(57)【要約】  ドライバによる車両の発進操作が行われたか否かを判定し、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を車両に作用する外乱に応じて算出し、車両走行中における停車間際もしくは発進操作が行われたと判定された場合に、モータの駆動トルクを外乱トルク推定値に収束するように制御する。そして、当該電動車両の制御装置は、車両に作用する外乱に対する駆動トルクの応答性を制御し、発進操作が行われたと判定された場合に、モータの駆動トルクの応答性を停車間際の駆動トルクの応答性よりも上昇させる。
2016189670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドライバのアクセル操作に応じて、駆動トルク及び回生トルクを発生させるモータを備えた電動車両の制御装置において、
前記ドライバによる車両の発進操作が行われたか否かを判定する発進判定手段と、
前記車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を算出する外乱トルク推定手段と、
車両走行中における停車間際もしくは前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクが前記外乱トルク推定値に収束するように制御するトルク制御手段と、
前記車両に作用する外乱に対する前記駆動トルクの応答性を制御する応答性制御手段と、を備え、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクの応答性を前記停車間際の前記駆動トルクの応答性よりも上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の制御装置において、
前記発進判定手段は、車両のイグニッションスイッチ信号のＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行を検知したときに、前記発進操作が行われたと判定する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両の制御装置において、
前記ドライバによるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段と、をさらに備え、
前記発進判定手段は、車両のイグニッションスイッチ信号のＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行を検知し、さらに、前記アクセル操作量がゼロであって、かつ、前記モータ回転速度または前記速度パラメータの絶対値が予め設定した値以上になった場合に、前記発進操作が行われたと判定する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記外乱トルク推定手段は、検出したモータ回転速度または前記速度パラメータをフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記速度フィードバック制御系のフィードバックゲインを大きくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記外乱トルク推定手段は、二次式の分子と二次式の分母とで構成された所定の減衰係数を有するフィルタを備え、当該フィルタの減衰係数に基づいて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記フィルタの分母の前記減衰係数を小さくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記外乱トルク推定手段は、所定の時定数を有するフィルタを備え、当該フィルタの時定数に基づいて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記車両の発進操作が行われたと判定された場合に、前記時定数を小さくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記外乱トルク推定手段は、検出した前記モータ回転速度または前記速度パラメータに対して所定のサンプリング回数に基づく移動平均を施した値をフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記所定のサンプリング回数を小さくする、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
車体に発生する振動を抑制する制振トルクを前記モータに発生させる制振制御手段をさらに備え、
前記制振制御手段は、フィードバック制御系により前記制振トルクを算出するものであって、前記車両の発進操作が行われたと判定された場合に、当該フィードバック制御系のフィードバックゲインを前記停車間際の当該フィードバックゲインより小さくする、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記発進判定手段は、前記モータ回転速度または前記速度パラメータの検出値の絶対値が、予め設定した第１のロールバック判定値以上に増加した後、予め設定した第２のロールバック判定値以下に低下した場合に、前記発進操作が行われたと判定し、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、上昇させた前記駆動トルクの応答性を、前記停車間際の前記駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定されてから所定時間経過後に、前記駆動トルクの応答性を、前記停車間際の前記駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
車両が停車している路面の勾配を検出する勾配検出手段をさらに備え、
前記応答性制御手段は、前記勾配が大きいほど、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１２】
ドライバのアクセル操作に応じて駆動トルク及び回生トルクを発生させるモータを備えた電動車両の制御方法において、
前記ドライバによる車両の発進操作が行われたか否かを判定し、
前記車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を算出し、
車両走行中における停車間際もしくは前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクを前記外乱トルク推定値に収束するように制御し、
前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクの応答性を前記停車間際の前記駆動トルクの応答性よりも上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【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および電動車両の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動機を走行駆動源とする電動車両において、ドライバがアクセルペダルを離したときに、電動機の回生による制動力を発生させて、車両を減速ないし停止させる技術が知られている（ＪＰ２０１２−２９４６１Ａ参照）。【０００３】
この技術では、電動機の回生による制動力で車両を減速ないし停車させるものの、車両をパーキングモードに切り替えてイグニッションスイッチ信号をオフにして以降は、一般的な車両と同様、電動機による制動力を要さず、パーキングブレーキ等の機械的制動力により停車を維持する。そして、イグニッションスイッチ信号が再度オンに移行し、車両の発進操作が行われた場合に、電動機が、車両に作用する外乱に対応した外乱トルクを発生させることで、車両の停車を維持するようにしている。
【発明の概要】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、車両の発進操作が行われた後に外乱トルクが立ち上り、それに伴い制動が開始されるため、車両に作用する外乱に対応した外乱トルクが生成されるまでは、特に坂路において車両のずり下がりが生じる問題がある。
【０００５】
本発明は、車両の発進操作が行われた直後に、特に坂路において生じる車両のずり下がりを抑制する技術を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明の一態様における電動車両の制御装置は、ドライバのアクセル操作に応じて駆動トルクおよび回生トルクを発生させるモータを備えている。この電動車両の制御装置は、ドライバによる車両の発進操作が行われたか否かを判定し、車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を算出する。車両走行中における停車間際および発進操作が行われたと判定された場合に、モータの駆動トルクが外乱トルク推定値に収束するように制御する。そして、当該電動車両の制御装置は、車両に作用する外乱に対する駆動トルクの応答性を制御し、発進操作が行われたと判定された場合は、モータの駆動トルクの応答性を停車間際の駆動トルクの応答性よりも上昇させる。
【０００７】
本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態における電動車両の制御装置を備えた電気自動車の主要構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態における電動車両の制御装置が備えるモータコントローラによって行われるモータ電流制御の処理の流れである。
【図３】図３は、アクセル開度−トルクテーブルの一例を示す図である。
【図４】図４は、車両の駆動力伝達系をモデル化した図である。
【図５】図５は、停止制御処理を実現するためのブロック図である。
【図６】図６は、モータ回転速度ωｍに基づいてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する方法を説明するための図である。
【図７】図７は、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する方法を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態における電動車両の制御装置の停止制御処理を説明するためのブロック図である。
【図９】図９は、第１実施形態における電動車両の制御装置の停止制御処理を説明するためのブロック図である。
【図１０】図１０は、第１実施形態における電動車両の制御装置が備えるモータコントローラによって行われるイニシャルスタート処理の流れである。
【図１１】図１１は、イニシャルスタート処理中に行われる制御パラメータの設定に係る処理の流れである。
【図１２】図１２は、第１実施形態における電動車両の制御装置による制御結果の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、比較例による制御結果の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態における電動車両の制御装置が備えるモータコントローラによって行われるイニシャルスタート処理の流れである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における電動車両の制御装置を備えた電気自動車の主要構成を示すブロック図である。第１実施形態の電動車両の制御装置は、電動モータにより駆動する電動車両に適用可能である。電動車両には、電動モータのみを駆動源とする電気自動車だけでなく、電動モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド自動車も含まれる。特に、本実施形態における電動車両の制御装置は、アクセルペダルの操作のみで加減速や停止を制御することができる車両に適用することができる。この車両を運転するドライバは、加速時にアクセル開度を増やし、減速時や停止時にアクセル開度を減らすか、または、アクセル開度をゼロとする。ただし、登坂路においては、車両の後退を防ぐためにアクセル開度を増やしつつ停止状態に近づく場合もある。
【００１０】
モータコントローラ２（以下、単にコントローラ２という）には、イグニッションスイッチ信号、車速Ｖ、アクセル開度ＡＰ、電動モータ（三相交流モータ）４の回転子位相α、および、電動モータ４の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ等の車両状態を示す信号が入力される。コントローラ２は、入力された信号に基づいて、電動モータ４を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。また、コントローラ２は、生成したＰＷＭ信号により、インバータ３のスイッチング素子を開閉制御する。また、コントローラ２は、バッテリ１からインバータ３やモータ４に供給される直流電流を、イグニッション信号がＯＮであれば通電させ、イグニッション信号がＯＦＦであれば遮断させる機能を有する。
【００１１】
コントローラ２は、後述する発進条件が成立したか否かを判定する発進判定手段と、後述する外乱トルクを推定する外乱トルク推定手段と、モータトルク（駆動トルク）が外乱トルク推定値に収束するように制御するトルク制御手段と、車両に作用する外乱に対する駆動トルクの応答性を制御する応答性制御手段としての機能を有する。また、コントローラ２は、モータトルクを制御する際の、外乱に対するモータトルクの応答性（外乱に対する実トルクの応答速度）、より具体的に言えば、外乱トルク推定値を勾配外乱に収束させる速応性を、車両状態に応じて変更することができるトルク応答性可変手段としての機能を有する。
【００１２】
インバータ３は、例えば、相毎に備えられた２個のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等のパワー半導体素子）をオン／オフすることにより、バッテリ１から供給される直流の電流を交流に変換し、電動モータ４に所望の電流を流す。
【００１３】
電動モータ４は、インバータ３から供給される交流電流により駆動力を発生し、減速機５およびドライブシャフト８を介して、左右の駆動輪９ａ、９ｂに駆動力を伝達する。また、電動モータ４は、車両の走行時に駆動輪９ａ、９ｂに連れ回されて回転するときに、回生駆動力を発生させることで、車両の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。この場合、インバータ３は、電動モータ４の回生運転時に発生する交流電流を直流電流に変換して、バッテリ１に供給する。
【００１４】
電流センサ７は、電動モータ４に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する。ただし、３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの和は０であるため、任意の２相の電流を検出して、残りの１相の電流は演算により求めてもよい。
【００１５】
回転センサ６は、例えば、レゾルバやエンコーダであり、電動モータ４の回転子位相αを検出する。
【００１６】
図２は、コントローラ２によって行われるモータ電流制御の処理の流れを示すフローチャートである。このモータ電流制御の処理は、車両システムが起動している間、一定の間隔で常時実行される。
【００１７】
ステップＳ２０１では、車両状態を示す信号がコントローラ２に入力される。ここでは、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、アクセル開度ＡＰ（％）、電動モータ４の回転子位相α（ｒａｄ）、電動モータ４の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）、電動モータ４に流れる三相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、バッテリ１の直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）、イグニッションスイッチ信号が入力される。また、１サイクル前の電流制御の処理において算出された第１のトルク目標値Ｔｍ１*、および、第２のトルク目標値Ｔｍ２*が、第１のトルク目標値Ｔｍ１の過去値Ｔｍ１_ｚ、および、第２のトルク目標値Ｔｍ２の過去値Ｔｍ２_ｚとして入力される。
【００１８】
車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）は、図示しない車速センサや、他のコントローラより通信にて取得される。または、コントローラ２は、回転子機械角速度ωｍにタイヤ動半径Ｒを乗算し、ファイナルギアのギア比で除算することにより車速ｖ（ｍ／ｓ）を求め、３６００／１０００を乗算することにより単位変換して、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を求める。
【００１９】
コントローラ２は、アクセル開度ＡＰ（％）を、アクセル開度センサ１１（アクセル開度検出手段）から取得する。なお、アクセル開度ＡＰ（％）は、図示しない車両コントローラ等の他のコントローラから通信にて取得してもよい。
【００２０】
電動モータ４の回転子位相α（ｒａｄ）は、回転センサ６から取得される。電動モータ４の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）は、回転子角速度ω（電気角）を電動モータ４の極対数ｐで除算して、電動モータ４の機械的な角速度であるモータ回転速度ωｍ（ｒａｄ／ｓ）を求め、求めたモータ回転速度ωｍに６０／（２π）を乗算することによって求められる。回転子角速度ωは、回転子位相αを微分することによって求められる。なお、回転センサ６は、速度パラメータ検出手段としての機能を有する。
【００２１】
電動モータ４に流れる電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ（Ａ）は、電流センサ７から取得する。
【００２２】
直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）は、バッテリ１とインバータ３間の直流電源ラインに設けられた電圧センサ（不図示）により取得する。なお、直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）は、バッテリコントローラ(不図示)から送信される信号により検出してもよい。
【００２３】
コントローラ２は、イグニッションスイッチ１０からイグニッションスイッチ信号を直接取得する。なお、イグニッションスイッチ信号は、図示しない車両コントローラ等の他のコントローラから通信にて取得してもよい。
【００２４】
ステップＳ２０２では、コントローラ２が第１のトルク目標値Ｔｍ１*を設定する。具体的には、ステップＳ２０１で入力されたアクセル開度ＡＰおよびモータ回転速度ωｍに基づいて、図３に示すアクセル開度−トルクテーブルを参照することにより、第１のトルク目標値Ｔｍ１*を設定する。上述したように、本実施形態における電動車両の制御装置は、アクセルペダルの操作のみで加減速や停止を制御することができる車両に適用可能であり、アクセル開度が小さい場合に、減速、もしくは停止を実現する。そのために、図３に示すアクセル開度−トルクテーブルでは、アクセル開度が０（全閉）の時のモータ回生量が大きくなり、アクセル開度が少ないほどモータ回生量が大きくなるように、モータトルクが設定される。してみれば、このアクセル開度−トルクテーブルでは、モータ回転速度ωｍが正で、かつ、アクセル開度が０（全閉）の場合に、回生制動力が働くように負のモータトルクが設定されている。ただし、アクセル開度−トルクテーブルは、図３に示すものに限定されない。
【００２５】
ステップＳ２０３では、コントローラ２がイニシャルスタート処理を行う。具体的には、車両のイニシャルスタート時であるか否かを判定し、イニシャルスタート時であれば、モータトルク制御に関する種々の制御パラメータをイニシャルスタート時の制御パラメータに変更する。なお、ここでの制御パラメータは、車両が勾配に依らずモータトルクのみで滑らかに停車し、かつ、モータトルクの制御系における停車状態を保持するための種々の設定値のことをいう。
【００２６】
ここで、イニシャルスタート時とは、コントローラ２によって発進操作が行われたと判定された時をいう。本実施形態では、ステップＳ２０１において取得したイグニッションスイッチ信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行した場合に、発進操作が行われたと判定する。
【００２７】
なお、当該発進判定は、ステップＳ２０１において取得したイグニッションスイッチ信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行した場合に加えて、パーキングブレーキが解除された場合、或いは、パーキングシフトからシフトポジションが移行された場合に、発進操作が行われたと判定しても良い。また、当該発進判定は、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行したか否かは検知せず、パーキングブレーキが解除された場合か、パーキングシフトからシフトポジションが移行された場合の少なくともいずれか一方が検知された場合に、発進操作が行われたと判定しても良い。
【００２８】
設定されるイニシャルスタート時の制御パラメータは、坂路におけるイニシャルスタート時に生じ得る車両のずり下がりいわゆるロールバックの距離を最小限に抑制するために、停車間際に実行される停止制御処理に係る制御パラメータと比べて、外乱に対するモータトルクの応答性が高くなるように設定される。なお、設定されたイニシャルスタート時の制御パラメータは、所定条件成立後に通常走行時の制御パラメータに戻される。
【００２９】
ステップＳ２０４では、コントローラ２が停止制御処理を行う。具体的には、コントローラ２が、停車間際か否かを判定し、停車間際でない場合は、ステップＳ２０２で算出した第１のトルク目標値Ｔｍ１*を第３のモータトルク指令値Ｔｍ３*に設定し、停車間際の場合は、第２のトルク目標値Ｔｍ２*を第３のモータトルク指令値Ｔｍ３*に設定する。この第２のトルク目標値Ｔｍ２*は、モータ回転速度の低下とともに外乱トルク指令値Ｔｄに収束するものであって、登坂路では正トルク、降坂路では負トルク、平坦路では概ねゼロである。これにより、路面の勾配に関わらず、停車状態を維持することができる。停止制御処理の詳細については、後述する。
【００３０】
ステップＳ２０５では、コントローラ２が制振制御処理を行う。具体的には、コントローラ２が、ステップＳ２０４で算出したモータトルク指令値Ｔｍ３*とモータ回転速度ωｍとに対して制振制御処理を施す。これにより、算出されるモータトルク指令値Ｔｍ*は、駆動軸トルクの応答を犠牲にせずトルク伝達系振動（ドライブシャフトの捩じり振動等）を抑制するものとなる。制振制御処理の詳細については後述する。
【００３１】
続くステップＳ２０６では、コントローラ２が電流指令値算出処理を行う。具体的には、ステップＳ２０５で算出したモータトルク目標値Ｔｍ*に加え、モータ回転速度ωｍや直流電圧値Ｖｄｃに基づいて、ｄ軸電流目標値ｉｄ*、ｑ軸電流目標値ｉｑ*を求める。例えば、トルク指令値、モータ回転速度、および直流電圧値と、ｄ軸電流目標値およびｑ軸電流目標値との関係を定めたテーブルを予め用意しておいて、このテーブルを参照することにより、ｄ軸電流目標値ｉｄ*およびｑ軸電流目標値ｉｑ*を求める。
【００３２】
ステップＳ２０７では、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑをそれぞれ、ステップＳ２０６で求めたｄ軸電流目標値ｉｄ*およびｑ軸電流目標値ｉｑ*と一致させるための電流制御を行う。このため、まず初めに、ステップＳ２０１で入力された三相交流電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、電動モータ４の回転子位相αとに基づいて、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを求める。続いて、ｄ軸、ｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*と、ｄ軸、ｑ軸電流ｉｄ、ｉｑとの偏差から、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑを算出する。
【００３３】
次に、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑと、電動モータ４の回転子位相αから、三相交流電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを求める。そして、求めた三相交流電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗと電流電圧値Ｖｄｃから、ＰＷＭ信号ｔｕ（％）、ｔｖ（％）、ｔｗ（％）を求める。このようにして求めたＰＷＭ信号ｔｕ、ｔｖ、ｔｗにより、インバータ３のスイッチング素子を開閉することによって、電動モータ４をトルク指令値Ｔｍ*で指示された所望のトルクで駆動することができる。
【００３４】
ここで、本発明のポイントであるイニシャルスタート処理の詳細を説明する前に、本実施形態における電動車両の制御装置において、トルク目標値Ｔｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）について説明し、続けて、上述した停止制御処理および制振制御処理の詳細について説明する。
【００３５】
＜伝達特性Ｇｐ（ｓ）について＞
図４は、車両の駆動力伝達系をモデル化した図であり、同図における各パラメータは、以下に示すとおりである。
Jm：電動モータのイナーシャ
Jw：駆動輪のイナーシャ
M：車両の質量
KD：駆動系の捻り剛性
N：オーバーオールギヤ比
r：タイヤの過重半径
ωm：電動モータの回転速度
Tm：トルク目標値
TD：駆動輪のトルク
F：車両に加えられる力
V：車両の速度
ωw：駆動輪の回転速度
そして、図４より、以下の運動方程式を導くことができる。ただし、次式（１）〜（３）中の符号の右上に付されているアスタリスク（*）は、時間微分を表している。
【００３６】
【数１】
2016189670.tif 000003
【００３７】
【数２】
2016189670.tif 000004
【００３８】
【数３】
2016189670.tif 000005
【００３９】
【数４】
2016189670.tif 000006
【００４０】
【数５】
2016189670.tif 000007
【００４１】
ただし、式（５）中のKtは、タイヤと路面の摩擦に関する係数を表す。
【００４２】
式（１）〜（５）で示す運動方程式に基づいて、電動モータ４のトルク目標値Ｔｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）を求めると、次式（６）で表される。
【００４３】
【数６】
2016189670.tif 000008
【００４４】
ただし、式（６）中の各パラメータは、次式（７）で表される。
【００４５】
【数７】
2016189670.tif 000009
【００４６】
式（６）に示す伝達関数の極と零点を調べると、次式（８）の伝達関数に近似することができ、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（８）のαとβが極めて近い値を示すことに相当する。
【００４７】
【数８】
2016189670.tif 000010
【００４８】
従って、式（８）における極零相殺（α＝βと近似する）を行うことにより、次式（９）に示すように、Ｇｐ（ｓ）は、（２次）／（３次）の伝達特性を構成する。
【００４９】
【数９】
2016189670.tif 000011
【００５０】
以上のとおり、車両のトルク伝達系においてのトルク目標値Ｔｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）が求められる。
【００５１】
＜停止制御処理＞
続いて、図２のステップＳ２０４で行われる停止制御処理の詳細について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、停止制御処理を実現するためのブロック図である。
【００５２】
モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、検出されたモータ回転速度ωｍに基づいて、電動車両を電動モータ４の回生制動力によって停止させるためのモータ回転速度フィードバックトルクＴω（以下、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωと呼ぶ）を算出する。
【００５３】
図６は、モータ回転速度ωｍに基づいて、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する方法を説明するための図である。モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、乗算器６０１を備え、モータ回転速度ωｍにゲインＫｖｒｅｆを乗算することにより、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する。ただし、ゲインＫｖｒｅｆは、電動車両の停止間際に電動車両を停止させるのに必要な負（マイナス）の値であり、例えば、実験データ等により適宜設定される。
【００５４】
なお、モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、モータ回転速度ωｍにゲインＫｖｒｅｆを乗算することにより、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出するものとして説明したが、モータ回転速度ωｍに対する回生トルクを定めた回生トルクテーブルや、モータ回転速度ωｍの減衰率を予め記憶した減衰率テーブルを用いて、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出してもよい。
【００５５】
図５に示す外乱トルク推定器５０２は、検出されたモータ回転速度ωｍと、第３のトルク目標値Ｔｍ３*に基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。
【００５６】
図７は、モータ回転速度ωｍと、第３のトルク目標値Ｔｍ３*に基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する方法を説明するための図である。
【００５７】
制御ブロック７０１は、Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタとしての機能を担っており、モータ回転速度ωｍに対してフィルタリング処理を行う事により、第１のモータトルク推定値を算出する。Ｇｐ（ｓ）は、車両へのトルク入力とモータの回転速度の伝達特性のモデルであり、上記式（９）で表される。Ｈ（ｓ）は、分母次数と分子次数との差分が、モデルＧｐ（ｓ）の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性を有するローパスフィルタである。
【００５８】
制御ブロック７０２は、所定の時定数に設定されたＨ（ｓ）なる伝達特性を有するローパスフィルタとしての機能を担っており、第３のトルク目標値Ｔｍ３*に対してフィルタリング処理を行うことにより、第２のモータトルク推定値を算出する。
【００５９】
減算器７０３は、制御ブロック７０２で算出した第２のモータトルク推定値から、制御ブロック７０１で算出した第１のモータトルク推定値を減算する。
【００６０】
制御ブロック７０４は、Ｈｚ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタであり、減算器７０３の出力に対してフィルタリング処理を行う事により、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。
【００６１】
ここで、伝達特性Ｈｚ（ｓ）について説明する。上記式（９）を書き換えると、次式（１０）が得られる。ただし、式（１０）中のζz、ωz、ζp、ωpはそれぞれ、式（１１）で表される。
【００６２】
【数１０】
2016189670.tif 000012
【００６３】
【数１１】
2016189670.tif 000013
【００６４】
以上より、Ｈｚ（ｓ）を次式（１２）で表すことができる。
【００６５】
【数１２】
2016189670.tif 000014
【００６６】
上記の通り算出される外乱トルク推定値Ｔｄは、図７に示す通り、外乱オブザーバにより推定されるものであって、車両に作用する外乱を表すパラメータである。
【００６７】
ここで、車両に作用する外乱としては、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が、停車間際やイニシャルスタート時に支配的となる外乱要因は勾配抵抗である。外乱要因は運転条件により異なるが、外乱トルク推定器５０２は、モータトルク指令値Ｔｍ*と、モータ回転速度ωｍと、車両モデルＧｐ（ｓ）とに基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出するので、上述した外乱要因を一括して推定することができる。これにより、いかなる運転条件においても、減速からの滑らかな停車を実現することができる。
【００６８】
図５に戻って説明を続ける。加算器５０３は、モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１によって算出されたモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωと、外乱トルク推定器５０２によって算出された外乱トルク推定値Ｔｄとを加算することによって、第２のトルク目標値Ｔｍ２*を算出する。
【００６９】
トルク比較器５０４は、第１のトルク目標値Ｔｍ１*と第２のトルク目標値Ｔｍ２*との大きさを比較し、値が大きい方のトルク目標値を第３のトルク目標値Ｔｍ３*に設定する。車両の走行中においては、第２のトルク目標値Ｔｍ２*が第１のトルク目標値Ｔｍ１*よりも小さくなるが、車両が減速して停車間際（車速が所定車速以下）に外乱が大きくなる場合は、第２のトルク目標値Ｔｍ２*が第１のトルク目標値Ｔｍ１*よりも大きくなる。従って、トルク比較器５０４は、第１のトルク目標値Ｔｍ１*が第２のトルク目標値Ｔｍ２*より大きければ、停車間際でないと判定し、第３のトルク目標値Ｔｍ３*を第１のトルク目標値Ｔｍ１*に設定する。また、トルク比較器５０４は、第２のトルク目標値Ｔｍ２*が第１のトルク目標値Ｔｍ１*より大きい場合、車両が停車間際であると判定し、第３のトルク目標値Ｔｍ*を第２のトルク目標値Ｔｍ２*に設定する。なお、停車状態を維持するため、第２のトルク目標値Ｔｍ２*は、登坂路では正トルク、降坂路では負トルク、平坦路では概ねゼロに収束する。
【００７０】
＜制振制御処理＞
次に、図２のステップＳ２０５に係る制振制御処理について説明する。本ステップでは、ステップＳ２０４で算出した第３のトルク目標値Ｔｍ３*に対して制振制御処理を行うことでモータトルク指令値Ｔｍ*を得る。以下、図８、図９を参照して具体的に説明する。
【００７１】
図８は、本実施形態において用いる制振制御処理のブロック図である。ここでは、ステップＳ２０４で算出したモータトルク指令値Ｔｍ３*とモータ回転速度ωｍとを制振制御ブロック８０１に入力し、駆動軸トルクの応答を犠牲にすることなくトルク伝達系振動（ドライブシャフトの捩じり振動等）を抑制するモータトルク指令値Ｔｍ*を算出する。以下、図９を参照して、制振制御ブロック８０１にて行う制振制御処理の一例を説明する。
【００７２】
図９は、本実施形態において用いる制振制御処理の詳細を説明するブロック図である。フィードフォワード補償器９０１（以下、Ｆ／Ｆ補償器という）は、伝達特性Ｇｒ（ｓ）と、車両へのトルク入力とモータの回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）の逆系から構成されるＧｒ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタとしての機能を担っており、第３のトルク目標値Ｔｍ３*に対してフィルタリング処理を行うことにより、フィードフォワード補償による制振制御処理を行う。使用する伝達特性Ｇｒ（ｓ）は、次（１３）式で表すことができる。
【００７３】
【数１３】
2016189670.tif 000015
【００７４】
なお、Ｆ／Ｆ補償器９０１にて行う制振制御Ｆ／Ｆ補償は、特開２００１−４５６１３号公報に記載されている制振制御でもよいし、特開２００２−１５２９１６号公報に記載されている制振制御でもよい。
【００７５】
制御ブロック９０３、９０４は、フィードバック制御（以下、フィードバックのことをＦ／Ｂという）にて用いられるフィルタである。制御ブロック９０３は上述したＧｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタであり、加算器９０５から出力される、Ｆ／Ｆ補償器９０１の出力と後述する制御ブロック９０４の出力とを加算して得た値に対してフィルタリング処理を行う。そして、減算器９０６において制御ブロック９０３から出力された値からモータ回転速度ωｍが減算される。減算された値は制御ブロック９０４に入力される。制御ブロック９０４は、ローパスフィルタＨ（ｓ）と、車両へのトルク入力とモータの回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）の逆系とから構成されるＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタであり、減算器９０６からの出力に対してフィルタリング処理を行う。当該フィルタリング処理が行われ、Ｆ／Ｂ補償トルクとして算出された値は、ゲイン補償器９０７に出力される。
【００７６】
ゲイン補償器９０７は、ゲインＫFBを有するフィルタであり、ゲインＫFBの値を調整することで、制振制御処理において用いるＦ／Ｂ補償器の安定性を調整することができる。ゲイン補償器９０７によってゲイン調整されたＦ／Ｂ補償トルクＴF/Bは、加算器９０５へ出力される。
【００７７】
そして、加算器９０５において、Ｆ／Ｆ補償器９０１による制振制御処理がなされた第３のトルク目標値Ｔｍ３*と、前述のＦ／Ｂ補償トルクとして算出した値ＴF/Bとが加算されることで、車両のトルク伝達系の振動を抑制するモータトルク指令値Ｔｍ*が算出される。
【００７８】
なお、制振制御ブロック８０１にて行う制振制御は、特開２００３−９５６６号公報に記載されている制振制御でもよいし、特開２０１０−２８８３３２号公報に記載されている制振制御でもよい。
【００７９】
以上が、停車間際時も含む通常走行時のモータトルク制御の詳細である。これを前提として、以下、イニシャルスタート処理の詳細について説明する。
【００８０】
ここで、イニシャルスタート処理の目的について説明する。上述したとおり、以下に説明するイニシャルスタート処理は、イニシャルスタート時における車両のロールバックを抑制するために、外乱、特に勾配外乱に対するモータトルクの応答性を高めた制御パラメータを設定するための処理である。
【００８１】
イニシャルスタート時の外乱トルク推定値は、車両システムの停止時にある所定値（例えば平坦路相当）で初期化されているため、実際の勾配外乱と一致しない。そのため、坂路におけるイニシャルスタート時は、車両のイニシャルスタート直後から、外乱トルク推定値Ｔｄが立上り、実際の勾配外乱に収束するまでの間に、勾配によっては車両のロールバックが発生する。以下に説明するイニシャルスタート処理は、勾配外乱に対する外乱トルク推定値Ｔｄの速応性を高めることで、勾配外乱に対するモータトルクの応答性を上昇させ、車両のイニシャルスタート直後に生じ得るロールバック距離を抑制することを目的とする。
【００８２】
＜イニシャルスタート処理＞
図１０は、図２に係るステップＳ２０３において実行するイニシャルスタート処理のフローチャートである。このイニシャルスタート処理は、コントローラ２によって、コントローラ２に電力が供給されている間一定のサイクルで常時実行される。
【００８３】
ステップＳ７０１では、コントローラ２は、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮに移行したか否かを判定する。ドライバにより車両のイグニッションスイッチ（スタートスイッチ）が操作され、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮに移行した場合は、コントローラ２は、続くステップＳ７０１Ｂの処理を実行する。イグニッションスイッチ信号がＯＮ状態のままの場合、すなわち、車両状態がイニシャルスタートした直後ではない場合は、ステップＳ７０３の処理を実行する。
【００８４】
なお、ステップＳ７０１では、コントローラ２は、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮに移行した場合に、さらに、パーキングブレーキが解除されたと判定された場合、或いは、パーキングシフトからシフトポジションが移行された場合の少なくともいずれか一方が判定された場合に、続くステップＳ７０１Ｂの処理を実行し、それ以外の場合はステップＳ７０３の処理を実行しても良い。
【００８５】
または、コントローラ２は、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮに移行したか否かは判定せずに、パーキングブレーキが解除されたと判定された場合、或いは、パーキングシフトからシフトポジションが移行されたと判定された場合の少なくともいずれか一方が判定された場合に、続くステップＳ７０１Ｂの処理を実行し、それ以外の場合はステップＳ７０３の処理を実行しても良い。
【００８６】
ステップＳ７０１Ｂでは、コントローラ２は、フットブレーキによる機械的制動力が解放されたか否かを判定する。フットブレーキによる機械的制動力が解放された場合は、ステップＳ７０２の処理を実行する。車両に機械的制動力が作用している間は、ステップＳ７０１Ｂの処理をループして実行する。なお、コントローラ２は、本ステップの処理を省略しても良い。すなわち、コントローラ２は、ステップＳ７０１の処理において、ＹＥＳ判定がされた場合に、続いてステップＳ７０２の処理を実行しても良い。
【００８７】
ステップＳ７０２では、タイマ１、フラグ１（以下、ｆｌｇ１と呼ぶ）、フラグ２（以下、ｆｌｇ２と呼ぶ）をそれぞれ、タイマ１＝Ｔ１、ｆｌｇ１＝１、ｆｌｇ２＝０にセットする。
【００８８】
ここで、ｆｌｇ１、ｆｌｇ２、タイマ１について説明する。
【００８９】
ｆｌｇ１は、停車間際時も含む通常走行時の制御パラメータと、イニシャルスタート時の制御パラメータとの切替えを判定するためのフラグである。ｆｌｇ１＝１は、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮに移行した直後、すなわち、車両の状態が、イニシャルスタート直後であることを示す。なお、ステップＳ７０１Ｂの処理を省略しない場合は、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮに移行した直後であって、かつ、ブレーキによる機械的制動力が解放された状態を示す。
【００９０】
ｆｌｇ２は、車両がロールバックしている状態であるか否かを判断するためのフラグである。初期値であるｆｌｇ２＝０は、車両はロールバックしていないことを示す。
【００９１】
タイマ１は、設定されたイニシャルスタート時の制御パラメータを通常走行時の制御パラメータに戻すタイミングを計るためのタイマである。イニシャルスタート直後に設定されるカウント値Ｔ１は、イニシャルスタート時を判定した後に、停車している路面の勾配外乱とコントローラ２で算出される外乱トルク推定値とが一致し、モータトルク指令値Ｔｍ*にてモータトルクを制御して停車状態を保持するまでの時間であって、予め実験等により適合させた値である。
【００９２】
なお、カウント値Ｔ１は例えば５秒相当である。ただし、車両の重量や路面勾配に応じて変更しても良い。例えば、車両の重量や路面勾配が大きいほど、カウント値Ｔ１は大きい値に設定される。
【００９３】
フローに戻って説明を続ける。ステップＳ７０２における処理を実行した後、ステップＳ７１１の処理を実行する。ステップＳ７１１では、ｆｌｇ１の状態を判定する。ｆｌｇ１＝１であればステップＳ７１２の処理を実行する。ｆｌｇ１＝０であればステップＳ７１３にの処理を実行する。イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行した場合は、ステップＳ７０２においてｆｌｇ１＝１に設定されているので、コントローラ２は、ステップＳ７１２の処理を実行する。
【００９４】
ステップＳ７１２では、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する際に使用される制御パラメータとして、イニシャルスタート時の制御パラメータが設定される。イニシャルスタート時の制御パラメータを設定した後、イニシャルスタート処理は終了する。
【００９５】
他方、ｆｌｇ１＝０の場合に実行されるステップＳ７１３では、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する際に使用される制御パラメータとして、通常走行時の制御パラメータが設定される。通常走行時の制御パラメータを設定した後、イニシャルスタート処理は終了する。
【００９６】
次に、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行するタイミングではない場合のフローについて説明する。
【００９７】
ステップＳ７０３では、コントローラ２は、ｆｌｇ1の状態を判定する。ｆｌｇ１＝１の場合はステップＳ７０４の処理を実行する。ｆｌｇ１＝１でない場合は、ステップＳ７１１の処理を実行する。
【００９８】
ステップＳ７０４では、図２に係るステップＳ２０１で入力されたアクセル開度ＡＰおよびモータ回転速度ωｍに基づいて、図３に示すアクセル開度−トルクテーブルを参照することにより求めた第1のトルク目標値Ｔｍ１*の過去値Ｔｍ１_ｚと、モータ回転速度の低下とともに外乱トルク推定値Ｔｄに収束する第２のトルク目標値Ｔｍ２*の過去値Ｔｍ２_ｚとを比較する。Ｔｍ２_ｚ＞Ｔｍ１_ｚが成立する場合は、車両がロールバック中であるか否かを判定するためにステップＳ７０５の処理を実行する。Ｔｍ２_ｚ＞Ｔｍ１_ｚが成立しない場合は、ドライバがアクセルペダルを踏むことにより車両が加速している等、車両が通常走行している状態にあると判定し、ステップＳ７１０の処理を実行する。
【００９９】
なお、ステップＳ７０４においては、第1のトルク目標値Ｔｍ１*の過去値Ｔｍ１_ｚと、第２のトルク目標値Ｔｍ２*の過去値Ｔｍ２_ｚとを比較するのに替えて、アクセル開度がゼロか否かを判定しても良い。アクセル開度＝０が成立する場合は、ステップＳ７０５の処理を実行する。アクセル開度＝０が成立しない場合は、車両がドライバの意図に応じた走行を開始したと判定し、ステップＳ７１０にてｆｌｇを０にセットした後、ステップＳ７１１の処理を実行する。ただし、本ステップで判定したいのは、車両がロールバックする可能性があるか否かであるので、アクセル開度＝０は、おおむねゼロであることを持って成立したと判定しても良い。また、ゼロと判定できる上限値は、車両の重量や勾配の大きさ応じて変更してもよい。例えば車両の重量や勾配が大きいほど、上限値を大きくしても良い。
【０１００】
ステップＳ７０５では、ｆｌｇ２の状態を見る。ｆｌｇ２＝１の場合は、車両がロールバック中であると判定し、ステップＳ７０８の処理を実行する。ｆｌｇ２＝０の場合は、車両はロールバックしていないと判定し、ステップＳ７０６の処理を実行する。
【０１０１】
ステップＳ７０６は、ステップＳ７０５においてロールバックしていないと判定された後に行う処理であって、ロールバックが開始されたか否かを判定するためのステップである。具体的には、モータ回転速度の絶対値｜ωｍ｜＞モータ回転速度ωｍ１が成立するか否かを判定する。モータ回転速度ωｍ１は、予め実験等により定められた、車両がロールバックを開始したと判定できるモータ回転速度である。｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立する場合は、ステップＳ７０７の処理を実行し、成立しない場合は、ステップＳ７１１の処理を実行する。
【０１０２】
ステップＳ７０７では、コントローラ２は、ステップＳ７０６においてロールバックが開始されたと判定したので、ｆｌｇ２＝１にセットする。セットした後、ステップＳ７１１の処理を実行する。
【０１０３】
ステップＳ７０８では、ロールバックの状態を判定する。タイマ１＝０の時、もしくは、モータ回転速度の絶対値｜ωｍ｜＜モータ回転速度ωｍ２が成立する時は、車両のロールバックが抑制されたと判定して、ステップＳ７１０の処理を実行する。モータ回転速度ωｍ２は、予め実験等により定めた、車両が停車したと判定できるモータ回転速度である。タイマ１＝０、および、｜ωｍ｜＜ωｍ２の両方とも成立しない場合は、車両はロールバック中であると判定し、タイマ１のカウントダウン処理を行うステップＳ７０９の処理を実行する。
【０１０４】
ステップＳ７１０では、コントローラ２は、イニシャルスタート時の制御パラメータから、通常走行時の制御パラメータに復帰させるために、ｆｌｇ１を０にセットする。
【０１０５】
ステップＳ７０９では、タイマ１のカウント値から１を減算する。すなわち、ロールバック中は、タイマ１のカウント値は、ステップＳ７０８においてロールバックが抑制されたと判定されるまで、演算周期毎にカウントダウンされる。カウントダウン後、ステップＳ７１１の処理を実行する。
【０１０６】
ステップＳ７１１では、設定すべき制御パラメータを判定するために、ｆｌｇ1の状態を判定する。ｆｌｇ１＝１であれば、イニシャルスタート時の制御パラメータを設定するステップＳ７１２の処理を実行する。ｆｌｇ１＝０であれば、モータトルク制御に係る制御パラメータを通常走行時の制御パラメータに設定し、イニシャルスタート処理を終了する。
【０１０７】
続いて、ステップＳ７１２で実行するイニシャルスタート時の制御パラメータの設定について説明する。図１１は、イニシャルスタート時の制御パラメータの設定に係る処理の流れを表したフローチャートである。
【０１０８】
ステップＳ７１２ａでは、コントローラ２は、モータ回転速度をフィードバックする速度フィードバック制御系において、図６に示すモータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器６０１のゲインＫｖｒｅｆを停車間際も含む通常走行時よりも大きい値に設定する。これにより、イニシャルスタート時において、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを増大させることで、モータトルク指令値Ｔｍ*をより速やかに外乱に収束させることができる。この結果、イニシャルスタート後に、車両に作用する外乱に対するモータトルクの応答性が上昇するので、ロールバックする距離を抑制することができる。
【０１０９】
また、ゲインＫｖｒｅｆは、外乱トルク推定値Ｔｄが大きいほど、大きくしても良い。これにより、車両に作用する外乱が大きくなっても、車両のロールバック距離を抑制する効果を一定の水準以上に維持することができる。また、ロールバック距離に影響する最も支配的な外乱要因は路面勾配である。したがって、車両が停車している路面の勾配を傾斜センサ等の勾配検出手段１２（図１参照）にて検出し、路面勾配が大きいほど、ゲインＫｖｒｅｆをより大きくしても良い。
【０１１０】
ステップＳ７１２ｂでは、図５に示す外乱トルク推定器５０２が備える、図７に示すフィルタＨｚ（ｓ）の分母の減衰係数ζcを通常走行時よりも小さく設定する。これにより１Ｈｚ程度の加速度振動が発生するものの、外乱トルク推定値Ｔｄを勾配外乱に速やかに一致させることができる。この結果、外乱に対するモータトルクの応答性が上昇し、ロールバック距離を抑制することができる。
【０１１１】
また、外乱トルク推定値Ｔｄが大きいほど、フィルタＨｚ（ｓ）の分母の減衰係数ζcをより小さくしても良い。これにより、車両に作用する外乱が大きくなっても、車両のロールバック距離を抑制する効果を一定の水準以上に維持することができる。また、車両が停車している路面の勾配を検出し、路面勾配が大きいほど、フィルタＨｚ（ｓ）の分母の減衰係数ζcをより小さくしても良い。
【０１１２】
ステップＳ７１２ｃでは、外乱トルク推定器５０２が備える制御ブロック７０２で示すローパスフィルタＨ（ｓ）の時定数を、通常走行時より小さい値に設定する。これにより、車両が停車しようとする路面の勾配外乱に外乱トルク推定値Ｔｄをより速やかに一致させることができる。この結果、外乱に対するモータトルクの応答性が上昇し、ロールバック距離を抑制することができる。
【０１１３】
またローパスフィルタＨ（ｓ）の時定数を、外乱トルク推定値Ｔｄが大きいほど、より小さくしても良い。これにより、車両に作用する外乱が大きくなっても、車両のロールバック距離を抑制する効果を一定の水準以上に維持することができる。また、車両が停車している路面の勾配を検出し、路面勾配が大きいほど、ローパスフィルタＨ（ｓ）の時定数をより小さくしても良い。
【０１１４】
ステップＳ７１２ｄでは、図２のステップＳ２０４の停止制御処理およびステップＳ２０５の制振制御処理において使用するモータ回転速度ωｍの移動平均化処理に係るモータ回転速度のサンプリング回数を走行時よりも少なくする。これにより、モータ回転速度検出時の無駄時間を抑制することができる。なお、イニシャルスタート直後は、通常モータの変動がごく僅かであるため、モータの回転角度や速度検出によるノイズが少なく、移動平均化処理回数を減らしても、こもり音等は発生しない。したがって、モータ回転速度検出時の無駄時間を抑制することで応答性を向上させても、制御の安定性を確保することができる。
【０１１５】
ステップＳ７１２ｅでは、ステップＳ２０５で行う制振制御処理で用いるフィードバックゲインＫFB（図９のゲイン補償器９０７参照）を走行時より小さい値に設定する。これにより、トルク目標値に対するＦ／Ｂ補償トルクＴF/B（制振トルク）のオーバーシュートを抑制することができるので、モータトルク制御に係る安定性を確保することができる。
【０１１６】
以上のとおり、イニシャルスタート判定後、ステップＳ７１２ａ〜Ｓ７１２ｅの処理によって、モータトルク制御に係る制御パラメータをイニシャルスタート時の制御パラメータに設定する。なお、ステップＳ７１２ａ〜Ｓ７１２ｅの順序は、これに限定されない。また、ステップＳ７１２ａ〜Ｓ７１２ｅをすべて実行する必要は必ずしもなく、ステップＳ７１２ａ〜Ｓ７１２ｄの少なくとも一つを実行すればよい。
【０１１７】
以上が、イニシャルスタート処理の詳細である。ここで、モータトルクの応答性をイニシャルスタート時のみ上昇させる理由を述べる。
【０１１８】
車両の通常走行時は、回転角度や速度検出によるノイズの影響により、高周波のトルク成分（例えば２５〜１５０Ｈｚ帯の振動成分）が出力されてしまう場合がある。この振動成分は、モータユニットまたはドライブシャフト等からマウント等を介してボディ・シャシーに伝わることで、こもり音の発生要因となる。このため、通常走行時にモータトルク制御に係る制御パラメータの速応性を上げると、高周波ゲインも同時に高まり、こもり音が顕著に表れる。すなわち、速応性を上げた制御パラメータの設定は、こもり音とのトレードオフの関係である。
【０１１９】
一方で、車両のイニシャルスタート時は、通常走行時のようなスピードは出ていないので、モータの回転角度や速度検出による高周波ノイズは、通常走行時に比べてほとんど発生しない。すなわち、イニシャルスタート時において、速応性を上げた制御パラメータを設定しても、通常走行時のようなこもり音はほとんど発生しない。したがって、本実施形態の電動車両の制御装置は、通常走行時の停止制御に係る制御パラメータとは別に、こもり音の問題を考慮する必要の少ないイニシャルスタート時のみ、速応性を高めた制御パラメータを設定する。
【０１２０】
以下では、本実施形態における電動車両の制御装置を電気自動車に適用した際の効果について、図１２、図１３を参照して、特に、イニシャルスタート時の制御について説明する。
【０１２１】
図１２は、本実施形態における電動車両の制御装置による制御結果の一例を示す図である。図１２は、一定勾配の登坂路で停車した状態からイニシャルスタートする際の制御結果であり、上から順に、イグニッション信号、モータトルク指令値、車両前後加速度、モータ回転速度、ロールバック距離を表している。また、イグニッション信号を表した図中に示す点線はｆｌｇ１の状態を表している。また、モータトルク指令値を表した図中に示す点線は外乱トルク推定値を、一点鎖線は、勾配外乱を表している。
【０１２２】
時刻ｔ０では、図２のステップＳ２０１において検出するイグニッション信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行した状態である。そして、ステップＳ２０３の処理で、ｆｌｇ１を１とすることで、通常走行時と比べてモータトルク制御の速応性を上げた制御パラメータを設定する（ステップＳ７１２ａ〜Ｓ７１２ｅ参照）。この時、車両が停車している路面勾配は登坂であるが、外乱トルク推定値とモータトルク指令値は共に０に初期化されている。したがって、モータトルク指令値を表した図から分かるとおり、外乱トルク推定値と勾配外乱とに乖離があることが分かる。なお、時刻ｔ０においては、摩擦ブレーキによって登坂路における停車状態が保持されている。
【０１２３】
時刻ｔ１では、摩擦ブレーキによる制動を解除する。この時、ｆｌｇ１＝１であるため、ステップＳ２０４に係る停止制御処理はイニシャルスタート時の制御パラメータに設定されている。したがって、通常走行時と比べて速応性が高い制御パラメータに基づく停止制御処理にてモータトルク指令値が調整される。一方で、摩擦ブレーキ制動が解除された車両は、ロールバックを開始する。
【０１２４】
時刻ｔ１からｔ２の間では、モータ回転速度の絶対値｜ωｍ｜が所定のモータ回転速度ωｍ１より大きくなることでロールバック状態であると判定した後、図７のステップＳ７０８において、モータ回転速度の絶対値｜ωｍ｜が所定のモータ回転速度ωｍ２より小さい値に収束したと判定されると、ｆｌｇ１を０とし、制御パラメータを通常走行時の制御パラメータの設定値に戻す。図から、ｔ１．５の時点で、モータ回転速度はゼロに収束できており、ロールバックは停止していることが分かる。
【０１２５】
時刻ｔ２以降では、モータ回転速度は０に収束しており、通常走行時の制御パラメータに基づく停止制御処理にて停車状態を保持できていることが分かる。
【０１２６】
次に、比較例として、イニシャルスタート時に、速応性を高めた制御パラメータを設定しない場合の制御結果を、図１３を参照して説明する。
【０１２７】
時刻ｔ０では、図２のステップＳ２０１において検出するイグニッション信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行した状態である。車両が停車している路面勾配は登坂であるが、外乱トルク推定値とモータトルク指令値は共に０に初期化されている。したがって、モータトルク指令値を表した図から分かるとおり、外乱トルク推定値は勾配外乱と乖離している。なお、時刻ｔ０においては、摩擦ブレーキによって登坂路における停車状態が保持されている。
【０１２８】
時刻ｔ１では、摩擦ブレーキによる制動を解除する。本比較例においては、通常走行時と同じ制御パラメータに基づく停止制御処理にてモータトルク指令値が算出される。図から分かるとおり、摩擦ブレーキが解除された車両はロールバックを開始する。
【０１２９】
摩擦ブレーキ解除後、通常走行時と同じ制御パラメータに基づく停止制御処理にてモータトルク指令値の調整がなされているが、本例におけるモータトルク指令値は、時刻ｔ２時点においてもまだ勾配外乱と一致していない。そのため、時刻ｔ３においてもロールバック距離も延び続けており、ｔ３．５の時点になってようやく車両は停車する。
【０１３０】
時刻ｔ４では、モータ回転速度は０に収束し、停止制御処理にて車両の停車状態を保持できている。ただし、図１３を参照して説明したイニシャルスタート時の制御パラメータに基づく停止制御処理に比べて、停車を保持するまでの時間と、ロールバック距離が長いことが分かる。
【０１３１】
このように、本発明に係る電動車両の制御装置は、従来例に対して、外乱トルク推定値と勾配外乱とを一致させるとともに、モータトルクを制御して停車を保持するまでに要する時間、および、ロールバック距離が抑制されていることがわかる。
【０１３２】
以上、第１実施形態の電動車両の制御装置は、ドライバのアクセル操作に応じて駆動トルクおよび回生トルクを発生させるモータを備えた電動車両の制御装置であって、ドライバによる車両の発進操作が行われたか否かを判定し、車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値Ｔｄを算出し、車両走行中における停車間際および発進操作が行われたと判定された場合に、モータの駆動トルクが外乱トルク推定値Ｔｄに収束するように制御する。そして、当該電動車両の制御装置は、車両に作用する外乱に対する駆動トルクの応答性を制御し、発進操作が行われたと判定された場合は、モータの駆動トルクの応答性を停車間際の駆動トルクの応答性よりも上昇させる。
【０１３３】
これにより、車両のイニシャルスタート時において、特に勾配外乱に対するモータトルクの応答性を通常走行時よりも高めることができるので、例えばブレーキ制動力が解放された場合に生じる車両のロールバック距離を抑制することができる。また、ロールバックが生じることによりドライバに不安を与えてしまうことを防止することができる。
【０１３４】
また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、車両のイグニッションスイッチ信号のＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行を検知したときに、車両の発進操作が行われたと判定する。これにより、車両のイニシャルスタート時を確実に判定することができる。
【０１３５】
また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、検出したモータ回転速度ωｍをフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて外乱トルク推定値を算出するものであって、発進操作が行われたと判定された場合は、速度フィードバック制御系のフィードバックゲインＫｖｒｅｆを大きくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる。このように、本実施形態の電動車両の制御装置は、モータ回転速度ωｍをフィードバックする際のゲインＫｖｒｅｆに応じて、勾配外乱に対する外乱トルク推定値Ｔｄの速応性を高めることで、勾配外乱に対するモータトルクの応答性を上昇させる。これにより、通常走行時とイニシャルスタート時のモータトルクの応答性を容易に切り替えることができるので、車両の走行シーンに応じた応答性制御を容易に実行することができる。
【０１３６】
また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、二次式の分子と二次式の分母とで構成された所定の減衰係数を有するフィルタＨｚ（ｓ）を備え、当該フィルタの減衰係数に基づいて前記外乱トルク推定値Ｔｄを算出するものであって、車両の発進操作が行われたと判定された場合に、フィルタＨｚ（ｓ）の分母の減衰係数ζcを小さくすることで、駆動トルクの応答性を上昇させる。このように、本実施形態の電動車両の制御装置は、フィルタＨｚ（ｓ）の分母の減衰係数ζcに応じて、勾配外乱に対する外乱トルク推定値Ｔｄの速応性を高めることで、勾配外乱に対するモータトルクの応答性を上昇させる。これにより、通常走行時とイニシャルスタート時のモータトルクの応答性を容易に切り替えることができるので、車両の走行シーンに応じた応答性制御を容易に実行することができる。
【０１３７】
また、第１実施形態の電動車両の制御装置は所定の時定数を有するフィルタＨ（ｓ）を備え、当該フィルタの時定数に基づいて外乱トルク推定値Ｔｄを算出するものであって、車両の発進操作が行われたと判定された場合に、当該時定数を小さくすることで、駆動トルクの応答性を上昇させる。このように、本実施形態の電動車両の制御装置は、ローパスフィルタＨ（ｓ）の時定数に応じて、勾配外乱に対する外乱トルク推定値Ｔｄの速応性を高めることで、勾配外乱に対するモータトルクの応答性を上昇させる。これにより、通常走行時とイニシャルスタート時のモータトルクの応答性を容易に切り替えることができるので、車両の走行シーンに応じた応答性制御を容易に実行することができる。
【０１３８】
また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、検出したモータ回転速度ωｍに対して所定のサンプリング回数に基づく移動平均を施した値をフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて外乱トルク推定値Ｔｄを算出するものであって、車両の発進操作が行われたと判定された場合に、当該サンプリング回数を小さくすることで、駆動トルクの応答性を上昇させる。本実施形態の電動車両の制御装置は、モータ回転速度ωｍの算出の際に行う移動平均化処理に係るモータ回転速度ωｍのサンプリング回数を減らすことで、モータ回転速度ωｍの検出遅れに係る無駄時間を抑制するので、勾配外乱に対する外乱トルク推定値Ｔｄの速応性を高めても、制御の安定性を確保することができる。
【０１３９】
さらに、第１実施形態の電動車両の制御装置は、車体に発生する振動を抑制する制振トルクをモータに発生させる制振制御処理を実行する。当該制振制御処理は、フィードバック制御系によりＦ／Ｂ補償トルクＴF/B（制振トルク）を算出するものであって、車両の発進操作が行われたと判定された場合に、フィードバック制御系のフィードバックゲインＫFBを前記停車間際のフィードバックゲインＫFBより小さくする。このように、本実施形態の電動車両の制御装置は、制振制御処理で用いるフィードバックゲインＫFBを走行時より小さい値に設定することで、トルク目標値に対するＦ／Ｂ補償トルクＴF/B（制振トルク）のオーバーシュートを抑制することができるので、勾配外乱に対する外乱トルク推定値Ｔｄの速応性を高めても、制御の安定性を確保することができる。
【０１４０】
また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、モータ回転速度ωｍの検出値の絶対値が、予め設定した第１のロールバック判定値ωｍ１以上に増加した後、予め設定した第２のロールバック判定値ωｍ２以下に低下した場合は、車両の発進操作が行われたと判定された場合に上昇させた駆動トルクの応答性を、通常走行時の駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる。あるいは、第１実施形態の電動車両の制御装置は、車両の発進操作が行われたと判定されてから所定時間（タイマカウント値Ｔ１）経過後に、駆動トルクの応答性を、通常走行時の駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる。このように、本実施形態の電動車両の制御装置は、イニシャルスタート直後の車両の発進初期の応答性のみ上昇させるので、イニシャルスタート時のロールバックを抑制できるとともに、イニシャルスタート時以降においては、オーバーシュートが増加しない適切な応答性に調整されるので、通常走行時の制御安定性を確保することができる。
【０１４１】
また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、車両が停車している路面の勾配を検出する勾配検出手段１２をさらに備え、検出した勾配が大きいほど、駆動トルクの応答性を上昇させる。これにより、例えば、急勾配であっても、早期に外乱トルク推定値Ｔｄを立ち上げることができるため、車両のロールバックを抑制することができる。
【０１４２】
(第２実施形態)
次に、第２実施形態の電動車両の制御装置について説明する。第２実施形態の電動車両の制御装置は、これまで説明した第１実施形態の電動車両の制御装置とは、特に、イニシャルスタート処理におけるイニシャルスタート時の制御パラメータの設定タイミングが異なる。
【０１４３】
イニシャルスタート時の制御パラメータの設定タイミングについて、第１実施形態では、イグニッション信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行したことを確認した場合にｆｌｇ１を１にセットすることで、ステップＳ７１２の処理においてイニシャルスタート時の制御パラメータが設定される。すなわち、第１実施形態は、ドライバがイニシャルスタートスイッチをＯＮにして車両システムを立ち上げた場合に、車両がイニシャルスタート時であると判定し、即時にイニシャルスタート時の制御パラメータの設定がなされるという構成であった。
【０１４４】
本実施形態では、コントローラ２は、イグニッション信号がＯＦＦ状態からＯＮ状態に移行したのを確認するのに加えて、アクセル開度がゼロであることが確認できた場合にｆｌｇ１を１にセットし、さらに、モータ回転速度の絶対値が予め設定した値以上になり、ロールバックの開始を検知した場合に、車両がイニシャルスタート時であると判定し、イニシャルスタート時の制御パラメータを設定する。以下、図１４を参照して本実施形態にかかるイニシャルスタート処理の詳細を説明する。
【０１４５】
ステップＳ７０１では、コントローラ２は、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行したか否かを判定する。イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮに移行した場合は、コントローラ２は、ステップＳ７１５の処理を実行する。イグニッションスイッチ信号がＯＮ状態のままであれば、コントローラ２は、ステップＳ７０３の処理を実行する。
【０１４６】
ステップＳ７１５では、コントローラ２は、アクセル開度がゼロか否か、すなわち、ドライバによるアクセル操作がなされているか否かを判定する。アクセル開度がゼロ、すなわち、ドライバによるアクセル操作がなされていない場合は、ステップＳ７１６の処理を実行する。アクセル開度がゼロではなく、ドライバがアクセルペダルを踏んでいる場合は、ステップＳ７１３の処理を実行する。ドライバがアクセルペダルを踏んでいる場合は、原則車両のロールバックは発生しないので、コントローラ２は、ステップＳ７１３において通常走行時の制御パラメータを設定し、イニシャルスタート処理を終了する。
【０１４７】
ステップＳ７１６では、コントローラ２は、ロールバックが開始されたか否かを判定する。具体的には、車両のモータ回転速度の絶対値｜ωｍ｜が、比較値であるモータ回転速度ωｍ１より大きいか否かを判定する。モータ回転速度ωｍ１は、予め実験等により定められた、車両がロールバックを開始したと判定できるモータ回転速度である。また、比較する車両のモータ回転速度の値を絶対値としたのは、上り坂において車両が後方にずり下がる場合、および、下り坂において車両が前方方向にずり下がる場合の双方ともを一括に検知可能とするためである。｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立する場合は、ステップＳ７０２の処理を実行する。｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立しない場合は、ステップＳ７１７の処理を実行する。
【０１４８】
ステップＳ７０２では、コントローラ２は、タイマ１、ｆｌｇ１、およびｆｌｇ２それぞれをセットする。タイマ１にセットされる値は、イグニッションスイッチ信号がＯＮ状態となり、車両がロールバックを開始したと判定された後に、勾配外乱とコントローラ２で算出される外乱トルク推定値Ｔｄとが一致し、モータトルク指令値Ｔｍ*にてモータトルクを制御して停車状態を保持するまでの時間であって、予め実験等により適合させた値である。
【０１４９】
そして、コントローラ２は、ｆｌｇ１およびｆｌｇ２を１にセットする。本実施形態におけるｆｌｇ１＝１は、イグニッション信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行し、かつ、アクセル開度がゼロであることを示す。ｆｌｇ２＝１は、第１実施形態と同様に、車両がロールバックを開始したことを示す。本実施形態では、ｆｌｇ１＝１、かつ、ｆｌｇ２＝１に設定されることによって、車両がイニシャルスタート時であることが示される。セットした後、コントローラ２は、Ｓ７１１の処理を実行する。
【０１５０】
Ｓ７１１では、ｆｌｇ＝１が成立しているか否かが判定される。Ｓ７０２における処理にてｆｌｇは１にセットされているので、コントローラ２は、次のステップであるステップＳ７１２の処理を実行する。
【０１５１】
ステップＳ７１２では、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する際に使用される制御パラメータとして、イニシャルスタート時の制御パラメータが設定される。なお、イニシャルスタート時の制御パラメータの設定は、第１の実施形態と同様に実行される（図１１参照）。イニシャルスタート時の制御パラメータが設定された後、イニシャルスタート処理は終了する。
【０１５２】
次に、ステップＳ７１６において｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立しなかった場合のフローについて説明する。ステップＳ７１７では、コントローラ２は、イグニッション信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行し、かつ、アクセル開度がゼロであるため、ｆｌｇ１を１にセットする。ｆｌｇ２は、｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立しておらず、車両はまだロールバックを開始していないため、０にセットされる。セット後、コントローラ２は、Ｓ７１３の処理を実行する。
【０１５３】
ステップＳ７１３では、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する際に使用される制御パラメータとして、通常走行時の制御パラメータを設定する。通常走行時の制御パラメータを設定した後、イニシャルスタート処理の１サイクルは終了する。
【０１５４】
そして、次のサイクルにおけるＳ７０１の処理の実行時では、イグニッションスイッチ信号はＯＮ状態のままなので、コントローラ２は、ステップＳ７０３の処理を実行する。
【０１５５】
ステップＳ７０３では、コントローラ２は、ｆｌｇ１の状態を判定する。１サイクル前のステップＳ７１７において、ｆｌｇ１は１にセットされているので、続いてステップＳ７０４の処理を実行する。
【０１５６】
ステップＳ７０４では、コントローラ２は、アクセル開度がゼロか否かを判定する。アクセル開度がゼロであれば、車両のロールバックが開始したか否かを判定するステップＳ７０５の処理を実行する。アクセル開度がゼロではない場合、すなわち、ドライバによりアクセルペダルが踏み込まれていれば、車両が加速し始める等、車両がドライバの意図に応じて走行している状態に移行し、イニシャルスタート時を脱したと判定できるので、ステップＳ７１０においてｆｌｇを０にセットする。そして、コントローラ２は、ステップＳ７１３において、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する際に使用される制御パラメータとして通常走行時の制御パラメータを設定し、イニシャルスタート処理は終了する。
【０１５７】
なお、ステップＳ７０４においては、第１実施形態と同様に、第1のトルク目標値Ｔｍ１*の過去値Ｔｍ１_ｚと、第２のトルク目標値Ｔｍ２*の過去値Ｔｍ２_ｚとを比較してもよい。Ｔｍ２_ｚ＞Ｔｍ１_ｚが成立する場合は、ステップＳ７０５の処理を実行する。Ｔｍ２_ｚ＞Ｔｍ１_ｚが成立しない場合は、車両がドライバの意図に応じた走行を開始したと判定し、ステップＳ７１０にてｆｌｇを０にセットした後、ステップＳ７１１の処理を実行する。
【０１５８】
次に、ステップＳ７０４において、コントローラ２が、アクセル開度＝０と判定した場合のフローについて説明する。アクセル開度＝０の場合は、コントローラ２は、Ｓ７０５の処理を実行し、ｆｌｇ２の状態を判定する。この時点における車両はまだロールバックを開始していないので、ｆｌｇ２＝０である。したがって、コントローラ２は、次に、ステップＳ７０６の処理を実行する。
【０１５９】
ステップＳ７０６では、コントローラ２は、車両がロールバックを開始したか否かを判定するために、モータ回転速度の絶対値｜ωｍ｜＞モータ回転速度ωｍ１が成立するか否かを判定する。モータ回転速度ωｍ１は、上述のとおり、車両がロールバックを開始したと判定できるモータ回転速度であって、予め実験等により定めた値である。｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立しない場合は、車両はまだロールバックを開始していないので、コントローラ２は、ステップＳ７１３において通常走行時の制御パラメータを設定した後、イニシャルスタート処理を終了する。｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立する場合は、ステップＳ７０７の処理を実行する。
【０１６０】
ステップＳ７０７では、｜ωｍ｜＞ωｍ１が成立し、車両がロールバックを開始したと判定されるので、ｆｌｇ２が１にセットされるとともに、タイマ１にカウント値Ｔ１をセットする。そして、コントローラ２は、続くステップＳ７１１においてｆｌｇ１の状態を判定する。なお、カウント値Ｔ１は、車両がロールバックを開始し、イニシャルスタート時であると判定された後、車両が停車状態を保持するまでの時間であって、予め実験等により適合させた値である。
【０１６１】
ステップＳ７１１では、ステップＳ７１７の処理においてｆｌｇ１が１にセットされた状態が継続しているので、ｆｌｇ１＝１が成立する。したがって、コントローラ２は、続くステップＳ７１２においてイニシャルスタート時の制御パラメータを設定し、イニシャルスタート処理を終了する。
【０１６２】
この時点で、ｆｌｇ１、ｆｌｇ２、およびタイマ１は、それぞれ、ｆｌｇ１＝１、ｆｌｇ２＝１、タイマ１＝Ｔ１にセットされている。これを前提として、次のサイクルにおけるイニシャルスタート処理について説明する。
【０１６３】
上記の通り、ｆｌｇ１＝１、ｆｌｇ２＝１であるので、ステップＳ７０４においてアクセル開度＝０が成立する限りは、コントローラ２は、ステップＳ７０８の処理を実行する。アクセル開度＝０が成立しない場合は、コントローラ２は、車両がドライバの意図に応じた走行を開始してイニシャルスタート時を脱したと判定し、ステップＳ７１０にてｆｌｇを０にセットし、ステップＳ７１３において通常走行時の制御パラメータを設定する。設定後、イニシャルスタート処理は終了する。
【０１６４】
ステップＳ７０８では、ロールバックの状態を判定する。タイマ１＝０の時、もしくは、モータ回転速度の絶対値｜ωｍ｜＜モータ回転速度ωｍ２が成立する時は、車両のロールバックが抑制されたと判定して、ステップＳ７１０の処理を実行する。モータ回転速度ωｍ２は、予め実験等により定めた、車両が停車したと判定できるモータ回転速度である。タイマ１＝０、および｜ωｍ｜＜ωｍ２の両方とも成立しない場合は、車両はロールバック中であると判定されるので、タイマ１のカウントダウン処理を行うステップＳ７０９の処理を実行する。
【０１６５】
ステップＳ７０９では、タイマ１のカウント値から１を減算する。すなわち、ロールバック中は、タイマ１のカウント値は、ステップＳ７０８においてロールバックが抑制されたと判定されるまで、演算周期毎に、タイマ１のカウント値がゼロになるか、もしくは、｜ωｍ｜＜ωｍ２が成立するまでカウントダウンされる。そして、ステップＳ７０８においてタイマ１＝０、および｜ωｍ｜＜ωｍ２のいずれか一方が成立した場合は、コントローラ２は、通常走行時の制御パラメータを設定し、イニシャルスタート処理を終了する。
【０１６６】
以上、第２実施形態の電動車両の制御装置は、車両のイグニッションスイッチ信号のＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行を検知し、さらに、アクセル開度がゼロであって、かつ、モータ回転速度ωｍの絶対値が予め設定した値ωｍ１以上になったときに、車両の発進操作が行われたと判定する。これにより、車両のロールバックが開始されたタイミングにおいてのみ、応答性を高めた制御パラメータの設定を実行することができる。したがって、例えば平坦路等の、そもそもロールバックが生じない路面においては、イグニッションスイッチ信号がＯＦＦからＯＮ状態に移行しても通常走行時の制御パラメータの設定がなされるので、ロールバックの距離を抑制する目的に即した、より適切なタイミングでイニシャルスタート時の制御パラメータの設定を実行することができる。
【０１６７】
本発明は、上述した実施形態に限定されることはなく、様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した説明では、電動モータ４の回転速度の低下とともにモータトルク指令値Ｔｍ*を外乱トルク指令値Ｔｄに収束させるものとして説明した。しかし、車輪速や車体速度、ドライブシャフトの回転速度などの速度パラメータは、電動モータ４の回転速度と比例関係にあるため、電動モータ４の回転速度に比例する速度パラメータの低下とともにモータトルク指令値Ｔｍ*を外乱トルク推定値Ｔｄに収束させるようにしてもよい。
【０１６８】
また、イニシャルスタート時の制御パラメータを設定することで、モータトルクの応答性を上昇させる旨説明したが、例えば凍結路面や雪道等の路面摩擦係数が低い不安定な路面においては、応答性を高めることでオーバーシュートが大きくなり、制御の安定性を保つのが難しくなる場合がある。したがって、路面摩擦係数等を検出し、路面状況によっては、モータトルクの応答性の上昇を禁止しても良い。
【０１６９】
また、本発明に係る電動車両の制御装置においては、マイクやカメラをさらに設け、それらによりドライバによる車両の発進操作を検出するようにしても良い。
【０１７０】
さらに加えて、上述では、イニシャルスタート時の外乱トルク推定値は、車両システムの停止時にある所定値（例えば平坦路相当）で初期化されると記載したが、必ずしもそれに限らず、停止時の外乱トルク推定値をメモリに記憶しておき、イニシャルスタート時における外乱トルク推定値を、その記憶された外乱トルク推定値に設定しても良い。その場合、イニシャルスタート時におけるモータトルク指令値は、車両システムの停止時に記憶された外乱トルク推定値に収束するように制御される。
【図１】
2016189670.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2016189670.tif 000028
【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年3月22日(2016.3.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動トルク及び回生トルクを発生させるモータを備えた電動車両の制御装置において、
アクセル操作によらないドライバによる車両のイニシャルスタート操作が行われたか否かを判定するスタート判定手段と、
前記車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を算出する外乱トルク推定手段と、
車両走行中における停車間際もしくは前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクが前記外乱トルク推定値に収束するように制御するトルク制御手段と、
前記車両に作用する外乱に対する前記駆動トルクの応答性を制御する応答性制御手段と、を備え、
前記応答性制御手段は、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクの応答性を前記停車間際の前記駆動トルクの応答性よりも上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の制御装置において、
前記スタート判定手段は、車両のイグニッションスイッチ信号のＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行を検知したときに、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電動車両の制御装置において、
前記ドライバによるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段と、をさらに備え、
前記スタート判定手段は、車両のイグニッションスイッチ信号のＯＦＦ状態からＯＮ状態への移行を検知し、さらに、前記アクセル操作量がゼロであって、かつ、前記モータ回転速度または前記速度パラメータの絶対値が予め設定した値以上になった場合に、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記外乱トルク推定手段は、検出したモータ回転速度または前記速度パラメータをフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記速度フィードバック制御系のフィードバックゲインを大きくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記外乱トルク推定手段は、二次式の分子と二次式の分母とで構成された所定の減衰係数を有するフィルタを備え、当該フィルタの減衰係数に基づいて減衰された前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記フィルタの分母の前記減衰係数を小さくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記外乱トルク推定手段は、所定の時定数を有するローパスフィルタを備え、当該ローパスフィルタの時定数に基づいて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記時定数を小さくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記外乱トルク推定手段は、検出した前記モータ回転速度または前記速度パラメータに対して所定のサンプリング回数に基づく移動平均を施した値をフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記所定のサンプリング回数を小さくする、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
車体に発生する振動を抑制する制振トルクを前記モータに発生させる制振制御手段をさらに備え、
前記制振制御手段は、フィードバック制御系により前記制振トルクを算出するものであって、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、当該フィードバック制御系のフィードバックゲインを前記停車間際の当該フィードバックゲインより小さくする、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記スタート判定手段は、前記モータ回転速度または前記速度パラメータの検出値の絶対値が、予め設定した第１のロールバック判定値以上に増加した後、予め設定した第２のロールバック判定値以下に低下した場合に、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定し、
前記応答性制御手段は、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、上昇させた前記駆動トルクの応答性を、前記停車間際の前記駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１０】
請求項１から８のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記応答性制御手段は、前記イニシャルスタート操作が行われたと判定されてから所定時間経過後に、前記駆動トルクの応答性を、前記停車間際の前記駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
車両が停車している路面の勾配を検出する勾配検出手段をさらに備え、
前記応答性制御手段は、前記勾配が大きいほど、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。
【請求項１２】
駆動トルク及び回生トルクを発生させるモータを備えた電動車両の制御方法において、
アクセル操作によらないドライバによる車両のイニシャルスタート操作が行われたか否かを判定し、
前記車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を算出し、
車両走行中における停車間際もしくは前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクを前記外乱トルク推定値に収束するように制御し、
前記イニシャルスタート操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクの応答性を前記停車間際の前記駆動トルクの応答性よりも上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【国際調査報告】
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