T * mc ).
  • the second control permission condition includes the selected shift range being the parking range and the brake braking force B being equal to or greater than a predetermined determination value ⁇ [ ⁇ , M].
  • the output torque (T m ) can be set to the shock suppression torque (T* mc ) in a situation where the shift range is in the P range and a brake braking force B based on a brake operation of a certain level or more is obtained (a situation where the second control permission condition is satisfied), assuming that the first control permission condition is satisfied based on the first gradient estimated value tan ⁇ A and the second gradient estimated value tan ⁇ B.
  • the shock suppression process can be executed on a spot basis in necessary situations, it is possible to avoid unintended torque fluctuations while suppressing the shock that occurs when the parking lock is released.
  • the second control permission condition when the second control permission condition is satisfied, it is determined whether or not a shift operation from the parking range to another range has been performed, and if a shift operation has been performed, the output torque ( Tm ) is switched from the basic torque (T * m3 ) to the shock suppression torque (T * mc ), and with the output torque ( Tm ) set to the shock suppression torque (T * mc ), it is determined whether or not the shift range transition has been completed.
  • the output torque (T m ) is returned from the shock suppression torque (T * mc ) to the basic torque (T * m3 ) after waiting for a predetermined time.
  • the first gradient estimated value tan ⁇ A is calculated based on the detection value (G fr ) of the G sensor 23, and the second gradient estimated value tan ⁇ B is calculated based on the feedback value (T ** m_z ) of the output torque (T m ) and the motor rotation speed ⁇ m .
  • this embodiment provides a controller 50 that functions as a vehicle drive control device suitable for executing the above-described vehicle drive control method.
  • the controller 50 has a first gradient estimation value acquisition unit (60) that acquires a first gradient estimation value tan ⁇ A determined based on the longitudinal acceleration G fr of the electric vehicle 10, a second gradient estimation value acquisition unit (62) that acquires a second gradient estimation value tan ⁇ B determined based on the rotational state ( ⁇ m ) of the drive motor 2, a shock suppression torque setting unit (64, 66) that sets the output torque (T m ) to a shock suppression torque (T * mc ) for suppressing the shock that occurs when the parking lock is released, when the first gradient estimation value tan ⁇ A and the second gradient estimation value tan ⁇ B do not satisfy the first control permission condition (No in step S110 and No in step S120), and a basic torque setting unit (64, 66) that sets the output torque (T m ) to a predetermined basic torque (T * m3 ).
  • processing steps shown in each of the above-described embodiments are examples of how to realize each embodiment, and the order of some of the processing steps may be changed, some of the processing steps may be omitted, or other processing steps may be added, to the extent that each embodiment can be realized.
  • each process shown in each embodiment is executed based on a program that causes a computer to execute each processing procedure. Therefore, each embodiment can also be understood as an embodiment of a program that realizes the function of executing each process, and a recording medium that stores that program.

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Abstract

電動車両のパーキングロック解除時において、電動車両に搭載された駆動モータの出力トルクを制御する車両駆動制御方法を提供する。この車両駆動制御方法では、電動車両の前後加速度に基づいて定まる第１勾配推定値を取得し、駆動モータの回転状態に基づいて定まる第２勾配推定値を取得する。そして、第１勾配推定値及び第２勾配推定値が所定の第１制御許可条件を満たすと、出力トルクをパーキングロック解除時に生じるショックを抑制するためのショック抑制トルクに設定する。第１勾配推定値及び第２勾配推定値が第１制御許可条件を満たさないと、出力トルクを所定の基本トルクに設定する。

Description

車両駆動制御方法及び車両駆動制御装置
　本発明は、電動車両に搭載された駆動モータの出力トルクを制御する車両駆動制御方法及び車両駆動制御装置に関する。
　ＪＰ４２９７１３５Ｂ２には、パーキングシフト操作（シフトレバーを「Ｐ」ポジションへ操作すること）がなされる際の後進ギヤ段成立時のエンジン回転速度に基づいて捩れトルクを算出し、その捩れトルクと逆向きのトルクが加えられるようにモータジェネレータを作動させることによって、パーキングギヤのロックが解除される際に捩れトルクの急な解放を防止する制御方法が提案されている。
　ＪＰ４２９７１３５Ｂ２の制御方法では、上述した逆向きトルクの大きさは、駆動力が伝達されている時の機械的な特性等から推定される。このため、車両の状況（坂道で停車しているかなど）により、推定される逆向きトルクの大きさが、実際に必要とされる値に対して乖離することがある。したがって、このように精度の低い逆向きトルクを出力することで、意図しない急発進に繋がるおそれがある。
　したがって、本発明の目的は、意図しない急発進の発生を防ぎつつ、パーキングロック解除時に発生する捩れトルクに起因したショックを低減することにある。
　本発明の一態様によれば、電動車両のパーキングロック解除時において、電動車両に搭載された駆動モータの出力トルクを制御する車両駆動制御方法が提供される。
　この車両駆動制御方法では、電動車両の前後加速度に基づいて定まる第１勾配推定値を取得し、駆動モータの回転状態に基づいて定まる第２勾配推定値を取得する。そして、第１勾配推定値及び第２勾配推定値が所定の第１制御許可条件を満たすと、出力トルクをパーキングロック解除時に生じるショックを抑制するためのショック抑制トルクに設定し、第１勾配推定値及び第２勾配推定値が第１制御許可条件を満たさないと、出力トルクを所定の基本トルクに設定する。
図１は、本発明の一実施形態による電動車両の主要構成を示すブロック図である。 図２は、コントローラの詳細な構成を示すブロック図である。 図３は、第１制御許可判定処理の詳細を説明するフローチャートである。 図４は、第２制御許可判定処理の詳細を説明するフローチャートである。 図５は、トルク出力処理の詳細を説明するフローチャートである。 図６は、ショック抑制トルク指令値を定める具体的態様の一例を示す図である。 図７は、本実施形態による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。
　以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の電動車両の制御装置は、車両の駆動源の一部または全部として電動機を備え、電動機の駆動力により走行可能な電動車両に適用可能である。電動車両には、電気自動車だけでなく、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車も含まれる。
　図１は、本実施形態の車両駆動制御方法を実施するための電動車両１０の主要構成を示すブロック図である。
　図に示すように、本実施形態の電動車両１０は、駆動モータ２、駆動モータ２を制御するインバータ３、高電圧バッテリ４、及びコントローラ５０を備えている。インバータ３は高電圧バッテリ４に接続され、高電圧バッテリ４に充電された電力がインバータ３を介して駆動モータ２に供給される。
　駆動モータ２は、三相同期電動機などにより構成され、電動車両１０の走行駆動源として機能する。なお、駆動モータ２は、駆動軸５及び車軸６を介して車輪７に接続されている。
　インバータ３は、駆動モータ２を駆動するときに、高電圧バッテリ４が出力する直流電力を交流電力に変換して駆動モータ２に供給する電力変換装置である。特に、インバータ３は、モータ駆動用のパワーモジュールを備える。さらに、インバータ３は、後述するトルク指令値Ｔ＊＊ ｍを入力としてパワーモジュール（各スイッチング素子）を動作させ、当該トルク指令値Ｔ＊＊ ｍに応じた電力を駆動モータ２に供給する。
　高電圧バッテリ４は、駆動モータ２の駆動電力源として機能する直流電源である。例えば、高電圧バッテリ４は、リチウムイオン二次電池等の車載用のバッテリとして構成される。
　また、電動車両１０には、車輪７の駆動軸５の回転を機械的にロックするパーキングロック機構８が設けられている。例えば、駆動軸５と共に回転する歯車部材の所定位置にロックピンが機械的に突出して嵌合し、歯車部材の回転（駆動軸５の回転）を規制し、ロックピンの突出を解除することで歯車部材の回転（駆動軸５の回転）を解放する。
　さらに、パーキングロック機構８は、シフトレバー９が駐車位置に操作されると（シフトレンジがパーキングレンジになると）電気的に作動して、駆動軸５の回転を機械的にロックする。これにより、ドライバーが坂道等の傾斜路に電動車両１０を停車させてブレーキペダル１１の操作を解除しても、電動車両１０が停車状態に維持される。
　また、電動車両１０には、シフトレンジを検出するシフト位置センサ２１、ブレーキペダル１１に対する操作量（制動力）を検出するブレーキストロークセンサ２２、電動車両１０に作用する前後加速度Ｇｆｒを検出するＧセンサ２３、駆動モータ２の回転数（モータ回転速度ωｍ）を検出する回転速度センサ２４、及び図示しないアクセルペダルに対する操作量（アクセル開度ＡＰＯ）を検出するアクセル開度センサ２５が設けられている。そして、これら各種センサで得られるそれぞれの検出値はコントローラ５０に出力される。
　コントローラ５０は、図示しない記憶部（図示省略）に記憶されている各種プログラムに基づいて電動車両１０の各部を制御する。特に、コントローラ５０は、ＶＣＭ（Vehicle Control Module）、及びいわゆるＶＤＣ（Vehicle Dynamics Control）機能を実現するためのコンピュータなどの一又は複数のコンピュータにより構成される。
　ここで、上記の各構成を有する電動車両１０では、勾配路における停車状態でパーキングロック機構８を作動させた場合には車輪７が機械的にロックされる一方で、勾配θに応じて生じる回転力によって駆動軸５に捩れトルクが発生する。例えば、下り坂に電動車両１０をパーキングロック状態で停車させる際には、駆動軸５に前進方向の回転力が生じることで捩れトルクが発生する。その一方で、パーキングロック機構８により駆動軸５の回転が規制されているので、当該駆動軸５に捩れトルクが蓄積されることとなる。
　このため、電動車両１０を発進させる際にパーキングロックを解除すると、駆動軸５に蓄積されていた捩れトルクが急激に解放されることで（駆動軸５の捩じれ解放が生じることで）、意図しないトルク変動（ショック）が生じる。これに対して、本実施形態においては、コントローラ５０による制御の下、上記のパーキングロック解除時におけるショックを低減するために、必要に応じて駆動モータ２の出力トルク（以下、「モータトルクＴｍ」と称する）を補正する。より具体的には、コントローラ５０は、相互に異なる系統（異なるパラメータ及び／又は演算アルゴリズム）で定められるが、同じ走行路の勾配θを示唆する量（以下では、それぞれ「第１勾配推定値ｔａｎθＡ」及び「第２勾配推定値ｔａｎθＢ」と称する）を参照し、これらが所定条件（第１制御許可条件）を満たす場合にのみ、パーキングロック解除時におけるショックを低減するショック抑制処理を実行する。特に、ショック抑制処理では、駆動モータ２に本来設定される基本トルク指令値（後述の第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３）に代えて、パーキングロック解除時に生じる急激な駆動軸５の捩れトルクを打ち消すショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを設定して駆動モータ２を動作させる。以下、コントローラ５０による制御の詳細を説明する。
　図２は、コントローラ５０の詳細な構成を示すブロック図である。図示のように、コントローラ５０は、第１トルク指令値算出部５２と、ＦＢトルク算出部５４と、外乱トルク算出部５６と、加算部５７と、比較器５８と、第１勾配算出部６０と、第２勾配算出部６２と、第１制御許可判定部６４と、第２制御許可判定部６５と、トルク出力部６６と、を有する。
　第１トルク指令値算出部５２は、アクセル開度ＡＰＯ及びモータ回転速度ωｍを入力として、第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１を算出する。具体的に、第１トルク指令値算出部５２は、予め定めたアクセル開度－トルクテーブルを参照することにより、アクセル開度ＡＰＯ及びモータ回転速度ωｍから第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１を求める。なお、本実施形態におけるアクセル開度－トルクテーブルでは、アクセル開度ＡＰＯが大きくなるほど又はモータ回転速度ωｍが小さくなるほどトルクが大きくなるように定められている。また、アクセル開度ＡＰＯが０（全閉）の時に、一定以上の大きさのモータ回生量をとるようにモータトルクＴｍが設定されている。これにより、電動車両１０は、アクセルペダルの操作のみでも加減速や停止を行うことができる。
　ＦＢトルク算出部５４は、モータ回転速度ωｍを入力として、電動車両１０の減速時に適切な回生制動力を与えるためのフィードバックトルクＴωを算出する。特に、ＦＢトルク算出部５４は、モータ回転速度ωｍに負のゲインを乗算することでフィードバックトルクＴωを求める。なお、負のゲインは、モータ回転速度ωｍが大きいほど小さい（絶対値の大きい）値として定められる。これにより、モータ回転速度ωｍ（車速）が大きいほど、フィードバックトルクＴωが小さい値となる（回生制動力が大きなる）。
　外乱トルク算出部５６は、モータ回転速度ωｍ及びトルク指令値Ｔ＊＊ ｍの前回値（以下、「前回トルク指令値Ｔ＊＊ ｍ_ｚ」と称する）を入力として、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。より具体的に、外乱トルク算出部５６は、モータ回転速度ωｍに、モータ回転速度ωｍからモータトルクＴｍへの伝達特性及び所定のローパスフィルタ処理を施すことで第１のトルク推定値を求める。なお、モータ回転速度ωｍからモータトルクＴｍへの伝達特性は、電動車両１０の力学モデルに基づいて予め定めることができる。また、外乱トルク算出部５６は、前回トルク指令値Ｔ＊＊ ｍ_ｚにローパスフィルタ処理を施すことで、第２のトルク推定値を求める。さらに、外乱トルク算出部５６は、第２のトルク推定値から第１のトルク推定値を減算して外乱トルク推定値Ｔｄを求める。
　ここで、外乱としては、空気抵抗、乗員数や積載量に起因する車両質量Ｍの変動によるモデル化誤差、タイヤの転がり抵抗、路面の勾配抵抗等が考えられる。外乱要因は電動車両１０の運転条件により異なるが、停車間際で支配的となる外乱要因は勾配抵抗である。すなわち、上記のように算出された外乱トルク推定値Ｔｄは、電動車両１０の停車間際において、走行路における勾配θの大きさを一意に示唆する量と見なすことができる。
　加算部５７は、フィードバックトルクＴωと外乱トルク推定値Ｔｄの和をとることで第２トルク指令値Ｔ＊ ｍ２を求め、比較器５８に出力する。すなわち、第２トルク指令値Ｔ＊ ｍ２は、モータ回転速度ωｍ（車速）が０に近づくにつれて外乱トルク推定値Ｔｄに近づく（収束する）プロファイルをとる。
　比較器５８は、第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１及び第２トルク指令値Ｔ＊ ｍ２を入力として、これらの内の値が大きい方を第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３として出力する。すなわち、第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３（基本トルク指令値）は、電動車両１０の停車間際などの第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１（アクセル開度ＡＰＯやモータ回転速度ωｍに基づく指令値）が比較的小さいシーンにおいては、停車時に外乱トルク推定値Ｔｄに収束する第２トルク指令値Ｔ＊ ｍ２が第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３に定められる。このため、電動車両１０を停車させる際には、アクセル開度ＡＰＯがゼロであっても勾配に抗して電動車両１０の停車状態を維持することができる。一方、電動車両１０の通常走行時(停車間際以外)には、第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１が第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３に定められるので、アクセル開度ＡＰＯや車速に応じた所望のモータトルクＴｍを出力することができる。
　第１勾配算出部６０は、Ｇセンサ２３で検出される前後加速度Ｇｆｒを入力として、第１勾配推定値ｔａｎθＡを算出する。特に、第１勾配算出部６０は、前後加速度Ｇｆｒ、重力加速度ｇ、及び走行路における勾配θが満たす力学的関係に基づいて、前後加速度Ｇｆｒから第１勾配推定値ｔａｎθＡを算出する。なお、Ｇセンサ２３で検出される前後加速度Ｇｆｒから勾配θによる成分のみを抽出するために、別途検出した車速から電動車両１０の走行による前後加速度成分を算出し、前後加速度Ｇｆｒから当該前後加速度成分を除去した値に基づいて第１勾配推定値ｔａｎθＡを算出しても良い。すなわち、第１勾配推定値ｔａｎθＡは、Ｇセンサ２３の検出値に基づいて、モータ回転速度ωｍを含むモータ制御系のパラメータに依らずに算出される勾配θの示唆量である。
　第２勾配算出部６２は、外乱トルク推定値Ｔｄを入力として第２勾配推定値ｔａｎθＢを算出する。より具体的に、第２勾配算出部６２は、外乱トルク推定値Ｔｄに所定の単位変換ゲインを乗じることで第２勾配推定値ｔａｎθＢを求める。すなわち、第２勾配推定値ｔａｎθＢは、モータ回転速度ωｍなどに基づいて、Ｇセンサ２３の検出値に依らずに算出される勾配θの示唆量である。
　第１制御許可判定部６４は、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢを入力として、上記のショック抑制処理の実行可否を示す第１制御許可フラグｆ１を設定する。
　図３は、第１制御許可判定部６４により実行される処理（第１制御許可判定処理）の詳細を示すフローチャートである。なお、図３に示す各処理は、所定の演算周期で繰り返し実行される。
　図示のように、第１制御許可判定部６４は、先ず、第１勾配推定値ｔａｎθＡと所定の閾値αの大小を比較する（ステップＳ１１０）。ここで、閾値αは、パーキングロック解除時に生じるショックが無視できない程度に、電動車両１０の走行路における勾配θが大きいか否かを判断する観点から適切な値に定められる。具体的な数値に限定されるものではないが、閾値αは例えば１％～１０％（特に５％以下）に設定することができる。
　そして、第１制御許可判定部６４は、第１勾配推定値ｔａｎθＡが閾値α以下であると判断すると、第１制御許可フラグｆ１を「０」（オフ）に設定して、本処理を終了する（ステップＳ１１０のＹｅｓ及びステップＳ１３０）。すなわち、この場合、パーキングロック解除時に生じるショックが無視できる程度に小さいため、ショック抑制処理の実行を不許可とする。
　一方、第１制御許可判定部６４は、第１勾配推定値ｔａｎθＡが閾値αを超えると判断すると、さらに、第１勾配推定値ｔａｎθＡと第２勾配推定値ｔａｎθＢの差分｜ｔａｎθＡ－ｔａｎθＢ｜と所定の閾値βの大小を比較する（ステップＳ１１０のＮｏ及びステップＳ１２０）。
　ここで、閾値βは、何らかの異常の発生が疑われる程度に、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢが相互に乖離しているか否かを判断する観点から適切な値に定められる。具体的な数値に限定されるものではないが、閾値βは例えば数％～１０％の範囲内に設定することができる。
　上述のように、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢは、相互に異なる系統（異なるパラメータ及び／又は演算アルゴリズム）で定められるが、何れも、電動車両１０の走行路における勾配θを示唆する量である。そのため、これらの値が相互に大きく乖離する場合には、各種センサ類や勾配推定演算に何らかの異常が生じているものと推定することができる。したがって、ステップＳ１２０の判定（第１勾配推定値ｔａｎθＡと第２勾配推定値ｔａｎθＢの比較）を介して、ショック抑制処理の実行を見合わせるべき異常の発生を的確に検知することができる。
　そして、第１制御許可判定部６４は、差分｜ｔａｎθＡ－ｔａｎθＢ｜が閾値βを超えると判断すると、第１制御許可フラグｆ１を「０」（オフ）に設定して、本処理を終了する（ステップＳ１２０のＹｅｓ及びステップＳ１３０）。すなわち、この場合、何らかの異常の発生が推定されるので、ショック抑制処理の実行を不許可とする。
　一方、第１制御許可判定部６４は、差分｜ｔａｎθＡ－ｔａｎθＢ｜が閾値β以下であると判断すると、第１制御許可フラグｆ１を「１」（オン）に設定して、本処理を終了する（ステップＳ１２０のＮｏ及びステップＳ１４０）。すなわち、この場合、パーキングロック解除時に生じるショックが大きく、且つ異常も生じていないと推定されるので、ショック抑制処理の実行を許可する。
　図２に戻り、第２制御許可判定部６５は、第１制御許可フラグｆ１、ブレーキストロークセンサ２２の検出信号（以下、「ブレーキ信号Ｓｂ」と称する）、及びシフト位置センサ２１の検出信号（以下、「レンジ信号Ｓｒ」と称する）を入力として、上記のショック抑制処理の実行可否を示す第２制御許可フラグｆ２を設定する。
　図４は、第２制御許可判定部６５により実行される処理（第２制御許可判定処理）の詳細を示すフローチャートである。
　図示のように、第２制御許可判定部６５は、先ず、第１制御許可判定部６４で設定された第１制御許可フラグｆ１の値を参照する（ステップＳ２１０）。そして、第２制御許可判定部６５は、第１制御許可フラグｆ１が「１」ではない（「０」である）と判断すると、そのまま本処理を終了する（ステップＳ２１０のＮｏ）。
　一方、第２制御許可判定部６５は、第１制御許可フラグｆ１が「１」であると判断すると、レンジ信号Ｓｒを参照して現在選択されているシフトレンジを判定する（ステップＳ２１０のＹｅｓ及びステップＳ２２０）。
　そして、第２制御許可判定部６５は、現在選択されているシフトレンジがパーキングレンジ（Ｐレンジ）以外であると判断すると（Ｄレンジ、Ｒレンジ、又はＮレンジなどと判断すると）、第２制御許可フラグｆ２を「０」に設定して（ステップＳ２４０）、本処理を終了する。すなわち、この場合にはパーキングロック機構８が作動せず、ショック抑制処理が不要であるので、当該ショック抑制処理の実行を不許可とする。
　一方、第２制御許可判定部６５は、現在選択されているシフトレンジがＰレンジであると判断すると、ブレーキ信号Ｓｂに基づいて定まるブレーキ制動力Ｂと所定の判定値γ［θ，Ｍ］との大小比較を行う（ステップＳ２３０）。
　ここで、判定値γ［θ，Ｍ］は、勾配路において電動車両１０を停車状態に保持し得る程度のブレーキ制動力Ｂが加えられているかを判断する観点から適切な値に定められる。特に、判定値γ［θ，Ｍ］は、勾配θ及び車両質量Ｍの関数（特に、勾配θ又は車両質量Ｍが大きいほど大きくなる可変値）として定められる。また、判定値γ［θ，Ｍ］を定める勾配θは、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び／又は第２勾配推定値ｔａｎθＢ、好ましくは第１勾配推定値ｔａｎθＡにより定めることができる。さらに、判定値γ［θ，Ｍ］を定める車両質量Ｍは、電動車両１０の仕様に応じた既知の値、又は公知の車両重量推定方法により得られる質量推定値により定めることができる。特に、第１勾配推定値ｔａｎθＡ、車両質量Ｍ、及び判定値γ［θ，Ｍ］の関係を定めるマップを予め準備し、車両質量Ｍ及び第１勾配算出部６０で演算された第１勾配推定値ｔａｎθＡを当該マップに適用することで、判定値γ［θ，Ｍ］を求めるロジックを採用することが好ましい。
　そして、第２制御許可判定部６５は、ブレーキ制動力Ｂが判定値γ［θ，Ｍ］以上であると判断すると、第２制御許可フラグｆ２を「１」（オン）に設定して、本処理を終了する（ステップＳ２３０のＹｅｓ及びステップＳ２５０）。一方、第２制御許可判定部６５は、ブレーキ制動力Ｂが判定値γ［θ，Ｍ］未満であると判断すると、第２制御許可フラグｆ２を「０」（オフ）に設定して、ステップＳ２２０の判定に戻る（ステップＳ２３０のＮｏ及びステップＳ２２０）。これにより、勾配路において電動車両１０の停車状態を維持できる程度にブレーキ制動力Ｂが大きい場合にのみ、ショック抑制処理の実行を許可することができる。
　図２に戻り、トルク出力部６６は、第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３、第１制御許可フラグｆ１、第２制御許可フラグｆ２、ブレーキ信号Ｓｂ、レンジ信号Ｓｒ、及びパーキングロック機構８の作動状態を示すパーキングロック信号Ｓｐを参照して駆動モータ２のトルク指令値Ｔ＊＊ ｍを定め、インバータ３に出力する。
　図５は、トルク出力部６６により実行される処理（トルク出力処理）の詳細を示すフローチャートである。
　図示のように、トルク出力部６６は、先ず、第１制御許可判定部６４で設定された第１制御許可フラグｆ１の値及び第２制御許可判定部６５で設定された第２制御許可フラグｆ２の値を参照する（ステップＳ３１０，Ｓ３２０）。
　そして、トルク出力部６６は、第１制御許可フラグｆ１及び第２制御許可フラグｆ２の少なくとも一方が「１」ではないと判断すると、第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３をトルク指令値Ｔ＊＊ ｍとしてインバータ３に出力する（ステップＳ３１０又はＳ３２０がＮｏ、及びステップＳ３８０）。すなわち、上記の第１制御許可判定処理と第２制御許可判定処理の何れかにおいてショック抑制処理の実行を不許可とされた場合には、トルク出力部６６は、トルク補正が適用されない第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３（より詳細には第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１又は第２トルク指令値Ｔ＊ ｍ２）に基づいて、駆動モータ２を作動させる。
　一方、トルク出力部６６は、第１制御許可フラグｆ１及び第２制御許可フラグｆ２が何れも「１」であると判断すると、レンジ信号Ｓｒ及びパーキングロック信号Ｓｐを参照して、シフトレバー９に対する操作の有無（Ｐレンジから他のレンジへの遷移操作の有無）を判定する（ステップＳ３３０）。
　そして、トルク出力部６６は、Ｐレンジから他のレンジへの遷移操作があると、トルク指令値Ｔ＊＊ ｍをショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃに設定してインバータ３に出力する（ステップＳ３４０）。これにより、Ｐレンジから他のレンジへの遷移操作があったタイミングで速やかにショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃが設定されるので、パーキングロック解除時に生じるショックを効果的に抑制することができる。
　図６は、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを定める具体的な態様の一例を示す図である。図示のように、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃは、勾配θに応じた上限値（勾配θが大きいほど大きい上限値）に向かって一定割合の傾きで変化する可変値として定められる。このように、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃがトルクを一定割合の傾きで変化させるプロファイルに定められることで、当該ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを設定した際の急激なトルク変動（車体振動）の発生を防止することができる。なお、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃの上限値は、勾配θの大きさに関わらず、発進時における第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３（特に第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１）を超えない値（ショックを抑制するための最低限の値）に設定することが好ましい。特に、本実施形態では、図６に示す勾配θとショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃの関係を予めテーブルとして準備し、当該テーブルを参照して第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び／又は第２勾配推定値ｔａｎθＢ（より好ましくは第１勾配推定値ｔａｎθＡ）から適切なショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを定めるロジックを採用することが好ましい。
　図５に戻り、トルク出力部６６は、レンジ信号Ｓｒ及び／又はパーキングロック信号Ｓｐを参照して、レンジ遷移が完了したか否かを判定する（ステップＳ３５０）。そして、トルク出力部６６は、レンジ遷移が完了したと判断すると、ブレーキ信号Ｓｂを参照して、ブレーキペダル１１に対する操作の有無を判定する（ステップＳ３６０）。すなわち、ステップＳ３６０の判定は、シフトレンジのＰレンジからその他のレンジへの遷移が完了した後に、ドライバーが電動車両１０を走行させるべくブレーキペダル１１に対する操作を解除する状況を検知する。
　そして、トルク出力部６６は、ブレーキペダル１１に対する操作がオフであると判断すると、トルク指令値Ｔ＊＊ ｍをショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃから第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３（特に第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１）に切り替える（ステップＳ３６０のＹｅｓ、及びステップＳ３８０）。
　すなわち、ブレーキペダル１１に対する操作がオフとされて電動車両１０が発進し始める段階であれば、パーキングロック解除時に生じる捩じれトルク解放の影響は無くなってているものと推定される。このため、ブレーキペダル１１に対する操作がオフとなるタイミングの検知を基点として、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃの出力を終了してモータトルクＴｍをアクセル開度ＡＰＯなどに応じた本来の値に戻す。これにより、パーキングロック解除時に生じるショックを低減しつつも、発進時にはトルク指令値Ｔ＊＊ ｍが本来の第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３（特に第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１）に切り替わるので、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを維持したまま発進に至ることによる意図しないトルク変動を抑制することができる。なお、この場合、トルク指令値Ｔ＊＊ ｍの切り替え時に実際のモータトルクＴｍの変化が急峻にならないように、当該モータトルクＴｍの変化率（傾き）を一定値以下に制限することが好ましい。
　一方、トルク出力部６６は、ブレーキペダル１１に対する操作がオンであると判断すると、所定時間の待機を経た後に、トルク指令値Ｔ＊＊ ｍをショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃから第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３に切り替える（ステップＳ３６０のＮｏ、ステップＳ３７０、及びステップＳ３８０）。ここで、所定時間は、レンジ遷移が完了するタイミングを基点として、パーキングロック解除時に生じる捩じれトルク解放の影響が無くなるまで時間として適切な値に定められる。具体的な数値に限定されるものではないが、所定時間は、例えば、数十［ｍｓ］～数百［ｍｓ］の間で設定することができる。
　したがって、本実施形態では、ブレーキペダル１１に対する操作が続いている状況では、捩じれトルク解放の影響が無くなるまで待った上で、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃの出力を終了してモータトルクＴｍをアクセル開度ＡＰＯなどに応じた本来の値に戻す。これにより、ブレーキペダル１１に対する操作が継続している状況（捩じれトルク解放の影響が無くなっているか不明な状況）であっても、当該影響が無くなるまでショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを維持して、パーキングロック解除時に生じるショックをより確実に低減することができる。
　特に、ステップＳ３７０からステップＳ３８０までの処理は、少なくともブレーキペダル１１に対する操作がなされており、電動車両１０が未だ発進に至らない状況において実行される。このため、電動車両１０の発進時には、トルク指令値Ｔ＊＊ ｍは本来の第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３（特に第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１）に切り替わるので、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを維持したまま発進に至ることによる意図しないトルク変動を抑制することができる。
　次に、図３～図５で説明した各処理を実行した場合における制御結果について説明する。
　図７は、本実施形態の車両駆動制御方法による制御結果の一例を示すタイミングチャートである。なお、図７では、ブレーキペダル１１に対する操作が継続している状況下における制御態様を想定している。
　図示のように、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢの差分が閾値β以下となる時刻ｔ１において、第１制御許可判定処理のロジックに基づきショック抑制処理が許可される。そして、シフトレバー９の操作及びパーキングロック機構８の解除が開始される時刻ｔ２から、シフトレンジがＰレンジから他のレンジへ遷移する時刻ｔ３までの間においてショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃが設定される。これにより、パーキングロック解除時のショックを低減するモータトルクＴｍが出力されることとなる。
　さらに、レンジ遷移が完了する時刻ｔ３以降においては、図５のステップＳ３６０、ステップＳ３７０、及びステップＳ３８０で説明したロジックに基づき、トルク指令値Ｔ＊＊ ｍがショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃから第３トルク指令値Ｔ＊ ｍ３（より詳細には第１トルク指令値Ｔ＊ ｍ１）に切り替えられる。これにより、上記のようにパーキングロック解除時のショックを低減しつつも、その後の電動車両１０の発進時においては、アクセル開度ＡＰＯなどに応じた適切なモータトルクＴｍを出力することができる。
　以上説明した本実施形態の車両駆動制御方法の構成及びそれによる作用効果について説明する。
　本実施形態によれば、電動車両１０のパーキングロック解除時において、電動車両１０に搭載された駆動モータ２の出力トルク（Ｔｍ）を制御する車両駆動制御方法が提供される。
　この車両駆動制御方法では、電動車両１０の前後加速度Ｇｆｒに基づいて定まる第１勾配推定値ｔａｎθＡを取得し、駆動モータ２の回転状態（ωｍ）に基づいて定まる第２勾配推定値ｔａｎθＢを取得する。そして、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢが所定の第１制御許可条件（ステップＳ１１０のＮｏ且つステップＳ１２０のＮｏ）を満たすと、出力トルク（Ｔｍ）をパーキングロック解除時に生じるショックを抑制するためのショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）に設定し、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢが第１制御許可条件を満たさないと、出力トルク（Ｔｍ）を所定の基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）に設定する。
　これにより、勾配路において電動車両１０のパーキングロック解除されるシーンにおいて、同じ勾配θを示唆する第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢに基づいて、パーキングロック解除時に生じるショックを抑制する制御（ショック抑制処理）の実行に適する条件（第１制御許可条件）を確認した上で、その実行の有無を定めることができる。そして、第１制御許可条件を満たす場合には、ショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）に基づいて出力トルク（Ｔｍ）を制御することで、当該パーキングロック解除時に生じるショックを抑制することができる。その一方で、第１制御許可条件を満たさない場合には、基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）に基づいて出力トルク（Ｔｍ）を制御することで、過剰にトルクが出力される事態を防止することができる。
　また、本実施形態の第１制御許可条件には、第１勾配推定値ｔａｎθＡと第２勾配推定値ｔａｎθＢの差分｜ｔａｎθＡ－ｔａｎθＢ｜が所定値（閾値β）以下であることが含まれる。
　これにより、第１制御許可条件として、第１勾配推定値ｔａｎθＡと第２勾配推定値ｔａｎθＢの間の乖離が一定以下であることを定めることができる。したがって、これらの推定値が一定以上に乖離することで各種センサ類や勾配推定に何らかの異常が生じていると推定される状況においては、ショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）を設定しないことで過剰なトルク出力をより確実に防止することができる。
　また、本実施形態では、第１勾配推定値ｔａｎθＡと第２勾配推定値ｔａｎθＢが第１制御許可条件を満たすと（ステップＳ２１０のＹｅｓ）、選択されているシフトレンジ、及びブレーキ操作に基づくブレーキ制動力Ｂを参照して所定の第２制御許可条件（ステップＳ２２０のＮｏ且つステップＳ２３０のＮｏ）を満たすかを判定する。そして、第２制御許可条件を満たす場合に、出力トルク（Ｔｍ）をショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）に設定する。特に、第２制御許可条件には、選択されているシフトレンジがパーキングレンジであり、ブレーキ制動力Ｂが所定の判定値γ［θ，Ｍ］以上であることが含まれる。
　これにより、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢに基づく第１制御許可条件が満たされていることを前提として、シフトレンジがＰレンジで且つ一定以上のブレーキ操作に基づくブレーキ制動力Ｂが得られている状況（第２制御許可条件が満たされている状況）において、出力トルク（Ｔｍ）をショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）に設定することができる。すなわち、必要なシーンにおいてスポット的にショック抑制処理を実行することができるので、パーキングロック解除時に生じるショックを抑制しつつ、意図しないトルク変動を回避することができる。
　さらに、本実施形態では、第２制御許可条件を満たすと、パーキングレンジから他のレンジへの遷移操作の有無を判定し、遷移操作があると、出力トルク（Ｔｍ）を基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）からショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）に切り替え、出力トルク（Ｔｍ）をショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）に設定した状態で、シフトレンジの遷移が完了したか否かを判定する。そして、シフトレンジの遷移が完了すると、ブレーキ操作が実行されているか否かを判定し、ブレーキ操作が実行されていると判断すると、出力トルク（Ｔｍ）をショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）から基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）に戻す。
　これにより、ブレーキペダル１１に対する操作がオフとされて電動車両１０が発進し始める状況（パーキングロック解除時に生じる捩じれトルク解放の影響は消失している状況）を適切に検知して、出力トルク（Ｔｍ）をショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）から基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）に戻すことができる。したがって、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを維持し続けることによる意図しないトルク変動を抑制することができる。
　また、本実施形態では、ブレーキ操作が実行されていないと判断すると、所定時間待機した後に、出力トルク（Ｔｍ）をショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）から基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）に戻す。
　これにより、シフトレンジの遷移が完了したタイミングから、パーキングロック解除時に生じる捩じれトルク解放の影響が残る時間の経過を適切に検知して、出力トルク（Ｔｍ）をショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）から基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）に戻すことができる。したがって、ショック抑制トルク指令値Ｔ＊ ｍｃを維持し続けることによる意図しないトルク変動を抑制することができる。
　なお、第１勾配推定値ｔａｎθＡはＧセンサ２３の検出値（Ｇｆｒ）に基づいて算出され、と第２勾配推定値ｔａｎθＢは、出力トルク（Ｔｍ）のフィードバック値（Ｔ＊＊ ｍ_ｚ）及びモータ回転速度ωｍに基づいて算出されることが好ましい。
　これにより、同じ勾配θを示唆する２つの推定値を定めるための具体的な態様を実現することができる。
　さらに、本実施形態では、上記車両駆動制御方法の実行に適した車両駆動制御装置として機能するコントローラ５０が提供される。
　このコントローラ５０は、電動車両１０の前後加速度Ｇｆｒに基づいて定まる第１勾配推定値ｔａｎθＡを取得する第１勾配推定値取得部（６０）と、駆動モータ２の回転状態（ωｍ）に基づいて定まる第２勾配推定値ｔａｎθＢを取得する第２勾配推定値取得部（６２）と、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢが所定の第１制御許可条件（ステップＳ１１０のＮｏ且つステップＳ１２０のＮｏ）を満たすと、出力トルク（Ｔｍ）をパーキングロック解除時に生じるショックを抑制するためのショック抑制トルク（Ｔ＊ ｍｃ）に設定するショック抑制トルク設定部（６４，６６）と、第１勾配推定値ｔａｎθＡ及び第２勾配推定値ｔａｎθＢが第１制御許可条件を満たさないと、出力トルク（Ｔｍ）を所定の基本トルク（Ｔ＊ ｍ３）に設定する基本トルク設定部（６４，６６）と、を有する。
　以上説明した各実施形態で示した各処理手順は、各実施形態を実現するための一例を示したものであり、各実施形態を実現可能な範囲で各処理手順の一部の順序を入れ替えてもよく、各処理手順の一部を省略したり他の処理手順を追加したりしてもよい。
　また、各実施形態で示した各処理は、各処理手順をコンピュータに実行させるためのプログラムに基づいて実行されるものである。このため、各実施形態は、それらの各処理を実行する機能を実現するプログラム、そのプログラムを記憶する記録媒体の実施形態としても把握することができる。
　以上、各発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

Claims (7)

  1. 　電動車両のパーキングロック解除時において、前記電動車両に搭載された駆動モータの出力トルクを制御する車両駆動制御方法であって、
    　前記電動車両の前後加速度に基づいて定まる第１勾配推定値を取得し、
    　前記駆動モータの回転状態に基づいて定まる第２勾配推定値を取得し、
    　前記第１勾配推定値及び前記第２勾配推定値が所定の第１制御許可条件を満たすと、前記出力トルクを前記パーキングロック解除時に生じるショックを抑制するためのショック抑制トルクに設定し、
    　前記第１勾配推定値及び前記第２勾配推定値が前記第１制御許可条件を満たさないと、前記出力トルクを所定の基本トルクに設定する、
    　車両駆動制御方法。
  2. 　請求項１に記載の車両駆動制御方法であって、
    　前記第１制御許可条件には、前記第１勾配推定値と前記第２勾配推定値の差分が所定値以下であることが含まれる、
    　車両駆動制御方法。
  3. 　請求項１に記載の車両駆動制御方法であって、
    　前記第１勾配推定値及び前記第２勾配推定値が前記第１制御許可条件を満たすと、選択されているシフトレンジ、及びブレーキ操作に基づく制動力を参照して所定の第２制御許可条件を満たすかを判定し、
    　前記第２制御許可条件を満たす場合に、前記出力トルクを前記ショック抑制トルクに設定し、
    　前記第２制御許可条件には、
    　選択されている前記シフトレンジがパーキングレンジであり、前記制動力が所定の判定値以上であることが含まれる、
    　車両駆動制御方法。
  4. 　請求項３に記載の車両駆動制御方法であって、
    　前記第２制御許可条件を満たすと、前記パーキングレンジから他のレンジへの遷移操作の有無を判定し、
    　前記遷移操作があると、前記出力トルクを前記基本トルクから前記ショック抑制トルクに切り替え、
    　前記出力トルクを前記ショック抑制トルクに設定した状態で、前記シフトレンジの遷移が完了したか否かを判定し、
    　前記シフトレンジの遷移が完了すると、前記ブレーキ操作が実行されているか否かを判定し、
    　前記ブレーキ操作が実行されていると、前記出力トルクを前記ショック抑制トルクから前記基本トルクに戻す、
    　車両駆動制御方法。
  5. 　請求項４に記載の車両駆動制御方法であって、
    　前記ブレーキ操作が実行されていないと判断すると、所定時間待機した後に、前記出力トルクを前記ショック抑制トルクから前記基本トルクに戻す、
    　車両駆動制御方法。
  6. 　請求項１～５の何れか１項に記載の車両駆動制御方法であって、
    　前記第１勾配推定値は、前後Ｇセンサの検出値に基づいて算出され、
    　前記第２勾配推定値は、前記出力トルクのフィードバック値及びモータ回転速度の検出値に基づいて算出される、
    　車両駆動制御方法。
  7. 　電動車両のパーキングロック解除時において、前記電動車両に搭載された駆動モータの出力トルクを制御する車両駆動制御装置であって、
    　前記電動車両の前後加速度に基づいて定まる第１勾配推定値を取得する第１勾配推定値取得部と、
    　前記駆動モータの回転状態に基づいて定まる第２勾配推定値を取得する第２勾配推定値取得部と、
    　前記第１勾配推定値及び前記第２勾配推定値が所定の第１制御許可条件を満たすと、前記出力トルクを前記パーキングロック解除時に生じるショックを抑制するためのショック抑制トルクに設定するショック抑制トルク設定部と、
    　前記第１勾配推定値及び前記第２勾配推定値が前記第１制御許可条件を満たさないと、前記出力トルクを所定の基本トルクに設定する基本トルク設定部と、を有する、
    　車両駆動制御装置。
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US20170072815A1 (en) * 2015-09-10 2017-03-16 Hyundai Motor Company System and method for controlling impact reduction of electric vehicle
JP2019146450A (ja) * 2018-02-23 2019-08-29 日産自動車株式会社 電動車両の制御方法および電動車両の制御装置

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