(57)【要約】      （修正有）【課題】制振効果を図りつつ、トルク振動の発生を抑止する。【解決手段】制御ブロック７ｈは、減算器７ｇの出力値、すなわち、第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1から第２のトルク目標値の第２項Ｔm*2_2を減算した値に対してフィルタ処理を施すことにより第２のトルク目標値Ｔm*２を出力する。ここで、制御ブロック７ｈにおける伝達特性Ｇｚ（ｓ）は、車両同定モデル（Ｇｐ（ｓ））の分子２次式を分子とするとともに、前記車両同定モデルの分子から演算される減衰係数（第１の減衰係数）ζｚよりも大きく、かつ、１以下に設定された減衰係数（第２の減衰係数）ζｃ（ζｚ＜ζｘ≦１）を有する２次式を分母としている。【選択図】図２
2010288332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク指令値に基づいて駆動される電動モータを動力源とする電動車両の制御装置において、
車両情報を検出する検出手段と、
前記車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を設定するトルク目標値設定手段と、
電動モータへのトルク指令値を演算するトルク指令値演算手段と、
前記トルク指令値に対して、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性からなる第１のフィルタ処理を施すことにより、第２のトルク目標値の第１項を演算する第１項演算手段と、
前記車両情報の一つであるモータ回転速度に対して、前記バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性と、車両へのトルク入力とモータ回転速度との伝達特性の車両同定モデルとからなる第２のフィルタ処理を施すことにより、第２のトルク目標値の第２項を演算する第２項演算手段と、
前記第２のトルク目標値の第１項と、前記第２のトルク目標値の第２項との偏差に基づいて、第２のトルク目標値を演算するトルク目標値演算手段とを備え、
前記車両同定モデルは、２次式の分子と３次式の分母とで構成され、
前記トルク目標値演算手段は、
前記第２のトルク目標値の第１項から前記第２のトルク目標値の第２項を減算する減算手段と、
前記減算手段の出力値に対して、２次式の分子と２次式の分母とで構成される伝達特性からなる第３のフィルタ処理を施すことにより、前記第２のトルク目標値を出力するフィルタ手段とを有し、
前記フィルタ手段の伝達特性は、前記車両同定モデルの分子２次式を分子とするとともに、前記車両同定モデルの分子から演算される第１の減衰係数よりも大きく、かつ、１以下に設定された第２の減衰係数を有する２次式を分母としており、
前記トルク指令値演算手段は、前記第１のトルク目標値と、前記フィルタ手段によってフィルタ処理された前記第２のトルク目標値とに基づいて、前記トルク指令値を演算することを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
前記第１の減衰係数ζｚは、前記車両同定モデルの分子２次式をＡ・ｓ２＋Ｂ・ｓ＋Ｃと表した場合、Ｂ／Ａ＝２・√（Ｃ／Ａ）・ζｚの関係式より求まり、
前記フィルタ手段は、第２の減衰係数ζｃをζｚ＜ζｃ≦１の範囲となる定数として決定した場合に、伝達特性が下式の関係を満たす
Ｇｚ＝［Ａ・ｓ２＋Ｂ・ｓ＋Ｃ］／［ｓ２＋（２・√（Ｃ／Ａ）・ζｃ）・ｓ＋（Ｃ／Ａ）]
ことを特徴とする請求項１に記載された電動車両の制御装置。
【請求項３】
制御対象周波数における位相を補正する位相補償手段をさらに有し、
前記位相補償手段は、前記フィルタ手段によってフィルタ処理された前記第２のトルク目標値に対して位相補償を行うことを特徴とする請求項１または２に記載された電動車両の制御装置。
【請求項４】
制御対象周波数におけるゲインを補正するゲイン補償手段をさらに有し、
前記ゲイン補償手段は、前記フィルタ手段によってフィルタ処理された前記第２のトルク目標値に対してゲイン補償を行うことを特徴とする請求項３に記載された電動車両の制御装置。
【請求項５】
前記第１項演算手段は、前記トルク目標値設定手段によって設定される前記第１のトルク目標値に、前記第２のトルク目標値の第１項と前記第２のトルク目標値の第２項との差を加算した加算値に基づいて第２のトルク目標値の第１項を演算することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載された電動車両の制御装置。
【請求項６】
前記第１項演算手段および前記第２項演算手段は、前記バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性における周波数特性を可変とすることにより、前記制御対象周波数における位相を補正することを特徴とする請求項１または２に記載された電動車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、電動モータを用いた車両の制御装置が開示されている。この制御装置は、制振制御を行うために、Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有する制御ブロックと、この制御ブロックの出力とモータ回転速度との偏差を求める減算器と、Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有する制御ブロックとを有する。この際、Ｈ（ｓ）の分母次数と分子次数との差分は、Ｇｐ（ｓ）の分母次数と分子次数の差以上となるように設定される。これにより、停止状態、或いは減速状態からアクセルを踏み込んだ場合においても、制振効果を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された手法によれば、制御対象とする車両のねじり振動特性を同定モデルＧｐ（ｓ）とした場合、その特性を用いたＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタを用いて、モータに対するトルク指令値を決定するためのトルク目標値等を算出している。そのため、車両伝達特性が同定モデルＧｐ（ｓ）から乖離した場合に、１／Ｇｐ（ｓ）の共振特性に応じて、出力トルク（フィードバックトルク）に振動が発生する可能性がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、制振効果を図りつつ、トルク振動の発生を抑止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本発明において、第１項演算手段は、トルク指令値に対して、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性からなる第１のフィルタ処理を施すことにより、第２のトルク目標値の第１項を出力する。また、第２項演算手段は、モータ回転速度に対して、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性と、車両へのトルク入力とモータ回転速度との伝達特性のモデルとからなる第２のフィルタ処理を施すことにより、第２のトルク目標値の第２項を出力する。トルク目標値演算手段は、第２のトルク目標値の第１項と、第２のトルク目標値の第２項との偏差に基づいて、トルク指令値を演算するための第２のトルク目標値を演算する。この場合、トルク目標値演算手段は、第２のトルク目標値の第１項から前記第２のトルク目標値の第２項を減算した値に対して、２次式の分子と２次式の分母とで構成される伝達特性からなる第３のフィルタ処理を施すことにより第２のトルク目標値を出力するフィルタ手段を有する。ここで、フィルタ手段の伝達特性は、車両同定モデルの分子２次式を分子とするとともに、車両同定モデルの分子から演算される第１の減衰係数よりも大きく、かつ、１以下に設定された第２の減衰係数を有する２次式を分母としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、車両伝達特性がその同定モデルから乖離するような場合でも、フィルタ手段のフィルタ機能により打ち消されるので、フィードバック制御による出力トルクの振動を抑制することができる。これにより、制振効果を図りつつ、トルク振動の発生を抑止することである。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態に係る電動車両の制御装置の構成を模式的に示すブロック図
【図２】第１の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図
【図３】実プラントＧp'（ｓ）としてデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す図
【図４】周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図
【図５】第２の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図
【図６】周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図
【図７】第２の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図
【図８】周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図
【図９】実プラントＧp'（ｓ）としてデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す図
【図１０】第３の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図
【図１１】実プラントＧp'（ｓ）としてデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す図
【図１２】第４の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図
【図１３】周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図
【図１４】実プラントＧp'（ｓ）としてデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電動車両の制御装置の構成を模式的に示すブロック図である。本実施形態にかかる電動車両は、バッテリ（図示せず）からの電力で動作するモータ１が搭載されており、モータ１の出力軸は減速機（図示せず）に接続されている。モータ１からの動力は、減速機およびドライブシャフト２を介して左右の駆動輪３，４に伝達される。バッテリとモータ１との間にはインバータ（図示せず）が設けられ、バッテリの直流電力はインバータによって交流電力に変換された上でモータ１に供給される。
【００１０】
電動車両には、モータ１の出力トルクを制御する制御装置５が搭載されており、この制御装置５は、トルク設定部６と、制振制御部７と、トルク制御部８とで構成されている。制御装置５としては、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインターフェースを主体に構成されたマイクロコンピュータを用いることができる。制御装置５には、トルク制御を行うために、各種センサによって検出される車両情報が入力されている。回転角センサ９は、モータ１の回転角を検出することにより、モータ回転速度ωｍを検出するセンサである。アクセル開度センサ１０は、ドライバによるアクセル操作量（例えば、アクセル開度）を検出するセンサである。これらの回転角センサ９およびアクセル開度センサ１０は、車両情報を検出する検出手段として機能する。
【００１１】
トルク設定部（トルク目標値設定手段）６は、車両情報、具体的には、検出されたアクセル操作量およびモータ回転速度ωｍに基づいて、第１のトルク目標値Ｔm*を設定する。設定されたトルク目標値Ｔm*は、制振制御部７に出力される。制振制御部７は、検出されたモータ回転速度ωｍと、トルク目標値Ｔm*とを入力として演算を行い、モータ１に対するトルクの指令値であるトルク指令値Ｔ*を決定する。決定されたトルク指令値Ｔ*は、トルク制御部８に出力される。トルク制御部８は、ＰＷＭ制御などを用いてインバータを制御することにより、モータ１の出力トルクをモータトルク指令値Ｔ*に追従させるような制御を行う。
【００１２】
図２は、第１の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図である。制振制御部７において、第１のトルク目標値Ｔm*と、後述する第２のトルク目標値Ｔm*２とは加算器７ａに入力され、加算器７ａは両値を加算する。この加算器７ａは、トルク指令値Ｔm*を演算するトルク指令値演算手段としての機能を担っており、第１のトルク目標値Ｔm*と、第２のトルク目標値Ｔm*２とに基づいて、両値Ｔm*，Ｔm*２の和をトルク指令値Ｔm*として演算する。加算器７ａからの出力であるトルク指令値Ｔ*は、制御ブロック７ｂに入力される。
【００１３】
ここで、図１に示すように、制御装置５において、制振制御部７の一部をなす加算器７ａからの出力であるトルク指令値Ｔ*は、トルク制御部８に入力される。そして、トルク制御部８がこのトルク指令値Ｔ*に基づいてインバータを介してモータ１を制御する。この制御に応じてモータ１が駆動することにより、そのモータ１の回転速度ωｍが回転角センサ９によって検出され、検出されたモータ回転速度ωｍが制御系にフィードバックされる。
【００１４】
図２に示すブロック図において、制御ブロック７ｂは、Ｇp'（ｓ）なる伝達特性を有しており、トルク制御部８によりインバータを介して制御される電動車両上のモータ１としての実プラントを代替的に表している。この制御ブロック７ｂは、トルク指令値Ｔ*を入力として、実プラントＧp'（ｓ）であるモータ１のモータ回転速度を出力する。なお、実プラントＧp'（ｓ）に入るトルク外乱要素を反映すべく、加算器７ａから出力されたトルク指令値Ｔ*は、加算器７ｃによりトルク外乱要素Ｔｄが加算された上で、制御ブロック７ｂに入力される。また、実プラントＧp'（ｓ）に入るモータ回転速度外乱要素を反映すべく、制御ブロック７ｂから出力されるモータ回転速度には、加算器７ｄによりモータ回転速度外乱要素ωｄが加算される。加算器７ｄからの出力（モータ回転速度）は、回転角センサ９によって検出されるモータ回転速度ωｍと対応する。加算器７ｄから出力されるモータ回転速度ωｍは、制御ブロック７ｅに入力される。
【００１５】
制御ブロック７ｅは、フィルタとしての機能を担っており、このフィルタはＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有している。ここで、Ｈ（ｓ）は、バンドパスフィルタとして特性を有しており、Ｇｐ（ｓ）は、車両へのトルク入力とモータ回転速度との伝達特性のモデル（車両伝達特性の同定モデル（車両同定モデル））である。この制御ブロック７ｅは、モータ回転速度ωｍを入力とし、これにフィルタ処理を施すことにより、第２のトルク目標値の第２項Ｔm*2_2を出力（演算）する（第２項演算手段）。この第２のトルク目標値の第２項Ｔm*2_2は、減算器７ｇに出力される。
【００１６】
一方、加算器７ａからの出力であるトルク指令値Ｔ*は、制御ブロック７ｂの他に、制御ブロック７ｆにも入力されている。制御ブロック７ｆは、バンドパスフィルタとして機能を担っており、上述したＨ（ｓ）なる伝達特性を有している。この制御ブロック７ｆは、トルク指令値Ｔ*を入力とし、これにフィルタ処理を施すことにより、第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1を出力（演算）する（第１項演算手段）。この第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1は、減算器７ｇに出力される。
【００１７】
減算器７ｇは、第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1から、第２のトルク目標値の第２項Ｔm*2_2を減算することにより、両値Ｔm*2_1，Ｔm*2_2の偏差を演算する。減算器７ｇからの出力である第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1および第２項Ｔm*2_2の偏差は、制御ブロック７ｈに出力される。
【００１８】
制御ブロック７ｈは、フィルタとしての機能を担っており、このフィルタはＧｚ（ｓ）なる伝達特性を有している。なお、伝達特性Ｇｚ（ｓ）の詳細については後述する。制御ブロック７ｈは、減算器７ｇからの出力値を入力として、この入力値にフィルタ処理を施すことにより、第２のトルク目標値Ｔm*２を出力する（フィルタ手段）。算出された第２のトルク目標値Ｔm*２は、上述したように加算器７ａに対して出力される。すなわち、上述した減算器７ｇおよび制御ブロック７ｈは、第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1と第２のトルク目標値の第２項Ｔm*2_2との偏差に基づいて、第２のトルク目標値Ｔm*２を演算するトルク目標値演算手段として機能する。
【００１９】
本実施形態の特徴の一つは、このような制振制御部７のシステム構成に基づいて、制御ブロック７ｅにおける伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）と、実プラントＧp'（ｓ）との間に乖離が発生した場合や、モータ回転速度外乱要素ωｄが発生した場合に、出力トルクに振動が生じることを抑制するものである。
【００２０】
以下、本実施形態の特徴の一つである伝達特性Ｇｚ（ｓ）なるフィルタの設定方法について説明する。伝達特性Ｇｚ（ｓ）は、伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）に起因して設定される。そこで、伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）について説明する。駆動ねじり振動系の運動方程式として、下式を導くことができる。
【数１】
2010288332.tif 000003
【００２１】
数式１において、符号の右上に付されている「＊」は、時間微分を表す。また、Ｊｍはモータ１のイナーシャであり、Ｊｗは駆動輪のイナーシャであり、Ｍは車両の質量である。ＫＤは駆動系のねじり剛性であり、ＫＴはタイヤと路面の摩擦に関する係数であり、Ｎはオーバーオールギヤ比であり、ｒはタイヤの荷重半径である。ωｍはモータ回転速度であり、Ｔｍはモータ１のトルクであり、ＴＤは駆動輪のトルクである。さらに、Ｆは車両に加えられる力であり、Ｖは車両の速度であり、ωｗは駆動輪の回転速度である。
【００２２】
そして、上記の運動方程式に基づいて、モータトルクからモータ回転速度までの伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）を求めると、Ｇｐ（ｓ）は下式で示される。
【数２】
2010288332.tif 000004
【００２３】
ここで、数式２における各パラメータは、下式で示される。
【数３】
2010288332.tif 000005
【００２４】
数式２に示す伝達関数の極と零点とを調べると、１つの極と１つの零点は極めて近い値を示す。これは、次式で示すαとβとが極めて近い値を示すことに相当する。
【数４】
2010288332.tif 000006
【００２５】
数式４における極零相殺（α＝βと近似する）を行うことにより、下式に示すように、Ｇｐ（ｓ）は、（２次）／（３次）の伝達特性を構成する。
【数５】
2010288332.tif 000007
【００２６】
本実施形態では、同式の分子の項に着目する。この分子における２次の各係数をＡ（２次の係数）、Ｂ（１次の係数）およびＣ（０次の係数）とした場合、これらの係数は減衰係数ζｚとの間に下式が成り立つ。
【数６】
2010288332.tif 000008
【００２７】
同数式より減衰係数ζｚは、下式で表すことができる。
【数７】
2010288332.tif 000009
【００２８】
数式７より減衰係数ζｚを算出することにより、係数ζｃを算出値ζｚよりも大きい値、かつ、１以下の範囲で決定する（ζｚ＜ζｃ≦１）。この係数ζｃに基づいて、Ｇｚ（ｓ）を下式より算出する。
【数８】
2010288332.tif 000010
【００２９】
本実施形態では、伝達特性Ｇｚ（ｓ）なるフィルタを有する制御ブロック７ｈを備えることにより、伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）と、実プラントＧp'（ｓ）との間に乖離が発生した場合や、モータ回転速度外乱ωｄが発生した場合の出力トルクの振動の抑制を図ることができる。
【００３０】
図３は、実プラントＧp'（ｓ）としてドライブシャフトの伝達トルクに±１０Ｎｍの不感帯を有するデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す図である。同図において、（ａ）は出力トルクＴｆの推移を示し、（ｂ）はモータ回転速度ωｍの推移を示し、（ｃ）はドライブシャフトの伝達トルクＴｄの推移を示す。同図は、０Ｎｍから１５０Ｎｍへのトルクステップ指令Ｓｔに対する発進時のシミュレーション結果である。ここで、各パラメータＴｆ，ωｍ，Ｔｄにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、伝達特性Ｇｚ（ｓ）なるフィルタを用いる本制御手法を適用した場合のシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、本制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。また、本制御手法を適用するケースでは、上述した係数ζｃは１が設定されている。
【００３１】
同図から分かるように、本制御手法を適用しない場合には、出力トルクＴｆｉおよびドライブシャフトの伝達トルクＴｄｉは、約１．３Ｈｚで振動が継続している。これに対して、本制御手法を適用した場合には、出力トルクＴｆｃにおける約１．３Ｈｚの振動が抑制されていることが分かる。なお、本制御ブロック７ｈ（伝達特性Ｇｚ（ｓ）なるフィルタ）を加えることで、制御対象周波数における制振効果が減少し、約３．８Ｈｚの振動がドライブシャフトの伝達トルクＴｄｃおよび回転数ωｍｃに現れてしまっている。
【００３２】
このように本実施形態において、２次式の分子と２次式の分母とで構成される伝達特性Ｇｚ（ｓ）からなるフィルタを備える制御ブロック７ｈが追加されている。この制御ブロック７ｈは、減算器７ｇの出力値、すなわち、第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1から第２のトルク目標値の第２項Ｔm*2_2を減算した値に対してフィルタ処理を施すことにより第２のトルク目標値Ｔm*２を出力する。ここで、制御ブロック７ｈにおける伝達特性Ｇｚ（ｓ）は、車両同定モデル（Ｇｐ（ｓ））の分子２次式を分子とするとともに、前記車両同定モデルの分子から演算される減衰係数（第１の減衰係数）ζｚよりも大きく、かつ、１以下に設定された減衰係数（第２の減衰係数）ζｃ（ζｚ＜ζｘ≦１）を有する２次式を分母としている。
【００３３】
かかる構成によれば、車両伝達特性がその同定モデルＧｐ（ｓ）から乖離するような場合でも、制御ブロック７ｈのフィルタ機能により打ち消されるので、フィードバック制御による出力トルクの振動を抑制することができる。これにより、制振効果を図りつつ、トルク振動の発生を抑止することである。
【００３４】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態にかかる電動車両の制御装置５について説明する。本実施形態の制御装置５が第１の実施形態と相違する点は、制振制御部７による制御手法である。なお、第１の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下相違点を中心に説明を行う。
【００３５】
図４は、周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図である。ここで、伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））は、伝達特性Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を等価変換したものである。同図において、（ａ）は周波数Ｆに対応するゲインＧａを示す図であり、（ｂ）は周波数Ｆに対応する位相Ｐｈを示す図である。また、（ｃ）は（ａ）の一部を拡大して示す図であり、（ｄ）は（ｂ）の一部を拡大して示す図である。ここで、各パラメータＧａ，Ｐｈにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、第１の実施形態の制御手法を適用した場合のシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、第１の実施形態の制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。また、第１の実施形態の制御手法を適用するケースでは、上述した係数ζｃは１が設定されている。
【００３６】
同図から分かるように、制御ブロック７ｅ（伝達特性Ｇｚ（ｓ）なるフィルタ）を追加することにより、これを追加しないケースと比較して、制御対象周波数（Ｆ＝３．８５Ｈｚ）において、−１．９ｄＢのゲイン差が生じ、また、３３degの位相差が生じている。本実施形態の特徴の一つは、この位相差を補正することである。ここで、補正すべき位相差をγとする。本実施形態では、位相差γについて、図５に示すように、位相補償器７ｉを追加することにより位相補償を行う。
【００３７】
図５は、第２の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図である。位相補償器（位相補償手段）７ｉは、制御ブロック７ｈからの出力値（第２のトルク目標値Ｔm*２）を入力として、任意の周期の位相を制御して、位相が制御された第２のトルク目標値Ｔm*２を出力する。出力された第２のトルク目標値Ｔm*２は、上述したように加算器７ａに対して出力される。ここで、位相補償器７ｉは、例えば、下式で示されるＧｚｎ（ｓ）なる伝達特性を有する（ここで、Ｔ１，Ｔ２は位相補償定数である）。
【数９】
2010288332.tif 000011
【００３８】
図６は、周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図である。同図において、（ａ）は周波数Ｆに対応するゲインＧａを示す図であり、（ｂ）は周波数Ｆに対応する位相Ｐｈを示す図である。また、（ｃ）は（ａ）の一部を拡大して示す図であり、（ｄ）は（ｂ）の一部を拡大して示す図である。ここで、各パラメータＧａ，Ｐｈにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、制御ブロック７ｈおよび位相補償器７ｉを追加する本制御手法を適用した場合のシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、本制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。また、本制御手法を適用したケースでは、位相補償器７ｉにより制御対象周波数（Ｆ＝３．８５Ｈｚ）において位相を３３deg遅らせており、ζｃは１が設定されている。同図（ｄ）から分かるように、本制御手法により、制御対象周波数（Ｆ＝３．８５Ｈｚ）における位相差を補正できていることが分かる。なお、位相補償器７ｉによる位相補償により、制御対象周波数におけるゲインＧａのずれが−７．１９ｄＢとなってしまっている。
【００３９】
図７は、第２の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図である。本実施形態では、ゲイン差を補正するため、位相補償器７ｉの後段に、ゲインＫを有するブロック（ゲイン補償手段）７ｊがさらに追加されている。そして、このゲインＫの調整により、制御対象周波数におけるゲイン差を補償する。
【００４０】
図８は、周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図である。同図に示す各パラメータＧａ，Ｐｈにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、制御ブロック７ｈ、位相補償器７ｉおよびゲインＫのブロック７ｊを追加した本制御手法を適用した場合のシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、本制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。また、本制御手法を適用したケースでは、位相補償器７ｉにより制御対象周波数３．８５Ｈｚにおいて位相を３３deg遅らせており、ζｃは１が設定されている。同図からわかるように、ゲインＫの追加により、制御対象周波数（Ｆ＝３．８５Ｈｚ）におけるゲイン差が抑制されている。
【００４１】
図９は、実プラントＧp'（ｓ）としてドライブシャフトの伝達トルクに±１０Ｎｍの不感帯を有するデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す説明図である。同図において、（ａ）は出力トルクＴｆの推移を示し、（ｂ）はモータ回転速度ωｍの推移を示す。また、（ｃ）は（ｂ）の領域Ａを拡大して示し、（ｄ）はドライブシャフトの伝達トルクＴｄの推移を示す。同図は、０Ｎｍから１５０Ｎｍへのトルクステップ指令Ｓｔに対する発進時のシミュレーション結果である。ここで、各パラメータＴｆ，ωｍ，Ｔｄにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、本制御手法を適用した場合のシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、本制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。
【００４２】
同図から分かるように、本制御手法を適用した場合には、本制御手法を適用しないケースと比較して、出力トルクＴｆｃ、ドライブシャフトの伝達トルクＴｄｃおよびモータ回転速度ωｍｃの振動が抑制されている。
【００４３】
このように本実施形態において、制御ブロック７ｈの後段には、制御対象周波数における位相を補正する位相補償器７ｉが追加されている。この位相補償器７ｉは、制御ブロック７ｈによってフィルタ処理された第２のトルク目標値Ｔm*２に対して位相補償を行う。かかる構成によれば、出力トルクの振動を抑制しながらも、振動抑止効果の向上を図ることができる。
【００４４】
また、本実施形態において、制御ブロック７ｈの後段には、制御対象周波数におけるゲインを補正するゲインＫを有するブロック７ｊが追加されている。このブロック７ｊは、制御ブロック７ｈによってフィルタ処理された第２のトルク目標値Ｔm*２に対してゲイン補償を行う。かかる構成によれば、出力トルクの振動を抑制しながらも、振動抑止効果の向上をさらに図ることができる。
【００４５】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態にかかる電動車両の制御装置５について説明する。本実施形態の制御装置５が第１の実施形態と相違する点は、制振制御部７による制御手法である。なお、第１の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下相違点を中心に説明を行う。
【００４６】
図１０は、第３の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図である。本実施形態では、伝達特性Ｇｚ（ｓ）なるフィルタとしての制御ブロック７ｈを、実出力トルクのみに適用している。また、第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1を算出する制御ブロック７ｆには、第１のトルク目標値Ｔm*と、減算器７ｇの出力値とが加算器７ｋによって加算された上で入力されている。
【００４７】
図１１は、実プラントＧp'（ｓ）としてドライブシャフトの伝達トルクに±１０Ｎｍの不感帯を有するデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す説明図である。同図において、（ａ）は出力トルクＴｆの推移を示し、（ｂ）はモータ回転速度ωｍの推移を示す。また、（ｃ）は（ｂ）の領域Ａを拡大して示し、（ｄ）はドライブシャフトの伝達トルクＴｄの推移を示す。同図は、０Ｎｍから１５０Ｎｍへのトルクステップ指令Ｓｔに対する発進時のシミュレーション結果である。ここで、各パラメータＴｆ，ωｍ，Ｔｄにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、実際の出力トルクのみにフィルタ（伝達特性Ｇｚ（ｓ））を適用する本制御手法にかかるシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、本制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。
【００４８】
同図から分かるように、本制御手法を適用しないケースと比較して、出力トルクＴｆｃ、ドライブシャフトの伝達トルクＴｄｃおよびモータ回転速度ωｍｃの振動が抑制されている。
【００４９】
このように本実施形態において、制御ブロック７ｆは、トルク設定部６によって設定される第１のトルク目標値Ｔm*に、第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1と第２のトルク目標値の第２項Ｔm*2_2との差を加算した加算値に基づいて第２のトルク目標値の第１項Ｔm*2_1を演算する。かかる構成によれば、制御ブロック７ｈ（伝達特性Ｇｚ（ｓ）のフィルタ）をトルク指令値Ｔ*の演算のみに用い、フィードバック制御系の演算には、制御ブロック７ｈへの入力値が用いられることとなる。これにより、出力トルクの振動を抑制しながらも、振動抑止効果の向上をさらに図ることができる。
【００５０】
なお、本実施形態では、第１の実施形態の構成をベースに説明を行ったが、第２の実施形態の構成に本制御手法を適用してもよい。
【００５１】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態にかかる電動車両の制御装置５について説明する。本実施形態の制御装置５が第１の実施形態と相違する点は、制振制御部７による制御手法である。なお、第１の実施形態と共通する構成については説明を省略することとし、以下相違点を中心に説明を行う。
【００５２】
図１２は、第４の実施形態にかかる制振制御部７の具体的な構成を示すブロック図である。本実施形態の特徴の一つは、制御ブロック７ｈ（伝達特性Ｇｚ（ｓ）のフィルタ）を追加することによる位相差γを、制御ブロック７ｅ，７ｆにおける伝達特性Ｈ（ｓ）を伝達特性Ｈ’（ｓ）によって置換することにより、位相補償を行うことである。同図では、伝達特性Ｈ（ｓ）が伝達特性Ｈ’（ｓ）によって置換された制御ブロック７ｅ，７ｆが制御ブロック７ｅ’，７ｆ’として示されている。
【００５３】
第１の実施形態では、伝達特性Ｈ（ｓ）であるバンドパスフィルタの中心周波数は、車両の駆動系のねじり共振周波数と一致させていた。本実施形態では、伝達特性Ｈ（ｓ）の中心周波数を、所定の周波数分だけシフトさせた伝達特性Ｈ’（ｓ）を用いることにより、位相差γ分の位相補償を行う。
【００５４】
バンドパスフィルタを１次のハイパスフィルタとローパスフィルタとで組んだ場合、その伝達関数は、下式で示される。
【数１０】
2010288332.tif 000012
【００５５】
ここで、ωｃは、ねじり共振周波数をｆｐ（ｆｐ（Ｈｚ）＝ωｐ（rad／ｓ）／２π）とした場合の位相補償後の中心周波数ｆｃに対応するパラメータである（ｆｃ（Ｈｚ）＝ωｃ（rad／ｓ）／２π）。
【００５６】
ここで、数式７の右辺の「ｓ」にｊ×ωｐを代入すると、当該右辺は下式となる。
【数１１】
2010288332.tif 000013
【００５７】
数式１１に示す右辺において、分子分母の双方に、その分母をそれぞれ積算することにより、当該右辺は、下式へと変形することができる。
【数１２】
2010288332.tif 000014
【００５８】
ここで、数式１２に示す右辺をＣ＋Ｄ・ｊと置き換えると、tanγは下式を満たす。
【数１３】
2010288332.tif 000015
【００５９】
数式１３は、下式に示すように変形することができる。
【数１４】
2010288332.tif 000016
【００６０】
数式１４より、ωｃは、下式の関係を満たす。
【数１５】
2010288332.tif 000017
【００６１】
これにより、数式１２に示すωｃに基づいて、伝達関数Ｈ’（ｓ）の中心周波数ｆｃ’を算出することができる（ｆｃ（Ｈｚ）＝ωｃ（rad／ｓ）／２π）。また、この際、上述したゲインのずれも補正するように伝達特性Ｈ’（ｓ）を設定する。
【００６２】
図１３は、周波数解析の結果としての伝達特性Ｈ（ｓ）・ｓ×１／（ｓ・Ｇｐ（ｓ））のボーデ線図である。同図において、（ａ）は周波数Ｆに対応するゲインＧａを示す図であり、（ｂ）は周波数Ｆに対応する位相Ｐｈを示す図である。また、（ｃ）は（ａ）の一部を拡大して示す図であり、（ｄ）は（ｂ）の一部を拡大して示す図である。ここで、各パラメータＧａ，Ｐｈにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、制御ブロック７ｈの追加および伝達関数Ｈ（ｓ）を伝達関数Ｈ’（ｓ）で置換した本制御手法にかかるシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、本制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。また、本制御手法を適用したケースでは、上述したζｃは１が設定されている。同図（ｄ）から分かるように、本制御手法により、制御対象周波数（Ｆ＝３．８５Ｈｚ）における位相差およびゲイン差を補正できていることが分かる。
【００６３】
図１４は、実プラントＧp'（ｓ）としてドライブシャフトの伝達トルクに±１０Ｎｍの不感帯を有するデッドハンド付車両モデルを用いた場合のシミュレーション結果を示す説明図である。同図において、（ａ）は出力トルクＴｆの推移を示し、（ｂ）はモータ回転速度ωｍの推移を示す。また、（ｃ）は（ｂ）の領域Ａを拡大して示し、（ｄ）はドライブシャフトの伝達トルクＴｄの推移を示す。同図は、０Ｎｍから１５０Ｎｍへのトルクステップ指令Ｓｔに対する発進時のシミュレーション結果である。ここで、各パラメータＴｆ，ωｍ，Ｔｄにおいて、添え字「ｃ」を付したものは、本制御手法を適用した場合のシミュレーション結果であり、添え字「ｉ」を付したものは、本制御手法を適用しない場合のシミュレーション結果である。
【００６４】
同図から分かるように、本制御手法を適用しないケースと比較して、出力トルクＴｆｃ、ドライブシャフトの伝達トルクＴｄｃおよびモータ回転速度ωｍｃの振動が抑制されている。
【００６５】
このように本実施形態において、制御ブロック７ｆ’および制御ブロック７ｅ’は、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ（ｓ）における周波数特性（中心周波数ｆｃ）を可変とすることにより（Ｈ’（ｓ），ｆｃ’）、制御対象周波数における位相を補正する。かかる構成によれば、出力トルクの振動を抑制しながらも、振動抑止効果の向上をさらに図ることができる。
【符号の説明】
【００６６】
１…モータ
２…ドライブシャフト
３，４…駆動輪
５…制御装置
６…トルク設定部
７…制振制御部
７ａ…加算器
７ｂ…制御ブロック
７ｃ…加算器
７ｄ…加算器
７ｅ…制御ブロック
７ｆ…制御ブロック
７ｇ…減算器
７ｈ…制御ブロック
７ｉ…位相補償器
７ｊ…ブロック
８…トルク制御部
９…回転角センサ
１０…アクセル開度センサ
【図１】
2010288332.tif 000018
【図２】
2010288332.tif 000019
【図３】
2010288332.tif 000020
【図４】
2010288332.tif 000021
【図５】
2010288332.tif 000022
【図６】
2010288332.tif 000023
【図７】
2010288332.tif 000024
【図８】
2010288332.tif 000025
【図９】
2010288332.tif 000026
【図１０】
2010288332.tif 000027
【図１１】
2010288332.tif 000028
【図１２】
2010288332.tif 000029
【図１３】
2010288332.tif 000030
【図１４】
2010288332.tif 000031