(57)【要約】  モータを走行駆動源とし、アクセル操作量が減少またはゼロになると、モータの回生制動力により減速する電動車両の制御装置は、アクセル操作量を検出するとともに、モータトルク指令値を算出し、算出したモータトルク指令値に基づいてモータを制御する。この制御装置は、電動車両の走行速度に比例する速度パラメータを検出し、検出した速度パラメータに基づいて電動車両を停止させるためのフィードバックトルクを算出する。そしてモータに作用する外乱トルクを推定し、アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、速度パラメータの低下とともに、フィードバックトルクに基づいてモータトルク指令値を前記外乱トルクに収束させる。さらに制御装置は、外乱トルクに応じてフィードバックトルクを調整する。
2015083213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを走行駆動源とし、アクセル操作量が減少またはゼロになると、前記モータの回生制動力により減速する電動車両の制御装置であって、
前記アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記モータに作用する外乱トルクを推定する外乱トルク推定手段と、
前記電動車両の走行速度に比例する速度パラメータを検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに基づいて、前記電動車両を停止させるためのフィードバックトルクを算出するフィードバックトルク算出手段と、
モータトルク指令値を算出するモータトルク指令値算出手段と、
前記モータトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するモータ制御手段と、
を備え、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクに基づいて前記モータトルク指令値を前記外乱トルクに収束させ、
前記フィードバックトルク算出手段は、前記外乱トルクに応じて前記フィードバックトルクを調整する、
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であって、
前記フィードバックトルク算出手段は、前記モータの回生制動力を発生させるための所定のゲインを前記速度パラメータに乗算して前記フィードバックトルクを算出し、
前記所定のゲインは、前記外乱トルクに基づいて変更される、
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であって、
前記外乱トルクに基づいて路面が登坂路であると判断した場合には、平坦路のときに比べて前記モータの回生制動力が小さくなるように、前記所定のゲインを設定するゲイン設定手段をさらに備える
電動車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電動車両の制御装置であって、
前記速度パラメータを推定する車速推定手段と、
前記車速推定手段により推定された前記速度パラメータに基づいて、前記フィードバックトルクを補うためのフィードフォワードトルクを算出するフィードフォワードトルク算出手段と、
をさらに備え、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクと前記フォードフォワードトルクとに基づいて前記モータトルク指令値を前記外乱トルクに収束させる、
電動車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動車両の制御装置であって、
前記フィードバックトルク算出手段は、前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに、前記モータの回生制動力を分配するための所定のゲインＫ１を乗算して、前記フィードバックトルクを算出し、
前記フィードフォワードトルク算出手段は、前記所定のゲインＫ１に応じて設定される特定のゲインＫ２を、前記車速推定手段により推定される前記速度パラメータに乗算して、前記フィードフォワードトルクを算出し、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記フィードバックトルクに前記フィードフォワードトルクを加算した速度フィードバックトルクを、前記モータトルク指令値として設定する、
電動車両の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両の制御装置であって、
前記特定のゲインＫ２は、前記速度フィードバックトルクをゼロに収束させるために定められたトータルゲインＫｖｒｅｆから、前記所定のゲインＫ１を減算した値に設定される、
電動車両の制御装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の電動車両の制御装置であって、
前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記外乱トルクに基づいて前記特定のゲインＫ２を変更するゲイン設定手段をさらに備える電動車両の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動車両の制御装置であって、
前記ゲイン設定手段は、前記外乱トルクに基づいて路面が登坂路であると判断した場合には、前記特定のゲインを、平坦路のときに比べて前記モータの回生制動力が小さくなるように設定する、
電動車両の制御装置。
【請求項９】
請求項２に記載の電動車両の制御装置であって、
車両情報に基づいて第１のトルク目標値を算出する第１のトルク目標値算出手段と、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクに基づいて前記外乱トルクに収束する第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに前記所定のゲインを乗算して停車間際判断トルクを算出する停車間際判断トルク算出手段と、
前記第１のトルク目標値と前記停車間際判断トルクの大きさを比較するトルク比較手段と、
をさらに備え、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記第１のトルク目標値に対して前記停車間際判断トルクが大きいと判断した場合には、停車間際であると判断して、前記モータトルク指令値を、前記第１のトルク目標値から前記第２のトルク目標値に切り替えるとともに、前記外乱トルクに基づいて前記フィードバックトルクのゲインを設定して当該ゲインを停車するまで維持する、
電動車両の制御装置。
【請求項１０】
モータを走行駆動源とし、アクセル操作量が減少またはゼロになると、前記モータの回生制動力により減速する電動車両の制御方法であって、
前記アクセル操作量を検出するステップと、
前記モータに作用する外乱トルクを推定するステップと、
前記電動車両の走行速度に比例する速度パラメータを検出するステップと、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに基づいて、前記電動車両を停止させるためのフィードバックトルクを算出するステップと、
モータトルク指令値を算出するステップと、
前記モータトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するステップと、
を備え、
前記モータトルク指令値を算出するステップでは、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクに基づいて前記モータトルク指令値を前記外乱トルクに収束させ、
前記フィードバックトルクを算出するステップは、前記外乱トルクに応じて前記フィードバックトルクを調整する、
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、電動機の回生制動力を任意に設定し得る設定手段を設け、設定手段によって設定された回生制動力で電動機の回生を行う電気自動車用回生ブレーキ制御装置が知られている（ＪＰ８−７９９０７Ａ参照）。
【発明の概要】
【０００３】
しかしながら、設定手段によって設定された回生制動力が大きい場合には、設定された回生制動力で電気自動車が減速して速度が０になったときに、車体の前後方向に振動が発生するという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、回生制動力で電動車両を停止させる際に、車体の前後方向に振動が発生するのを抑制する技術を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明による電動車両の制御装置のひとつの態様は、モータを走行駆動源とし、アクセル操作量が減少またはゼロになると、モータの回生制動力により減速する電動車両の制御装置であって、アクセル操作量を検出するとともに、モータトルク指令値を算出し、算出したモータトルク指令値に基づいてモータを制御する。この制御装置は、電動車両の走行速度に比例する速度パラメータを検出し、検出した速度パラメータに基づいて電動車両を停止させるためのフィードバックトルクを算出する。そしてモータに作用する外乱トルクを推定し、アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、速度パラメータの低下とともに、フィードバックトルクに基づいてモータトルク指令値を外乱トルクに収束させる。さらに制御装置は、外乱トルクに応じてフィードバックトルクを調整する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、一実施の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、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を示すフローチャートである。
【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、モータ回転速度とモータトルク指令値に基づいて外乱トルク推定値を算出する方法を説明するためのブロック図である。
【図７】図７は、外乱トルク推定値に基づいてＦ／Ｆゲインを算出する方法を説明するための図である。
【図８】図８は、Ｆ／Ｆゲインマップの一例を示す観念図である。
【図９】図９は、モータ回転速度推定値を算出する方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、検出したモータ回転速度に基づいてＦ／Ｂトルクを算出する方法を説明するための図である。
【図１１】図１１は、モータ回転速度推定値に基づいてＦ／Ｆトルクを算出する方法を説明するための図である。
【図１２】図１２は、モータ回転速度に基づいて停車間際判断トルクを算出する方法を説明するためのブロック図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、登坂路においてトータルゲインを変更せずに停止制御処理を実行したときのモータトルク指令値を示す図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａで実行された停止制御処理によるモータ回転速度を示す図である。
【図１３Ｃ】図１３Ｃは、図１３Ａで実行された停止制御処理による前後加速度を示す図である。
【図１３Ｄ】図１３Ｄは、図１３Ａで実行された停止制御処理によるＧジャークを示す図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、一実施の形態における電動車両の制御装置による制御結果のうちのモータトルク指令値を示す図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、制御結果のうちのモータ回転速度を示す図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、制御結果による前後加速度を示す図である。
【図１４Ｄ】図１４Ｄは、制御結果によるＧジャークを示す図である。
【図１５】図１５は、Ｆ／Ｆトルクを併用せずにモータ回転速度Ｆ／Ｂトルクを第２のトルク目標値Ｔｍ２＊として設定する場合において、停止制御処理を実現するためのブロック図である。
【図１６】図１６は、Ｆ／Ｂゲインマップの一例を示す観念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、一実施の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。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モータを備え、電動モータ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。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車両の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。この車両では、ドライバは、加速時にアクセルペダルを踏み込み、減速時や停止時には、踏み込んでいるアクセルペダルの踏み込み量を減らすか、または、アクセルペダルの踏み込み量をゼロとする。
【０００８】
モータコントローラ２は、車速（電動車両の走行速度）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、電動モータ４の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ等の車両状態を示す信号をデジタル信号として入力し、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、生成したＰＷＭ信号に応じてインバータ３の駆動信号を生成する。
【０００９】
インバータ３は、例えば、各相ごとに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）を備え、駆動信号に応じてスイッチング素子をオン／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。
【００１０】
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、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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
図２は、モータコントローラ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。
【００１４】
ステップＳ２０１では、車両状態を示す信号を入力する。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とインバータ３間の直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）を入力する。
【００１５】
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する。または、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。
【００１６】
アクセル開度ＡＰ（％）は、図示しないアクセル開度センサから取得するか、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する。
【００１７】
電動モータ４の回転子位相α（ｒａｄ）は、回転センサ６から取得する。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る。
【００１８】
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。
【００１９】
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）、または、バッテリコントローラ（不図示）から送信される電源電圧値から求める。
【００２０】
ステップＳ２０２では、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車両の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、少なくともアクセルペダルの全閉によって車両を停止させることを可能とするために、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るように、モータトルクが設定されている。すなわち、モータ回転数が正の時であって、少なくともアクセル開度が０（全閉）の時には、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ることはない。
【００２１】
ステップＳ２０３では、電動車両が電動モータ４の回生制動力により停止するように制御する停止制御処理を行う。具体的には、電動車両の停車間際を判断し、停車間際以前は、ステップＳ２０２で算出した第１のトルク目標値Ｔｍ１＊をモータトルク指令値Ｔｍ＊に設定し、停車間際以降は、モータ回転速度の低下とともに外乱トルクと釣り合う値に収束する第２のトルク目標値Ｔｍ２＊をモータトルク指令値Ｔｍ＊に設定する。この第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である。これにより、後述するように、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。
【００２２】
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０３で算出したモータトルク目標値Ｔｍ＊、モータ回転速度ωｍおよび直流電圧値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＊、ｑ軸電流目標値ｉｑ＊を求める。
【００２３】
ステップＳ２０５では、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑをそれぞれ、ステップＳ２０４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。なお、算出したｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑに対して、ｄ−ｑ直交座標軸間の干渉電圧を相殺するために必要な非干渉電圧を加算するようにしてもよい。
【００２４】
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と直流電圧値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。
【００２５】
ここで、ステップＳ２０３で行われる停止制御処理について説明する前に、本実施形態における電動車両の制御装置において、モータトルクＴｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）について説明する。
【００２６】
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：車両の重量
Ｋｄ：駆動系の捻り剛性
Ｋｔ：タイヤと路面の摩擦に関する係数
Ｎ：オーバーオールギヤ比
ｒ：タイヤの荷重半径
ωｍ：電動モータの角速度
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：駆動輪の角速度
【００２７】
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、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。
【数１】
2015083213.tif 000003
【数２】
2015083213.tif 000004
【数３】
2015083213.tif 000005
【数４】
2015083213.tif 000006
【数５】
2015083213.tif 000007
【００２８】
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、伝達特性Ｇｐ（ｓ）が次式（６）で表される。
【数６】
2015083213.tif 000008
【００２９】
ただし、式（６）中の各パラメータは、次式（７）で表される。
【数７】
2015083213.tif 000009
【００３０】
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。
【数８】
2015083213.tif 000010
【００３１】
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、伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、（２次）／（３次）の伝達特性を構成する。
【数９】
2015083213.tif 000011
【００３２】
このように伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、図４に示した車両モデルに基づいて導出される。そして伝達特性Ｇｐ（ｓ）の車両モデルを簡易化すると、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）が次式（１０）で表される。
【数１０】
2015083213.tif 000012
【００３３】
なお、本実施形態では車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）の係数として、式（９）中のａ１’及びｂ０’を用いる例について説明したが、ａ１’及びｂ０’に代えて式（６）中のａ１及びｂ０を用いても良い。
【００３４】
続いて、図２のステップＳ２０３で行われる停止制御処理の詳細について説明する。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。図５には、外乱トルク推定器５１０と、ゲイン設定器５２０と、モータ回転速度推定器５３０と、Ｆ／Ｂトルク設定器５４０と、Ｆ／Ｆトルク設定器５５０と、加算器５６０と、減算器５７０と、停車間際判断トルク設定器５８０と、トルク比較器５９０とが示されている。以下ではフィードバックは「Ｆ／Ｂ」と表記し、フィードフォワードは「Ｆ／Ｆ」と表記する。
【００３５】
外乱トルク推定器５１０は、電動車両から電動モータ４に作用する外乱トルクを推定する。なお、以下では、外乱トルクを推定した値を「外乱トルク推定値Ｔｄ」という。外乱トルク推定器５１０は、検出されたモータ回転速度ωｍとモータトルク指令値Ｔｍ＊に基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。そして外乱トルク推定器５１０は、外乱トルク推定値Ｔｄを、減算器５７０と共にゲイン設定器５２０に出力する。
【００３６】
図６は、モータ回転速度ωｍとモータトルク指令値Ｔｍ＊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ブロック図である。
【００３７】
制御ブロック５１１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を入力してフィルタリング処理を行うことにより、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車両モデルであり、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。
【００３８】
制御ブロック５１２は、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、モータトルク指令値Ｔｍ＊を入力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。
【００３９】
減算器５１３は、第１のモータトルク推定値から第２のモータトルク推定値を減算することにより、外乱トルク推定値を算出する。
【００４０】
なお、本実施形態では、外乱トルクは、図６に示す通り、外乱オブザーバにより推定するが、車両前後Ｇセンサ等の計測器を使って推定してもよい。
【００４１】
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、停車間際で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５１０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）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。
【００４２】
このように外乱トルク推定器５１０では、モデルＧｐ（ｓ）と、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Ｈ（ｓ）とで構成されるＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタにモータ回転速度ωｍを入力して第１のモータトルク推定値を算出する。これとともに、伝達特性Ｈ（ｓ）を有するフィルタにモータトルク指令値Ｔｍ＊を入力して第２のモータトルク推定値を算出し、第１のモータトルク推定値と第２のモータトルク推定値との偏差を演算することにより、外乱トルク推定値Ｔｄを求める。これにより、精度良く外乱トルク推定値Ｔｄを求めることができる。
【００４３】
次に図５に示したゲイン設定器５２０の構成について説明する。
【００４４】
ゲイン設定器５２０は、停車間際において、登坂路で生じる揺り返しが小さくなるように、電動モータ４の回生制動力を発生させるモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωのゲインを調整する。
【００４５】
本実施形態では、停車間際に電動モータ４のトルクを振動させることなく滑らかに減速させるため、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωにはフィードフォワードトルク（Ｆ／Ｆトルク）が加算されている。
【００４６】
ゲイン設定器５２０は、ステップＳ２０３で電動車両が停車間際であると判断された場合には、外乱トルク推定器５１０で算出された外乱トルク推定値Ｔｄに基づいて、Ｆ／Ｆトルクを調整するためのＦ／ＦゲインＫ２を設定する。なお、電動車両が停車間際か否かの判断については、後述するトルク比較器５９０によって行われる。
【００４７】
図７は、外乱トルク推定値Ｔｄに基づき、Ｆ／ＦゲインＫ２を算出する方法を説明するための図である。
【００４８】
ゲイン設定器５２０は、外乱トルク推定値ＴｄをＦ／ＦゲインＫ２に変換する演算器５２１を備える。演算器５２１には、Ｆ／Ｆゲインマップが予め記憶されている。
【００４９】
Ｆ／Ｆゲインマップは、いわゆるゲインスケジューリングＭＡＰのことであり、外乱トルク推定値Ｔｄごとに、Ｆ／ＦゲインＫ２の値が対応付けられている。
【００５０】
ゲイン設定器５２０は、電動車両が停車間際であると判断された場合には、Ｆ／Ｆゲインマップを参照して、外乱トルク推定値Ｔｄに対応付けられたＦ／ＦゲインＫ２を算出する。
【００５１】
図８は、演算器５２１に保持されたＦ／Ｆゲインマップ５２２を示す図である。図８では、横軸が外乱トルク推定値Ｔｄを示し、縦軸がＦ／ＦゲインＫ２の大きさを示す。
【００５２】
Ｆ／Ｆゲインマップ５２２では、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロ以上である場合、すなわち降坂路又は平坦路においては、Ｆ／ＦゲインＫ２が一定の基準値Ｇｄに設定される。
【００５３】
一方、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロよりも小さい場合、すなわち登坂路においては、停車間際にギアのバッククラッシュ等による非線形性の強い領域を跨ぐことになり、電動車両の前後方向に揺り返しが生じる。この対策として、登坂路で停車する場合には、電動モータ４の回生制動力が小さくなるように、Ｆ／ＦゲインＫ２の絶対値を降坂路及び平坦路に比べて小さくする。
【００５４】
登坂路においては、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロよりも小さくなるほど、Ｆ／ＦゲインＫ２は基準値Ｇｄよりも大きくなり、上限値Ｇｕに達するとＦ／ＦゲインＫ２は上限値Ｇｕに固定される。
【００５５】
このように、演算器５２１は、電動車両が停車間際と判断されると、Ｆ／Ｆゲインマップ５２２を参照して、外乱トルク推定値Ｔｄに基づき路面が登坂路であるか否かを判断する。そして演算器５２１は、路面が登坂路であると判断した場合には、降坂路に比べて、電動モータ４の回生制動力が小さくなるようにＦ／ＦゲインＫ２の絶対値を小さくする。
【００５６】
また、演算器５２１は、停車間際であると判断された場合にＦ／ＦゲインＫ２を算出すると、算出してから電動車両が停車するまでの間は、Ｆ／ＦゲインＫ２の算出値を固定してＦ／Ｆトルク設定器５５０に出力し続ける。すなわち、車両が停車するまでは、停車間際と判断した時点の外乱トルク推定値ＴｄがＦ／Ｆトルク設定器５５０へ出力される。
【００５７】
次に図５に示したモータ回転速度推定器５３０の構成について説明する。
【００５８】
モータ回転速度推定器５３０は、オープンループにより電動モータ４の回転速度を推定する。以下、電動モータ４の回転速度を推定した値を「モータ回転速度推定値」という。
【００５９】
図９は、電動車両の状態に応じてモータ回転速度推定値を算出する方法を説明するための図である。モータ回転速度推定器５３０は、モータトルク推定部５３１と、モータ回転速度演算部５３２と、ローパスフィルタ５３３と、を備える。
【００６０】
モータトルク推定部５３１は、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの算出に用いられる所定のゲイン（以下「トータルゲイン」という）Ｋｖｒｅｆを、モータ回転速度推定値に乗算して、モータトルク推定値を算出する。
【００６１】
トータルゲインＫｖｒｅｆは、制動距離を抑えつつ電動車両を滑らかに減速させるために予め定められた負（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。モータトルク推定部５３１は、モータトルク推定値をモータ回転速度演算部５３２に出力する。モータトルク推定値は、モータトルク推定値からモータ回転速度推定値までの動特性に対して粘性（ダンパ）要素として働くため、停車間際においてモータ回転速度推定値は滑らか（漸近的に）にゼロに収束する。これにより、前後加速度にショックのない滑らかな停車を実現することができる。
【００６２】
モータ回転速度演算部５３２は、式（６）に示した車両モデルＧｐ（ｓ）に基づいてモータトルク推定値をモータ回転速度推定値に変換する。本実施形態では、車両モデルＧｐ（ｓ）の代わりに式（１０）に示した車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）が用いられる。
【００６３】
モータ回転速度演算部５３２は、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）にモータトルク推定値を入力することで、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）に基づくモータ回転速度推定値を算出する。モータ回転速度演算部５３２は、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）に基づくモータ回転速度推定値を、モータトルク推定部５３１と共にローパスフィルタ５３３に出力する。
【００６４】
ローパスフィルタ５３３は、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）を補完するために設定された伝達特性Ｈｃ（ｓ）を有するフィルタである。伝達特性Ｈｃ（ｓ）は、シミュレーション又は実験データ等に基づいて設定される。具体的には、トータルゲインＫｖｒｅｆをゼロよりも小さくした状態で、Ｆ／Ｆトルク設定器５５０に入力するモータ回転速度推定値の収束性が、モータ回転速度ωｍの収束性と同等となるように、伝達特性Ｈｃ（ｓ）の時定数が調整される。
【００６５】
このため、Ｆ／Ｆトルク設定器５５０に入力するモータ回転速度推定値については、ローパスフィルタ５３３によってローパスフィルタ処理が施されるので、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）の使用に伴う応答特性のズレが補正される。したがって、モータ回転速度推定器５３０によるモータ回転速度の推定精度を確保しつつ、演算量を削減することができる。
【００６６】
このようにモータ回転速度推定器５３０では、車両モデルＧｐ（ｓ）に基づいてモータ回転速度推定値が算出され、そのモータ回転速度推定値の低下とともにモータトルク推定値がゼロに収束する。このため、モータ回転速度推定器５３０において、電動車両の停車間際にモータ回転速度推定値を取得することが可能となる。
【００６７】
なお、後述するトルク比較器５９０によって電動車両が停車間際ではなく停車間際以前と判断された場合には、モータ回転速度演算部５３２は、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）をモータ回転速度ωｍに基づいて初期化する。例えば、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）は、車両の設計値により一意に決まる定数ａ１’及びｂ０’と、積分器により構成される。電動車両が停車間際と判断された場合には、前述の積分器の初期値をモータ回転速度ωｍに設定することにより、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）を初期化する。
【００６８】
次に図５に示したＦ／Ｂトルク設定器５４０の構成について説明する。
【００６９】
Ｆ／Ｂトルク設定器５４０は、検出されたモータ回転速度ωｍに基づいて、電動モータ４の回生制動力によって電動車両を滑らかに減速させるためのＦ／Ｂトルクを算出する。
【００７０】
図１０は、モータ回転速度ωｍに基づいてＦ／Ｂトルクを算出する方法を説明するための図である。
【００７１】
Ｆ／Ｂトルク設定器５４０は、モータ回転速度ωｍをＦ／Ｂトルクに変換する乗算器５４１を備える。
【００７２】
乗算器５４１は、電動モータ４の回生制動力を分配するために定められたＦ／ＢゲインＫ１をモータ回転速度ωｍに乗算することにより、Ｆ／Ｂトルクを算出する。
【００７３】
Ｆ／ＢゲインＫ１は、トータルゲインＫｖｒeｆに対して回生制動力を弱める方向に設定される。すなわち、Ｆ／ＢゲインＫ１は、ゼロよりも小さく、トータルゲインＫｖｒeｆよりも大きな値に設定される。
【００７４】
本実施形態では、Ｆ／ＢゲインＫ１は、トータルゲインＫｖｒeｆから、Ｆ／ＦゲインＫ２を減算した値である。具体的には、Ｆ／ＢゲインＫ１は、降坂路のときのＦ／Ｆゲインの基準値ＧｄをトータルゲインＫｖｒeｆから減算した値に設定されている。
【００７５】
なお、Ｆ／Ｂトルク設定器５４０は、モータ回転速度ωｍにＦ／ＢゲインＫ１を乗算してＦ／Ｂトルク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等を用いてＦ／Ｂトルクを算出してもよい。
【００７６】
次に図５に示したＦ／Ｆトルク設定器５５０の構成について説明する。
【００７７】
Ｆ／Ｆトルク設定器５５０は、モータ回転速度推定器５３０から出力されるモータ回転速度推定値に基づいて、Ｆ／Ｆトルクを算出する。Ｆ／Ｆトルクによって、停車間際にＦ／Ｂトルクによる回生制動力の不足分が補われる。
【００７８】
図１１は、モータ回転速度ωｍに基づいてＦ／Ｆトルクを算出する方法を説明するための図である。
【００７９】
Ｆ／Ｆトルク設定器５５０は、モータ回転速度推定値をＦ／Ｆトルクに変換する乗算器５５１を備える。
【００８０】
乗算器５５１は、ゲイン設定器５２０から出力されるＦ／ＦゲインＫ２を、モータ回転速度ωｍに乗算することにより、Ｆ／Ｆトルクを算出する。
【００８１】
なお、本実施形態ではＦ／Ｆトルク設定器５５０は、モータ回転速度推定値にＦ／ＦゲインＫ２を乗算してＦ／Ｆトルク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、モータ回転速度推定値の減衰率を予め記憶した減衰率テーブル等を用いてＦ／Ｆトルクを算出してもよい。
【００８２】
図５に戻って、加算器５６０、減算器５７０、及び、停車間際判断トルク設定器５８０の構成について説明を続ける。
【００８３】
加算器５６０は、Ｆ／Ｂトルク設定器５４０で算出されたＦ／Ｂトルクと、Ｆ／Ｆトルク設定器５５０で算出されたＦ／Ｆトルクとを加算することによって、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する。Ｆ／Ｆトルクを加えることにより、制動距離の増加を抑えつつ電動モータ４のトルクの振動を抑制することができる。
【００８４】
減算器５７０は、加算器５６０で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５１０で算出された外乱トルク推定値Ｔｄとの偏差を演算することによって、路面の勾配に拘わらず滑らかに停車させるための第２のトルク目標値Ｔｍ２＊を算出する。
【００８５】
停車間際判断トルク設定器５８０は、検出されたモータ回転速度ωｍに基づいて、停車間際判断トルクを算出する。
【００８６】
図１２は、モータ回転速度ωｍに基づいて、停車間際判断トルクを算出する方法を説明するためのブロック図である。
【００８７】
停車間際判断トルク設定器５８０は、モータ回転速度ωｍを、停車間際判断トルクに変換する乗算器５８１を備える。
【００８８】
乗算器５８１は、トータルゲインＫｖｒeｆをモータ回転速度ωｍに乗算することにより、停車間際判断トルクを算出する。
【００８９】
図５に戻ってトルク比較器５９０の構成について説明する。
【００９０】
トルク比較器５９０は、ステップＳ２０２で算出された第１のトルク目標値Ｔｍ１＊と、停車間際判断トルク設定器５８０で算出された停車間際判断トルクの大きさを比較する。
【００９１】
車両の走行中、停車間際判断トルクは、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊よりも小さく、車両が減速して停車間際（車速が所定車速以下）になると、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊よりも大きくなる。トルク比較器５９０は、停車間際判断トルクが第１のトルク目標値Ｔｍ１＊より大きくなると、車両が停車間際であると判断して、モータトルク指令値Ｔｍ＊を第１のトルク目標値Ｔｍ１＊から第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に切り替える。
【００９２】
このようにトルク比較器５９０は、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して、停車間際判断トルクが等しい又は小さいと判断した場合には、停車間際以前と判定してモータトルク指令値Ｔｍ＊に第１のトルク目標値Ｔｍ１＊を設定する。一方、トルク比較器５９０は、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して、停車間際判断トルクが大きいと判断した場合には、停車間際と判定してモータトルク指令値Ｔｍ＊を第１のトルク目標値Ｔｍ１＊から第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に切り替える。
【００９３】
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。
【００９４】
またトルク比較器５９０は、停車間際であると判定した場合には、その判断フラグをＬ（Ｌｏｗ）レベルからＨ（Ｈｉｇｈ）レベルに切替える。そしてゲイン設定器５２０は、その判断フラグがＨレベルになると、外乱トルク推定値Ｔｄに基づいてＦ／ＦゲインＫ２を算出し、その算出値をＦ／Ｆトルク設定器５５０に設定する。
【００９５】
例えば、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロよりも小さい場合、すなわち路面が登坂路であるときは、図８に示すように、Ｆ／ＦゲインＫ２を基準値Ｇｄよりも大きな値に設定して電動モータ４の回生制動力を小さくする。これにより、登坂路で停車する場合においてギアのバッククラッシュ等に起因するＧジャークを抑制することができる。
【００９６】
次に、登坂路で停車する場合にモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωのトータルゲインＫｖｒｅｆを小さくすることによって得られる効果について図面を参照して説明する。
【００９７】
図１３Ａ〜図１３Ｄは、登坂路においてトータルゲインＫｖｒｅｆを変更せずに停止制御処理を実行したときのタイムチャートである。
【００９８】
図１３Ａ〜図１３Ｄは、それぞれ、登坂路において電動車両が減速してから停車するまでの間のモータトルク指令値Ｔｍ＊、モータ回転速度ωｍ、前後加速度（Ｇ）、及びＧジャークの変化を示し、横軸は互いに共通の時間軸である。なお図１３Ａには、破線により、外乱トルクに基づく目標値、すなわち、外乱トルク推定値Ｔｄの符号を反転させた値が示されている。
【００９９】
Ｇジャークは、前後Ｇの単位時間あたりの変化率を表わす。登坂路で停車する場合には、ギアのピッチングによって車両前後方向の揺り返しが生じる。ドライバは、Ｇジャークが大きくなるほど、揺り返しを感じやすくなる。
【０１００】
時刻ｔ０では、トルク比較器５９０で電動車両が停車間際と判断され、停止制御処理が実行されている。このため、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊がモータトルク指令値Ｔｍ＊として設定されているので、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に従って電動車両が制動する。ここでは、外乱トルク指令値Ｔｄによらず、トータルゲインＫｖｒeｆを固定値にしている。
【０１０１】
時刻ｔ１では、図１３Ａ及び図１３Ｃに示すように、モータトルク指令値Ｔｍ＊及び前後Ｇは、共にほぼゼロとなるので、ギアのバッククラッシュ区間を跨ぐことになる。すなわち、モータトルク指令値Ｔｍ＊の非線形性の強い領域を跨ぐことになる。
【０１０２】
時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけては、ギアのバッククラッシュを跨いだ影響により、図１３Ｃに示すように、前後Ｇが、オーバーシュートしていることが分かる。このため、図１３Ｄに示すように、Ｇジャークが一時的に「Ｌ１」まで上昇する。
【０１０３】
時刻ｔ２から時刻ｔ４までは、停止制御処理により、モータトルク指令値Ｔｍ＊に設定された第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に従って、電動車両が制動する。
【０１０４】
時刻ｔ４以降では、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊が、外乱トルク推定値Ｔｄの符号を反転させた値に設定されるので、電動車両の停車状態が保持される。
【０１０５】
このように、路面の勾配に拘わらずトータルゲインＫｖｒeｆを固定値にすると、登坂路では前後Ｇのオーバーシュートが発生してＧジャークがＬ１まで大きくなり、ドライバが揺り返しを強く感じてしまう。
【０１０６】
図１４Ａ〜図１４Ｄは、一実施の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タイムチャートである。
【０１０７】
図１４Ａから図１４Ｄは、図１３Ａから図１３Ｄと同様に、モータトルク指令値Ｔｍ＊、モータ回転速度ωｍ、前後Ｇ、及びＧジャークの変化を示し、横軸は互いに共通の時間軸である。
【０１０８】
時刻ｔ０では、トルク比較器５９０で電動車両が停車間際と判断され、停止制御処理が実行されている。このため、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊がモータトルク指令値Ｔｍ＊として設定されているので、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に従って電動車両が制動する。
【０１０９】
ここでは、路面が登坂路であるので、停車間際と判断する際の外乱トルク推定値Ｔｄは負の値であり、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊は正の値である。本実施形態では、図８に示すように、停車間際と判断した際の外乱トルク指令値Ｔｄがゼロよりも小さい場合、すなわち登坂路において、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの算出に用いられるＦ／ＦゲインＫ２を、平坦路や降坂路に比べて回生制動力が小さくなるように設定する。
【０１１０】
時刻ｔ１では、図１４Ａ及び図１４Ｃに示すように、モータトルク指令値Ｔｍ＊及び前後Ｇは、共にほぼゼロとなるので、ギアのバッククラッシュ区間を跨ぐことになる。
【０１１１】
時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけては、外乱トルク推定値Ｔｄに応じてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωのトータルゲインが調整されているので、図１４Ａに示すように、モータトルク指令値Ｔｍ＊の変化度合が、図１３Ａに比べて緩和されている。このため、図１４Ｃでは、前後Ｇのオーバーシュートが抑制され、図１３Ｃに比べて前後Ｇが滑らかに変化している。
【０１１２】
これにより、図１４Ｄに示すように、一時的に上昇するＧジャークのレベルが、図１３Ｄに示した上昇レベルＬ１よりもＬ２まで低減されるので、ドライバの感じる揺り返しの強さが抑制されることが分かる。
【０１１３】
時刻ｔ２から時刻ｔ４までは、停止制御処理により、モータトルク指令値Ｔｍ＊に設定された第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に従って、電動車両が制動する。
【０１１４】
時刻ｔ４以降では、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊が、外乱トルク推定値Ｔｄの符号を反転させた値に設定されるので、電動車両の停車状態が保持される。
【０１１５】
このように、ギアのバッククラッシュ等による非線形性の強い領域を跨ぐ登坂路において、外乱トルク推定値に応じて停止制御処理に用いられるトータルゲインＫｖｒeｆを小さくすることにより、停車間際の前後Ｇのオーバーシュートを抑制することができる。これにより、Ｇジャークが抑えられるので、ドライバが感じる揺り返しを抑制することができる。
【０１１６】
ここで、上述した説明では、外乱トルク推定値Ｔｄに基づいてトータルゲインＫｖｒeｆのうちＦ／ＦゲインＫ２を変更したが、外乱トルク推定値Ｔｄに基づいてＦ／ＢゲインＫ１を変更してもよい。以下に、外乱トルク推定値Ｔｄに基づいてＦ／ＢゲインＫ１を設定する例について説明する。
【０１１７】
図１５は、Ｆ／Ｆトルクを併用せずにモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを第２のトルク目標値Ｔｍ２＊として設定する場合において、停止制御処理を実現するためのブロック図である。図１５において、図５に示す構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付している。
【０１１８】
モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωのＦ／ＢゲインＫ１を、外乱トルク推定値Ｔｄに基づいて設定した場合も、登坂路においてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの変化度合を小さくして第２のトルク目標値Ｔｍ２＊を緩やかに変化させることができる。例えば、Ｆ／ＢゲインＫ１にトータルゲインＫｖｒｅｆを設定しておき、登坂路では図１６に示すように、Ｆ／ＢゲインＫ１を設定することにより、モータトルク指令値Ｔｍ＊に設定される第２のトルク目標値Ｔｍ２＊が、降坂路に比べて緩やかに変化する。
【０１１９】
以上、一実施の形態における電動車両の制御装置は、電動モータ４を走行駆動源とし、アクセル操作量が減少またはゼロになると、電動モータ４の回生制動力により減速する電動車両の制御装置であり、アクセル操作量を検出するとともにモータトルク指令値を算出し、算出したモータトルク指令値に基づいて電動モータ４を制御する。
【０１２０】
これと共に、電動車両の走行速度に比例する速度パラメータとしてモータ回転速度ωｍを検出し、そのモータ回転速度ωｍに基づいて電動車両を停止させるためのモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出するとともに、電動車両から電動モータ４に作用する外乱トルクを推定する。
【０１２１】
そしてアクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、走行速度に比例する速度パラメータの低下とともに、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωに基づいてモータトルク指令値Ｔｍ＊を外乱トルクに収束させる。
【０１２２】
外乱トルクは、登坂路では正の値、降坂路では負の値として推定するので、坂路においても滑らかに停車し、フットブレーキを必要とせずに停車状態を保持することができる。また、平坦路では外乱トルクをゼロとして推定するので、平坦路において、滑らかに停車し、フットブレーキを必要とせずに停車状態を保持することができる。
【０１２３】
これにより、登坂路、平坦路、降坂路によらず、電動車両の前後方向における加速度振動のない滑らかな減速を停車間際で実現することができ、かつ、停車状態を保持することができる。なお、ここにいう外乱トルクとは、外乱トルクを相殺するのに必要なトルク値のことであり、図５中の外乱トルク推定器５１０で算出される推定値Ｔｄに対して符号を反転させた目標値である。すなわち、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωがゼロであるときの第２のトルク目標値Ｔｍ２＊のことである。
【０１２４】
さらに本実施形態では、外乱トルクに応じてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの変化度合、すなわち応答特性を調整する。登坂路で電動車両を停止させる場合は、平坦路で停車させる場合に比べてギアのピッチングに起因する車両の前後方向の揺り返しが大きくなる。すなわち、登坂路ではギアのバッククラッシュ等による非線形性の強い領域を跨ぐことになる。
【０１２５】
この対策として、路面勾配等の走行抵抗等を含む外乱トルクに応じてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの変化度合を調整することにより、停止間際の減速度を任意に調整することが可能となる。このため、登坂路ではモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの変化を、平坦路や降坂路に比べて緩やかにすることが可能となるので、ギアのバッククラッシュ等に起因する停車間際の前後Ｇのオーバーシュートを抑制できる。これにより、Ｇジャークを抑えることができるので、ドライバが感じる揺り返しを抑制した停車を実現できる。
【０１２６】
また、フットブレーキなどの機械的制動手段によるブレーキ制動力を使わなくても車両を停車状態まで減速させることができるので、停車間際においても電動モータ４を回生運転させることができ、電費を向上させることができる。さらに、アクセル操作のみで車両の加減速および停車を実現することができるので、アクセルペダルとブレーキペダルの踏み替え操作が必要なく、ドライバの負担を軽減することができる。
【０１２７】
ドライバがブレーキペダルを用いて車両を停車させる場合、運転に慣れていないドライバはアクセルペダルを強く踏みすぎて、停車時に車両の前後方向に加速度振動が発生する。また、アクセル操作のみで車両の加減速および停車を実現する車両において、一定の減速度で減速および停車を実現しようとすると、減速時に十分な減速を実現するためには減速度を大きくする必要があるため、停車時に車両の前後方向に加速度振動が発生する。しかしながら、一実施の形態における電動車両の制御装置によれば、どのようなドライバであっても、上述したように、アクセル操作のみで滑らかな減速および停車を実現することができる。
【０１２８】
また、一実施の形態における電動車両の制御装置では、電動車両を停止させるための所定のトータルゲインＫｖｒｅｆをモータ回転速度ωｍに乗算して、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する。そしてトータルゲインＫｖｒｅｆを、外乱トルクに基づいて変更する。
【０１２９】
このようにトータルゲインＫｖｒｅｆを変更することにより、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを緩やかに変化させることができる。このため、モータ回転速度ωｍとモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωとの関係を示す調整テーブル等を用いて複雑な演算処理を行うことなく、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの変化度合を簡易な手法で調整することができる。
【０１３０】
例えば、一実施の形態における電動車両の制御装置は、外乱トルクに基づいて路面が登坂路であると判断した場合には、トータルゲインＫｖｒｅｆを、平坦路や降坂路に比べて回生制動力が小さくなるように設定する。これにより、登坂路で停車する場合においてはモータトルク指令値Ｔｍ＊の変化が緩やかになるので、Ｇジャークを抑制することができる。
【０１３１】
一方、平坦路や降坂路で停車する場合においては、登坂路に比べて電動車両の前後方向の揺り返しが弱いので、トータルゲインＫｖｒeｆを変えない。このため、滑らかな減速を実現しつつ、制動距離の増加を抑制することができる。
【０１３２】
また、一実施の形態における電動車両の制御装置では、モータ回転速度を推定し、推定したモータ回転速度推定値に基づいてＦ／Ｂトルクを補うためのＦ／Ｆトルクを算出する。そしてアクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、走行速度の低下とともに、Ｆ／ＢトルクとＦ／Ｆトルクとを含むモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωに基づいて、モータトルク指令値Ｔｍ＊を外乱トルクに収束させる。
【０１３３】
Ｆ／ＦトルクをＦ／Ｂトルクと併用することにより、Ｆ／Ｂトルクを小さくして停車時のモータトルク指令値Ｔｍ＊の振動を抑制できると共に、Ｆ／Ｂトルクの不足分をＦ／Ｆトルクにより補うことが可能となる。したがって、制動距離を延ばすことなく制御系の安定性を確保できる。
【０１３４】
また、一実施の形態における電動車両の制御装置では、モータ回転速度ωｍに、モータの回生制動力を分配するための所定のゲインＫ１を乗算してＦ／Ｂトルクを算出し、ゲインＫ１に応じて設定される特定のゲインＫ２をモータ回転速度推定値に乗算してＦ／Ｆトルクを算出する。そしてアクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、Ｆ／ＢトルクにＦ／Ｆトルクを加算したモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωをモータトルク指令値Ｔｍ＊として設定する。
【０１３５】
モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωは、粘性（ダンパ）として働くため、停車間際においてモータ回転速度ωｍは滑らか（漸近的に）にゼロに収束する。これにより、前後加速度にショックのない滑らかな停車を実現することができる。
【０１３６】
また、一実施の形態における電動車両の制御装置では、ゲインＫ２は、トータルゲインＫｖｒｅｆからゲインＫ１を減算した値に設定される。すなわち、ゲインＫ１とゲインＫ２とは、次式の関係を満たすように設定される。
【数１１】
2015083213.tif 000013
【０１３７】
式（１１）の関係を満たすように、トータルゲインＫｖｒeｆをゲインＫ１及びゲインＫ２に分配することにより、制動距離を延ばすことなく制御系の安定性を確保することができる。このため、システムに適した設定が可能となる。
【０１３８】
さらに、一実施の形態における電動車両の制御装置では、外乱トルクに基づいてゲインＫ２のみを変更する。外乱トルクに基づき、登坂路においてゲインＫ１を下げると、勾配変化等の外乱が入力された際の電動モータ４の応答性が劣化してしまう。反対にゲインＫ１を上げると、Ｆ／Ｂ系の安定性が低下し、モータトルクが振動的になってしまう。
【０１３９】
そのため、ゲインＫ１を固定してゲインＫ２のみを変更することにより、トータルゲインＫｖｒeｆを所望の値に設定することが可能となると共に、登坂路、平坦路、降坂路によらず、外乱に対する安定性と応答性を一意に担保することができる。
【０１４０】
例えば、一実施の形態における電動車両の制御装置は、外乱トルクに基づいて路面が登坂路であると判断した場合には、平坦路のときに比べて電動モータ４の回生制動力が小さくなるようにゲインＫ２の絶対値を小さく設定する。これにより、登坂路で停車する場合において、ギアのバッククラッシュに起因する電動車両の前後方向の揺り返しを抑制しつつ、外乱に対する電動モータ４の応答性の劣化を抑制することができる。
【０１４１】
一実施の形態における電動車両の制御装置によれば、車両情報に基づいて第１のトルク目標値Ｔｍ１＊を算出するとともに、モータ回転速度ωｍの低下とともに外乱トルクに収束する第２のトルク目標値Ｔｍ２＊を算出し、さらにモータ回転速度ωｍにトータルゲインＫｖｒeｆを乗算して停車間際判断トルクを算出し、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊と停車間際判断トルクの大きさを比較する。そして第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して停車間際判断トルクが大きいと判断した場合には、停車間際であると判断して、モータトルク指令値Ｔｍ＊を第１のトルク目標値Ｔｍ１＊から第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に切り替える。これにより、車両情報に基づいた第１のトルク目標値Ｔｍ１＊で減速した後に、停車間際において第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に切り替えて、いかなる勾配においても、トルク目標値の切り替えタイミングにおいてトルク段差が発生することがなく、滑らかな減速を実現することができる。
【０１４２】
また、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して停車間際判断トルクが大きいと判断した場合には、停車間際であると判断して、外乱トルクに基づいてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωのゲインを設定し、その設定したゲインを停車するまで維持する。
【０１４３】
このように、停車間際と判断した際の外乱トルクに基づき、トータルゲインＫｖｒeｆを設定して固定することにより、外乱トルクの変化に伴う第２のトルク目標値Ｔｍ２＊の変動を防止することができる。
【０１４４】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、上述した説明では、電動車両の走行速度に比例する速度パラメータとしてモータ回転速度を検出する例について説明した。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についても、車両の走行速度と比例関係にあるため、速度パラメータとして用いることができる。
【０１４５】
例えば、電動車両の走行速度に比例する速度パラメータとして車輪速を検出し、その車輪速に基づいてＦ／Ｂトルクを算出するとともに、電動車両の状態に応じて車輪速を推定し、その推定値に基づいてＦ／Ｆトルクを算出するようにしてもよい。そしてアクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、車輪速によって求められる走行速度の低下とともにＦ／ＢトルクとＦ／Ｆトルクとに基づいてモータトルク指令値Ｔｍ＊をゼロに収束させる。このようにモータ回転速度以外の速度パラメータを用いたとしても、本実施形態と同様の効果が得られる。
【０１４６】
また、トルク比較器５９０は、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して、停車間際判断トルクが大きいと判断した場合には、停車間際と判定してモータトルク指令値Ｔｍ＊を第１のトルク目標値Ｔｍ１＊から第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に切り替えるものとして説明した。しかし、トルク比較器５９０は、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊と第２のトルク目標値Ｔｍ２＊の大きさを比較し、値が大きい方をモータトルク指令値Ｔｍ＊に設定するようにしてもよい。
【図１】
2015083213.tif 000014
【図２】
2015083213.tif 000015
【図３】
2015083213.tif 000016
【図４】
2015083213.tif 000017
【図５】
2015083213.tif 000018
【図６】
2015083213.tif 000019
【図７】
2015083213.tif 000020
【図８】
2015083213.tif 000021
【図９】
2015083213.tif 000022
【図１０】
2015083213.tif 000023
【図１１】
2015083213.tif 000024
【図１２】
2015083213.tif 000025
【図１３Ａ】
2015083213.tif 000026
【図１３Ｂ】
2015083213.tif 000027
【図１３Ｃ】
2015083213.tif 000028
【図１３Ｄ】
2015083213.tif 000029
【図１４Ａ】
2015083213.tif 000030
【図１４Ｂ】
2015083213.tif 000031
【図１４Ｃ】
2015083213.tif 000032
【図１４Ｄ】
2015083213.tif 000033
【図１５】
2015083213.tif 000034
【図１６】
2015083213.tif 000035
【手続補正書】
【提出日】平成26年6月19日(2014.6.19)
【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】
モータを走行駆動源とし、アクセル操作量が減少またはゼロになると、前記モータの回生制動力により減速する電動車両の制御装置であって、
車両の加減速や停止を指示するためのアクセルペダルと、
前記アクセルペダルの操作状態である前記アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
前記モータに作用する外乱トルクを推定する外乱トルク推定手段と、
前記電動車両の走行速度に比例する速度パラメータを検出する車速検出手段と、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに基づいて、前記電動車両を停止させるためのフィードバックトルクを算出するフィードバックトルク算出手段と、
モータトルク指令値を算出するモータトルク指令値算出手段と、
前記モータトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するモータ制御手段と、
を備え、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクに基づいて前記モータトルク指令値を前記外乱トルクに収束させ、
前記フィードバックトルク算出手段は、前記アクセルペダルの操作によって前記電動車両が減速されて前記停車間際になると、前記外乱トルクに応じて前記フィードバックトルクを調整す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であって、
前記フィードバックトルク算出手段は、前記モータの回生制動力を発生させるための所定のゲインを前記速度パラメータに乗算して前記フィードバックトルクを算出し、
前記所定のゲインは、前記外乱トルクに基づいて変更される、
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であって、
前記外乱トルクに基づいて路面が登坂路であると判断した場合には、平坦路のときに比べて前記モータの回生制動力が小さくなるように、前記所定のゲインを設定するゲイン設定手段をさらに備える
電動車両の制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の電動車両の制御装置であって、
前記速度パラメータを推定する車速推定手段と、
前記車速推定手段により推定された前記速度パラメータに基づいて、前記フィードバックトルクを補うためのフィードフォワードトルクを算出するフィードフォワードトルク算出手段と、
をさらに備え、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクと前記フォードフォワードトルクとに基づいて前記モータトルク指令値を前記外乱トルクに収束させる、
電動車両の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の電動車両の制御装置であって、
前記フィードバックトルク算出手段は、前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに、前記モータの回生制動力を分配するための所定のゲインＫ１を乗算して、前記フィードバックトルクを算出し、
前記フィードフォワードトルク算出手段は、前記所定のゲインＫ１が大きくなるほど小さな値に設定される特定のゲインＫ２を、前記車速推定手段により推定される前記速度パラメータに乗算して、前記フィードフォワードトルクを算出し、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記フィードバックトルクに前記フィードフォワードトルクを加算した速度フィードバックトルクを、前記モータトルク指令値として設定する、
電動車両の制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両の制御装置であって、
前記特定のゲインＫ２は、前記速度フィードバックトルクをゼロに収束させるために定められたトータルゲインＫｖｒｅｆから、前記所定のゲインＫ１を減算した値に設定される、
電動車両の制御装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の電動車両の制御装置であって、
前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記外乱トルクに基づいて前記特定のゲインＫ２を変更するゲイン設定手段をさらに備える電動車両の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の電動車両の制御装置であって、
前記ゲイン設定手段は、前記外乱トルクに基づいて路面が登坂路であると判断した場合には、前記特定のゲインを、平坦路のときに比べて前記モータの回生制動力が小さくなるように設定する、
電動車両の制御装置。
【請求項９】
請求項２に記載の電動車両の制御装置であって、
アクセル開度およびモータ回転速度を含む車両情報に基づいて第１のトルク目標値を算出する第１のトルク目標値算出手段と、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクに基づいて前記外乱トルクに収束する第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに前記所定のゲインを乗算して停車間際判断トルクを算出する停車間際判断トルク算出手段と、
前記第１のトルク目標値と前記停車間際判断トルクの大きさを比較するトルク比較手段と、
をさらに備え、
前記モータトルク指令値算出手段は、前記第１のトルク目標値に対して前記停車間際判断トルクが大きいと判断した場合には、停車間際であると判断して、前記モータトルク指令値を、前記第１のトルク目標値から前記第２のトルク目標値に切り替えるとともに、前記外乱トルクに基づいて前記フィードバックトルクのゲインを設定して当該ゲインを停車するまで維持する、
電動車両の制御装置。
【請求項１０】
モータを走行駆動源とし、アクセル操作量が減少またはゼロになると、前記モータの回生制動力により減速する電動車両の制御方法であって、
車両の加減速や停止を指示するためのアクセルペダルの操作状態である前記アクセル操作量を検出するステップと、
前記モータに作用する外乱トルクを推定するステップと、
前記電動車両の走行速度に比例する速度パラメータを検出するステップと、
前記車速検出手段により検出される前記速度パラメータに基づいて、前記電動車両を停止させるためのフィードバックトルクを算出するステップと、
モータトルク指令値を算出するステップと、
前記モータトルク指令値に基づいて、前記モータを制御するステップと、
を備え、
前記モータトルク指令値を算出するステップでは、前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際になると、前記速度パラメータの低下とともに、前記フィードバックトルクに基づいて前記モータトルク指令値を前記外乱トルクに収束させ、
前記フィードバックトルクを算出するステップは、前記アクセルペダルの操作によって前記電動車両が減速されて前記停車間際になると、前記外乱トルクに応じて前記フィードバックトルクを調整する、
電動車両の制御方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
［００３１］
の伝達特性を構成する。
［数９］
2015083213.tif 000036
［００３２］
このように伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、図４に示した車両モデルに基づいて導出される。そして伝達特性Ｇｐ（ｓ）の車両モデルを簡易化すると、車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）が次式（１０）で表される。
［数１０］
2015083213.tif 000037
［００３３］
なお、本実施形態では車両簡易モデルＧｐ’（ｓ）の係数として、式（９）中のａ１’及びｂ０’を用いる例について説明したが、ａ１’及びｂ０’に代えて式（６）中のａ１及びｂ０を用いても良い。
［００３４］
続いて、図２のステップＳ２０３で行われる停止制御処理の詳細について説明する。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。図５には、外乱トルク推定器５１０と、ゲイン設定器５２０と、モータ回転速度推定器５３０と、Ｆ／Ｂトルク設定器５４０と、Ｆ／Ｆトルク設定器５５０と、加算器５６０と、加算器５７０と、停車間際判断トルク設定器５８０と、トルク比較器５９０とが示されている。以下ではフィードバックは「Ｆ／Ｂ」と表記し、フィードフォワードは「Ｆ／Ｆ」と表記する。
［００３５］
外乱トルク推定器５１０は、電動車両から電動モータ４に作用する外乱トルクを推定する。なお、以下では、外乱トルクを推定した値を「外乱トルク推定値Ｔｄ」という。外乱トルク推定器５１０は、検出されたモータ回転速度ωｍとモータトルク指令値Ｔｍ＊に基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。そして外乱トルク推定器５１０は、外乱トルク推定値Ｔｄを、加算器５７０と共にゲイン設定器５２０に出力する。
［００３６］
図６は、モータ回転速度ωｍとモータトルク指令値Ｔｍ＊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ブロック図である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
［００３７］
制御ブロック５１１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を入力してフィルタリング処理を行うことにより、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車両モデルであり、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。
［００３８］
制御ブロック５１２は、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、モータトルク指令値Ｔｍ＊を入力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。
［００３９］
減算器５１３は、第２のモータトルク推定値から第１のモータトルク推定値を減算することにより、外乱トルク推定値を算出する。
［００４０］
なお、本実施形態では、外乱トルクは、図６に示す通り、外乱オブザーバにより推定するが、車両前後Ｇセンサ等の計測器を使って推定してもよい。
［００４１］
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、停車間際で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５１０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）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。
［００４２］
このように外乱トルク推定器５１０では、モデルＧｐ（ｓ）と、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Ｈ（ｓ）とで構成されるＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタにモータ回転速度ωｍを入力して第１のモータトルク推定値を算出する。これとともに、伝達特性Ｈ（ｓ）を有するフィルタにモータトルク指令値Ｔｍ＊を入力して第２のモータトルク推定値を算出し、第１の
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
［００８１］
てＦ／Ｆトルクを算出してもよい。
［００８２］
図５に戻って、加算器５６０、加算器５７０、及び、停車間際判断トルク設定器５８０の構成について説明を続ける。
［００８３］
加算器５６０は、Ｆ／Ｂトルク設定器５４０で算出されたＦ／Ｂトルクと、Ｆ／Ｆトルク設定器５５０で算出されたＦ／Ｆトルクとを加算することによって、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する。Ｆ／Ｆトルクを加えることにより、制動距離の増加を抑えつつ電動モータ４のトルクの振動を抑制することができる。
［００８４］
加算器５７０は、加算器５６０で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５１０で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、路面の勾配に拘わらず滑らかに停車させるための第２のトルク目標値Ｔｍ２＊を算出する。
［００８５］
停車間際判断トルク設定器５８０は、検出されたモータ回転速度ωｍに基づいて、停車間際判断トルクを算出する。
［００８６］
図１２は、モータ回転速度ωｍに基づいて、停車間際判断トルクを算出する方法を説明するためのブロック図である。
［００８７］
停車間際判断トルク設定器５８０は、モータ回転速度ωｍを、停車間際判断トルクに変換する乗算器５８１を備える。
［００８８］
乗算器５８１は、トータルゲインＫｖｒｅｆをモータ回転速度ωｍに乗算することにより、停車間際判断トルクを算出する。
［００８９］
図５に戻ってトルク比較器５９０の構成について説明する。
［００９０］
トルク比較器５９０は、ステップＳ２０２で算出された第１のトルク目標値Ｔｍ１＊と、停車間際判断トルク設定器５８０で算出された停車間際判断トルクの大きさを比較する。
［００９１］
車両の走行中、停車間際判断トルクは、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊よりも小さく、車両が減速して停車間際（車速が所定車速以下）になると、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊よりも大きくなる。トルク比較器５９０は、停車間際判断トルクが第１のトルク目標値Ｔｍ１＊より大きくなると、車両が停車間際で
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
あると判断して、モータトルク指令値Ｔｍ＊を第１のトルク目標値Ｔｍ１＊から第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に切り替える。
［００９２］
このようにトルク比較器５９０は、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して、停車間際判断トルクが等しい又は小さいと判断した場合には、停車間際以前と判定してモータトルク指令値Ｔｍ＊に第１のトルク目標値Ｔｍ１＊を設定する。一方、トルク比較器５９０は、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して、停車間際判断トルクが大きいと判断した場合には、停車間際と判定してモータトルク指令値Ｔｍ＊を第１のトルク目標値Ｔｍ１＊から第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に切り替える。
［００９３］
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。
［００９４］
またトルク比較器５９０は、停車間際であると判定した場合には、その判断フラグをＬ（Ｌｏｗ）レベルからＨ（Ｈｉｇｈ）レベルに切替える。そしてゲイン設定器５２０は、その判断フラグがＨレベルになると、外乱トルク推定値Ｔｄに基づいてＦ／ＦゲインＫ２を算出し、その算出値をＦ／Ｆトルク設定器５５０に設定する。
［００９５］
例えば、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロよりも大きい場合、すなわち路面が登坂路であるときは、図８に示すように、Ｆ／ＦゲインＫ２を基準値Ｇｄよりも大きな値に設定して電動モータ４の回生制動力を小さくする。これにより、登坂路で停車する場合においてギアのバッククラッシュ等に起因するＧジャークを抑制することができる。
［００９６］
次に、登坂路で停車する場合にモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωのトータルゲインＫｖｒｅｆを小さくすることによって得られる効果について図面を参照して説明する。
［００９７］
図１３Ａ〜図１３Ｄは、登坂路においてトータルゲインＫｖｒｅｆを変更せずに停止制御処理を実行したときのタイムチャートである。
［００９８］
図１３Ａ〜図１３Ｄは、それぞれ、登坂路において電動車両が減速してから停車するまでの間のモータトルク指令値Ｔｍ＊、モータ回転速度ωｍ、前後
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
加速度（Ｇ）、及びＧジャークの変化を示し、横軸は互いに共通の時間軸である。なお図１３Ａには、破線により、外乱トルク推定値Ｔｄが示されている。
［００９９］
Ｇジャークは、前後Ｇの単位時間あたりの変化率を表わす。登坂路で停車する場合には、ギアのピッチングによって車両前後方向の揺り返しが生じる。ドライバは、Ｇジャークが大きくなるほど、揺り返しを感じやすくなる。
［０１００］
時刻ｔ０では、トルク比較器５９０で電動車両が停車間際と判断され、停止制御処理が実行されている。このため、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊がモータトルク指令値Ｔｍ＊として設定されているので、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に従って電動車両が制動する。ここでは、外乱トルク指令値Ｔｄによらず、トータルゲインＫｖｒｅｆを固定値にしている。
［０１０１］
時刻ｔ１では、図１３Ａ及び図１３Ｃに示すように、モータトルク指令値Ｔｍ＊及び前後Ｇは、共にほぼゼロとなるので、ギアのバッククラッシュ区間を跨ぐことになる。すなわち、モータトルク指令値Ｔｍ＊の非線形性の強い領域を跨ぐことになる。
［０１０２］
時刻ｔ１から時刻ｔ２にかけては、ギアのバッククラッシュを跨いだ影響により、図１３Ｃに示すように、前後Ｇが、オーバーシュートしていることが分かる。このため、図１３Ｄに示すように、Ｇジャークが一時的に「Ｌ１」まで上昇する。
［０１０３］
時刻ｔ２から時刻ｔ４までは、停止制御処理により、モータトルク指令値Ｔｍ＊に設定された第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に従って、電動車両が制動する。
［０１０４］
時刻ｔ４以降では、第２のトルク目標値Ｔｍ２＊が、外乱トルク推定値Ｔｄに設定されるので、電動車両の停車状態が保持される。
［０１０５］
このように、路面の勾配に拘わらずトータルゲインＫｖｒｅｆを固定値にすると、登坂路では前後Ｇのオーバーシュートが発生してＧジャークがＬ１まで大きくなり、ドライバが揺り返しを強く感じてしまう。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
基づいて電動モータ４を制御する。
［０１２０］
これと共に、電動車両の走行速度に比例する速度パラメータとしてモータ回転速度ωｍを検出し、そのモータ回転速度ωｍに基づいて電動車両を停止させるためのモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出するとともに、電動車両から電動モータ４に作用する外乱トルクを推定する。
［０１２１］
そしてアクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、走行速度に比例する速度パラメータの低下とともに、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωに基づいてモータトルク指令値Ｔｍ＊を外乱トルクに収束させる。
［０１２２］
外乱トルクは、登坂路では正の値、降坂路では負の値として推定するので、坂路においても滑らかに停車し、フットブレーキを必要とせずに停車状態を保持することができる。また、平坦路では外乱トルクをゼロとして推定するので、平坦路において、滑らかに停車し、フットブレーキを必要とせずに停車状態を保持することができる。
［０１２３］
これにより、登坂路、平坦路、降坂路によらず、電動車両の前後方向における加速度振動のない滑らかな減速を停車間際で実現することができ、かつ、停車状態を保持することができる。
［０１２４］
さらに本実施形態では、外乱トルクに応じてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの変化度合、すなわち応答特性を調整する。登坂路で電動車両を停止させる場合は、平坦路で停車させる場合に比べてギアのピッチングに起因する車両の前後方向の揺り返しが大きくなる。すなわち、登坂路ではギアのバッククラッシュ等による非線形性の強い領域を跨ぐことになる。
［０１２５］
この対策として、路面勾配等の走行抵抗等を含む外乱トルクに応じてモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの変化度合を調整することにより、停止間際の
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2015083213.tif 000038
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図６】
2015083213.tif 000039
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2015083213.tif 000040
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１５】
2015083213.tif 000041
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１６】
2015083213.tif 000042
【手続補正書】
【提出日】平成28年5月24日(2016.5.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５２】
Ｆ／Ｆゲインマップ５２２では、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロ以下である場合、すなわち降坂路又は平坦路においては、Ｆ／ＦゲインＫ２が一定の基準値Ｇｄに設定される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
一方、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロよりも大きい場合、すなわち登坂路においては、停車間際にギアのバッククラッシュ等による非線形性の強い領域を跨ぐことになり、電動車両の前後方向に揺り返しが生じる。この対策として、登坂路で停車する場合には、電動モータ４の回生制動力が小さくなるように、Ｆ／ＦゲインＫ２の絶対値を降坂路及び平坦路に比べて小さくする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
登坂路においては、外乱トルク推定値Ｔｄがゼロよりも大きくなるほど、Ｆ／ＦゲインＫ２は基準値Ｇｄよりも大きくなり、上限値Ｇｕに達するとＦ／ＦゲインＫ２は上限値Ｇｕに固定される。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
ここでは、路面が登坂路であるので、停車間際と判断する際の外乱トルク推定値Ｔｄは正の値であり、第２のトルク目標値Ｔｍ２*は正の値である。本実施形態では、図８に示すように、停車間際と判断した際の外乱トルク指令値Ｔｄがゼロよりも大きい場合、すなわち登坂路において、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωの算出に用いられるＦ／ＦゲインＫ２を、平坦路や降坂路に比べて回生制動力が小さくなるように設定する。
【国際調査報告】
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