(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両の車両情報に基づいて算出されたモータへの目標トルク指令値に対して、フィードフォワード補償処理を行うフィードフォワード補償ステップと、
前記フィードフォワード補償処理後の目標トルク指令値を用いて前記電動車両の駆動輪につながるモータを制御するモータ制御ステップと、を有し、
前記フィードフォワード補償ステップは、
前記目標トルク指令値に対して、前記モータから駆動軸までのトルク損失を考慮した補正を行う補正ステップと、
モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルを用いて、前記目標トルク指令値に応じた擬似駆動軸ねじり角速度を算出する擬似駆動軸ねじり角速度算出ステップと、
前記擬似駆動軸ねじり角速度を前記目標トルク指令値にフィードバックするねじり角速度フィードバックステップと、を有する、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【請求項２】
電動車両の車両情報に基づいて算出されたモータへの目標トルク指令値に対して、前記モータから駆動軸までのトルク損失を考慮した補正を行う補正ステップと、
前記補正ステップにおいて補正された前記目標トルク指令値に対して、フィードフォワード補償処理を行うフィードフォワード補償ステップと、
前記フィードフォワード補償処理後の前記目標トルク指令値に対して、前記トルク損失に応じた補償を行う損失補償ステップと、
前記損失補償処理後の目標トルク指令値を用いて前記電動車両の駆動輪につながるモータを制御するモータ制御ステップと、を有し、
前記フィードフォワード補償ステップは、
モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルを用いて、前記目標トルク指令値に応じた擬似駆動軸ねじり角速度を算出する擬似駆動軸ねじり角速度算出ステップと、
前記擬似駆動軸ねじり角速度を前記目標トルク指令値にフィードバックするねじり角速度フィードバックステップと、を有する、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電動車両の制御方法であって、
前記トルク損失は、前記モータにて発生するトルクに応じた変動成分を含む、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の電動車両の制御方法であって、
前記トルク損失は、所定のオフセット成分を含む、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
前記車両モデルの駆動力伝達系は、モータトルクが車両の駆動軸トルクに伝達されない不感帯を有する、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【請求項６】
請求項５に記載の電動車両の制御方法であって、
前記不感帯は、前記モータから前記駆動軸までのギアバックラッシュ量の総和である
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
【請求項７】
電動車両の車両情報に基づいて算出されたモータへの目標トルク指令値に対して、フィードフォワード補償処理を行うフィードフォワード補償部と、
該フィードフォワード補償後の目標トルク指令値を用いて前記電動車両の駆動輪につながるモータを制御するモータ制御部と、を有し、
前記フィードフォワード補償部は、
前記目標トルク指令値に対して、前記モータから駆動軸までのトルク損失分を考慮した補正を行う補正部と、
モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルを用いて、前記目標トルク指令値に基づいて擬似駆動軸ねじり角速度を算出する擬似駆動軸ねじり角速度算出部と、
前記擬似駆動軸ねじり角速度を前記目標トルク指令値にフィードバックするねじり角速度フィードバック部と、を備える、
ことを特徴とする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、電動車両の制御方法、及び、制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータを備える電動車両の制御装置において、アクセル開度や車速などからモータに対するトルク目標値が算出される。しかしながら、モータから駆動輪にトルクが伝達されるトルク伝達系においては、車輪特性による位相ずれやギアの不感帯などが存在する。そのため、算出されたトルク目標値をそのまま用いてモータを制御しても、車両の駆動軸にて振動が発生することが知られている。
【０００３】
そこで、特許文献１には、モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルと、車両モデルから得られる擬似駆動軸ねじり角速度を用いてトルク目標値を補正する駆動軸ねじり角速度ＦＢ（フィードバック）モデルとを利用するＦＦ（フィードフォワード）補償器を備える電動車両の制御装置が開示されている。この制御装置によれば、擬似的に駆動軸ねじり角速度フィードバック系が構成されるので、安定性に影響を与えることなく駆動軸にて発生する振動を抑制することができる。
【０００４】
さらに、特許文献１においては、車両モデルの駆動軸トルクに不感帯特性を持たせることにより、ギアバックラッシュ特性を模擬することができる。このようにすることで、ギアバックラッシュ発生時においても発生する駆動軸ねじり振動を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１３／１５７３１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実際の電動車両においては、モータから駆動軸までのトルク伝達経路に機械損失が存在しており、この機械損失がトルク外乱として車両モデルに作用することがある。しかしながら、特許文献１の車両モデルにおいてはこのような機械損失の影響が考慮されていないため、機械損失が存在する実際の電動車両では、駆動軸においてねじり振動が発生するおそれがある。
【０００７】
特に、ギアバックラッシュを通過するときには、この機械損失の影響により、実際の車両の減速機のモータ軸側ギアと、駆動軸側ギアとの相対位置関係が、車両モデルにて求められる相対位置関係と一致しない状態となる。このようなギアの相対位置関係の誤認識は、車両モデルにて不感帯特性を考慮していたとしても、十分に防ぐことが困難である。
【０００８】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、駆動軸に発生するねじり振動を抑制することができる電動車両の制御方法、及び、制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電動車両の制御方法の一態様は、電動車両の車両情報に基づいて算出されたモータへの目標トルク指令値に対して、フィードフォワード補償処理を行うフィードフォワード補償ステップと、フィードフォワード補償処理後の目標トルク指令値を用いて電動車両の駆動輪につながるモータを制御するモータ制御ステップと、を有し、フィードフォワード補償ステップは、モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルを用いて、目標トルク指令値に応じた擬似駆動軸ねじり角速度を算出する擬似駆動軸ねじり角速度算出ステップと、擬似駆動軸ねじり角速度を目標トルク指令値にフィードバックするねじり角速度フィードバックステップと、を有する電動車両の制御方法であって、目標トルク指令値に対して、モータから駆動軸までのトルク損失を考慮した補正を行う補正ステップを有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、目標トルク指令値に対してモータから駆動軸までのトルク損失分を考慮した補正ステップが実行される。このようにすることで、車両モデルを用いて算出した駆動軸ねじり角速度を用いたＦＢ制御が行われることに加えて、トルク損失分が考慮されることにより、ギアのバックラッシュを通過する間において、ギアの相対関係を誤認識するおそれを低減することができる。そのため、駆動軸に発生するねじり振動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、第１実施形態の制御方法により制御される電動車両の概略構成図である。
【図２】図２は、モータコントローラによるモータ制御のフローチャートである。
【図３】図３は、アクセル開度とトルクとの関係を示すテーブルである。
【図４】図４は、制振制御演算処理のフローチャートである。
【図５】図５は、制振制御演算処理の制御ブロック図である。
【図６】図６は、ＦＦ補償部の制御ブロック図である。
【図７】図７は、ＦＢ補償部の制御ブロック図である。
【図８】図８は、電動車両の車両モデルを示す図である。
【図９】図９は、電動車両の状態の説明図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態の制振制御演算処理のフローチャートである。
【図１１】図１１は、ＦＦ補償処理のフローチャートである。
【図１２】図１２は、制振制御演算処理の制御ブロック図である。
【図１３】図１３は、ＦＦ補償部の制御ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の制御方法にて制御される電動車両を示す図である。
【００１４】
電動車両に搭載されるバッテリ１は、充放電可能な電池である。バッテリ１から放電される電力は、インバータ２を介してモータ３に供給される。また、モータ３にて回生電力が発生する時には、モータ３で生じる回生電力が、インバータ２を介してバッテリ１に充電される。なお、インバータ２とモータ３との間には、電流センサ４が設けられており、電流センサ４はインバータ２とモータ３との間の電流を測定する。
【００１５】
インバータ２は、複数の電子デバイスにより構成される回路であり、直流と交流との変換を行う。例えば、インバータ２は、各相において２個のスイッチング素子により構成されている。なお、例えば、スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等のパワー半導体素子が用いられる。
【００１６】
インバータ２においては、モータコントローラ５が生成するＰＷＭ信号に応じてスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦの切り替え操作が行われる。このような切り替え操作によって、バッテリ１からインバータ２に供給される直流の電流が交流に変換され、モータ３に所望の大きさの交流電流が印加される。なお、モータ３が回生制動を行う時には、モータ３にて発生する回生電力は交流電流として出力され、インバータ２によって直流に変換された後にバッテリ１に充電される。
【００１７】
モータコントローラ５は、モータ３の駆動トルクを制御するコントローラである。モータコントローラ５には、車速Ｖ、アクセル開度θ、モータ３の回転子位相α、モータ３に流れる電流Ｉ、直流電源ラインにおける直流電圧値Ｖｄｃ等の車両変数の信号がデジタル信号として入力される。
【００１８】
なお、モータコントローラ５に入力される回転子位相αは、モータ３に併設された回転センサ６（例えば、レゾルバやエンコーダ）により測定される。直流電圧値Ｖｄｃは、バッテリ１を制御するバッテリコントローラ１ａにより測定される。また、モータ３は三相交流モータであるため、電流センサ４は、モータ３に流れる電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを測定し、その測定した電流値をモータコントローラ５に出力する。
【００１９】
モータコントローラ５は、入力される車両変数に基づいてモータ３の回転制御に用いるＰＷＭ信号を生成する。そして、モータコントローラ５は、ドライブ回路（不図示）を用いて、ＰＷＭ信号に応じたインバータ２の駆動信号を生成する。
【００２０】
モータ３は、インバータ２から供給される交流電流によって駆動トルクを発生させる。モータ３の駆動トルクは、減速機７及び駆動軸（ドライブシャフト）８を介して駆動輪９ａ、９ｂに伝達される。また、モータ３は、車両の走行時に駆動輪９ａ、９ｂに連れて回転し、回生制動力を発生させるとともに回生電力を発生させる。このようにして、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とができる。
【００２１】
図２は、モータコントローラ５により行われるモータ制御のフローチャートである。
【００２２】
ステップＳ２１においては、入力処理が行われる。具体的には、モータ制御に必要な車両情報を示す信号（車両変数）が、センサ入力または他のコントローラとの通信により取得される。
【００２３】
上述のように、モータ３に流れる三相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗは、電流センサ４により取得される。なお、三相の電流値の合計はゼロになることが知られているので、例えばｉｗをセンサ入力で取得するのではなく、三相電流ｉｕとｉｖとから計算で求めてもよい。
【００２４】
モータ３の回転子位相（電気角）α［ｒａｄ］は、レゾルバやエンコーダなどの回転センサにより取得される。その回転子位相（電気角）αを微分することで、回転子角速度（電気角）ω［ｒａｄ／ｓ］が求められる。そして、モータ３の機械的な角速度であるモータ角速度ωm［ｒａｄ／ｓ］は、回転子角速度ω（電気角）をモータ３の極対数で除することで求められる。
【００２５】
車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］は、以下のように算出することができる。まず、モータ角速度ωmにタイヤ動半径Ｒを乗じ、ファイナルギヤのギヤ比で除することにより、車両速度ｖ［ｍ／ｓ］を求める。そして、車両速度ｖ［ｍ／ｓ］に、秒速［ｍ／ｓ］から時速［ｋｍ／ｈ］への単位変換係数（３６００／１０００）を乗ずることで、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を求めることができる。なお、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］は、不図示のメータやブレーキコントローラ等の他のコントローラより通信にて取得してもよい。
【００２６】
アクセル開度θ［％］は、運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に応じた値である。アクセル開度θは、アクセル開度センサにより取得してもよいし、車両コントローラや他のコントローラから通信により取得してもよい。
【００２７】
直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］は、バッテリコントローラ１ａから出力される。なお、直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］は、直流電源ラインに設けられた電圧センサにより測定されてもよい。
【００２８】
ステップＳ２２においては、基本目標トルク算出処理が行われる。モータコントローラ５は、図３に示されるアクセル開度とトルクとの関係を示すテーブルを用いて、アクセル開度θ及びモータ３の回転数Ｎに基づき、目標トルク指令値Ｔm*を設定する。
【００２９】
ここで、図３を参照すると、アクセル開度θに応じて、モータ３が回転数Ｎ［ｒｐｍ］である時に、モータ３が発生すべきトルク［Ｔ・ｍ］が示されている。モータコントローラ５は、このテーブルを用いてアクセル開度θ及びモータ角速度ωmから求められるトルクを、目標トルク指令値Ｔm*として設定する。なお、モータ３の回転数Ｎ［ｒｐｍ］は、モータ角速度ωm［ｒａｄ／ｓ］を変換することで求められる。
【００３０】
ステップＳ２３においては、制振制御演算処理が行われる。なお、この制振制御演算処理において制振制御が考慮された処理が行われることにより、駆動軸トルクの振動を抑制することができる。モータコントローラ５は、目標トルク指令値Ｔm*とモータ角速度ωmとに応じて、駆動軸トルクの応答を犠牲にすることなく、駆動力伝達系振動（駆動軸のねじり振動など）を抑制するように、最終トルク目標値Ｔmf*を算出する。なお、制振制御演算処理の詳細については、後に、図４を用いて説明する。
【００３１】
ステップＳ２４においては、電流指令値算出処理が行われる。モータコントローラ５は、Ｓ２３にて算出された最終トルク目標値Ｔmf*、モータ角速度ωm、直流電圧値Ｖｄｃから、モータ３に流すべき電流の目標値を同期回転座標で示したｄｑ軸電流目標値ｉｄ*、ｉｑ*を求める。具体的には、モータコントローラ５は、直流電圧値Ｖｄｃ、モータ角速度ωm、及び、目標トルク指令値Ｔm*と、ｄ軸電流目標値ｉｄ*及びｑ軸電流目標値ｉｑ*との関係が示されたテーブルを予め記憶しており、このテーブルを用いて、ｄｑ軸電流目標値ｉｄ*、ｉｑ*を求める。
【００３２】
ステップＳ２５においては、電流制御演算処理が行われる。モータコントローラ５は、まず、三相電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、モータ３の回転子位相αとから、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを演算する。次に、Ｓ２４で算出したｄｑ軸電流目標値ｉｄ*、ｉｑ*と、ｄｑ軸電流ｉｄ、ｉｑとの偏差を求め、その偏差に応じてｄｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑを演算する。なお、この部分には非干渉制御を加えてもよい。
【００３３】
そして、モータコントローラ５は、ｄｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑとモータ３の回転子位相αとから三相電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを算出する。この三相電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗと直流電圧Ｖｄｃとから、ＰＷＭ信号（ｏｎ  ｄｕｔｙ）ｔｕ［％］、ｔｖ［％］、ｔｗ［％］を求める。
【００３４】
Ｓ２１〜Ｓ２５の処理を経て求められたＰＷＭ信号を用いて、インバータ２のスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを操作する。このようにすることで、モータ３に所望の電力が供給されるので、モータ３はトルク指令値に応じたトルクで駆動することになる。
【００３５】
次に、図４〜図６を用いて、図２に示された制振制御演算処理（Ｓ２３）の詳細について説明する。
【００３６】
図４は、制振制御演算処理のフローチャートである。
【００３７】
制振制御演算処理においては、ＦＦ（フィードフォワード）補償処理(Ｓ４１)、ＦＢ（フィードバック）補償処理(Ｓ４２)、及び、補償値加算処理(Ｓ４３)が行われる。そして、ＦＦ補償処理（Ｓ４１）においては、制御系遅れ要素演算処理（Ｓ４１１）、損失考慮演算処理（Ｓ４１２）、車両モデル演算処理（Ｓ４１３）、及び、ねじり角速度ＦＢモデル演算処理（Ｓ４１４）が行われる。
【００３８】
これらの処理のうち、Ｓ４１、Ｓ４２、及び、Ｓ４３の処理は、図５に制御ブロック図が示されている。また、ＦＦ補償演算処理（Ｓ４１）内のＳ４１１〜Ｓ４１４の処理は、図５のＦＦ補償部５１内で行われており、図６に制御ブロック図が示されている。
【００３９】
図５は、制振制御演算処理の制御ブロック図である。この図においては、ＦＦ演算処理（Ｓ４１）を実行するＦＦ補償部５１と、ＦＢ演算処理（Ｓ４２）を実行するＦＢ補償部５２と、補償値加算処理（Ｓ４３）を行う補償値加算部５３とが示されている。
【００４０】
ＦＦ補償部５１においては、ＦＦ補償制御が行われ、目標トルク指令値Ｔm*に応じて第１のトルク目標値Ｔm1*を出力する。また、ＦＦ補償部５１は、第１のトルク目標値Ｔm1*に対するモータ角速度の推定値を求め、第１のモータ角速度推定値ωm1＾として出力する。
【００４１】
ＦＢ補償部５２には、モータ３への指令値に対応する第１のモータ角速度推定値ωm1＾と、モータ３の応答値であるモータ角速度ωmとが入力される。ＦＢ補償部５２は、入力された第１のモータ角速度推定値ωm1＾とモータ角速度ωmとの偏差を求め、その偏差に応じて第２のトルク目標値Ｔm2*を求める。なお、ＦＢ補償部５２における詳細の処理は、後に図７の制御ブロック図を用いて説明する。
【００４２】
補償値加算部５３は、第１のトルク目標値Ｔm1*と、第２のトルク目標値Ｔm2*とを加算して、最終トルク目標値Ｔmf*を生成する。
【００４３】
次に、ＦＦ補償部５１における処理の詳細について説明する。
【００４４】
図６は、ＦＦ補償部５１の詳細な構成を示す制御ブロック図である。
【００４５】
ＦＦ補償部５１は、制御系遅れ要素演算処理（Ｓ４１１）を行う制御系遅れ要素演算部５１１と、損失考慮処理（Ｓ４１２）を行う損失考慮部５１２と、車両モデル演算処理（Ｓ４１３）行う車両モデル演算部５１３と、ねじり角速度ＦＢモデル演算処理（Ｓ４１４）を行うねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４とにより構成される。
【００４６】
制御系遅れ要素演算部５１１においては、ねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４から出力される第１のトルク目標値Ｔm1*に対して制御系遅れ要素を考慮した処理が行われる。具体的には、制御系遅れ要素演算部５１１においては、制御演算時間の遅れ時間ｅ-L1s、モータ応答の遅れ時間Ｇa（ｓ）、及び、センサ信号の処理時間ｅ-L2sなどの遅れ時間が第１のトルク目標値Ｔm1*に対して加味される。ただし、Ｌ１は制御演算時間であり、Ｌ２はセンサ信号処理時間である。また、モータ応答遅れＧa（ｓ）は次式で表される。
【００４７】
【数１】
0006728633.tif 000002
【００４８】
ただし、この式において、τaはモータ応答時定数である。
【００４９】
なお、以下では、説明の便宜上、制御系遅れ要素演算部５１１から出力される制御系遅れ要素演算処理後の第１のトルク目標値Ｔm1*についても、第１のトルク目標値Ｔm1*と示すものとする。
【００５０】
損失考慮部５１２においては、制御系遅れ要素演算部５１１から出力される第１のトルク目標値Ｔm1*を用いて次の式の処理が行うことで、モータ３から駆動軸８までのトルク伝達系におけるトルク損失が考慮されたモータトルクＴmが求められる。
【００５１】
【数２】
0006728633.tif 000003
【００５２】
式（２）にて示されるように、トルク損失が考慮されたモータトルクＴmは、トランスミッションの伝達効率などに起因する成分であってトルクの大きさに比例する成分（ηＴm1*）と、静止摩擦力のようにトルクの大きさによらず略一定の大きさであるオフセット成分（Ｔf）とにより構成される。ただし、ηは、トルク伝達効率であり、０以上かつ１より小さい値である（０≦η＜１）。また、オフセットトルクＴfは回転方向に対して逆向きに作用するため、モータ３が正回転の場合は負の値となり、負回転の場合は正の値となる。なお、トルク伝達効率η、及び、オフセットトルクＴfは、固定値としてもよいが、損失をより厳密に考慮するために、必要に応じてモータ角速度やモータトルク等のトルク損失に関連するパラメータに応じて変化させてもよい。
【００５３】
車両モデル演算部５１３においては、トルク伝達系をモデル化した車両モデルを用いて、モータトルクＴmに応じて、第１のモータ角速度推定値ωm1＾と、擬似駆動軸ねじり角速度ωd＾とが求められる。擬似駆動軸ねじり角速度ωd＾は、モータ３のトルクが伝達される駆動軸８において発生するねじり角速度を擬似的に求めたものである。車両モデル演算部５１３において用いられる車両モデルについては、後に、図８を用いて説明する。
【００５４】
ねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４においては、目標トルク指令値Ｔm*、及び、擬似駆動軸ねじり角速度ωd＾が入力され、これらの入力から第１のトルク目標値Ｔm1*が求められる。なお、ねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４によるねじり角速度ＦＢモデル演算処理（Ｓ４１４）においては、ねじり角速度ＦＢモデルが用いられるが、このねじり角速度ＦＢモデルは、車両モデルの一部を用いて求められる。そこで、ねじり角速度ＦＢモデル演算処理の詳細についても、後に図８の車両モデルを用いて説明する。
【００５５】
次に、ＦＢ補償部５２の詳細な構成について説明する。
【００５６】
図７は、ＦＢ補償部５２の詳細な構成を示す制御ブロック図である。
【００５７】
ＦＢ補償部５２においては、第１のモータ角速度推定値ωm1＾、及び、モータ角速度ωmが入力される。そして、ＦＢ補償部５２は、これらの入力から第２のトルク目標値Ｔm2*を出力する。
【００５８】
ＦＢ補償部５２は、フィードバック制御を行うために、自身から出力される第２のトルク目標値Ｔm2*に対して、ブロック５２１に示された車両モデルの伝達特性Ｇｐ（ｓ）を用いて、第２のトルク目標値Ｔm2*に対応するモータ角速度推定値（第２のモータ角速度推定値）ωm2＾を算出する。そして、第１のモータ角速度推定値ωm1＾と第２のモータ角速度推定値ωm2＾とが加算されて、最終モータ回転数推定値ωmf＾が算出される。
【００５９】
そして、推定値である最終モータ角速度推定値ωmf＾と、検出値であるモータ角速度ωmの偏差を求められる。この偏差に対して、ブロック５２２に示されたフィルタＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）の処理を行うことで、第２のトルク目標値Ｔm2*を算出する。なお、フィルタＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）は、車両モデルの伝達特性Ｇｐ（ｓ）の逆特性とバンドパスフィルタＨ（ｓ）とにより構成されている。
【００６０】
そして、第２のトルク目標値Ｔm2*は、ブロック５２３に示されたゲイン処理Ｋが行われた後に、ＦＢ補償部５２から出力される。なお、このゲイン処理Ｋのゲインは、ＦＢ制御系の安定余裕（ゲイン余裕、位相余裕）を調整するために、１以下の値に設定される。
【００６１】
次に、図６に示した車両モデル演算部５１３による車両モデル演算処理（Ｓ４１３）、及び、ねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４によるねじり角速度ＦＢモデル演算処理（Ｓ４１４）においては、電動車両の駆動力伝達系をモデル化した車両モデルが用いられる。そこで、以下では、この車両モデルについて説明する。
【００６２】
図８は、電動車両の駆動力伝達系をモデル化した図である。
【００６３】
車両の運動方程式は（３）〜（８）式で表される。
【００６４】
【数３】
0006728633.tif 000004
【００６５】
【数４】
0006728633.tif 000005
【００６６】
【数５】
0006728633.tif 000006
【００６７】
【数６】
0006728633.tif 000007
【００６８】
【数７】
0006728633.tif 000008
【００６９】
【数８】
0006728633.tif 000009
【００７０】
ただし、これらの式における各パラメータは下記の通りである。
Ｊm：モータイナーシャ
Ｊw：駆動軸イナーシャ（１軸分）
Ｋd：駆動軸のねじり剛性
Ｋt：タイヤと路面の摩擦に関する係数
Ｎ：オーバーオールギア比
ｒ：タイヤ荷重半径
ωm：モータ角速度
ωw：駆動輪角速度
Ｔm：モータトルク
ＴD：駆動軸トルク
Ｆ：駆動力（２軸分）
Ｖ：車体速度
θ：駆動軸のねじり角
ここで、(３)〜(８)式をラプラス変換してモータトルクＴmからモータ角速度ωmまでの伝達特性を求めると次式となる。
【００７１】
【数９】
0006728633.tif 000010
【００７２】
ただし、Ｇｐ（ｓ）は、次式となる。
【００７３】
【数１０】
0006728633.tif 000011
【００７４】
なお、この式における各パラメータは下記の通りである。
【００７５】
【数１１】
0006728633.tif 000012
【００７６】
また、モータトルクＴmから駆動軸トルクＴdまでの伝達特性は次式となる。
【００７７】
【数１２】
0006728633.tif 000013
【００７８】
ただし、この式における各パラメータは下記の通りである。
【００７９】
【数１３】
0006728633.tif 000014
【００８０】
ここで、（４）、（６）、（７）、及び、（８）式から、モータ角速度ωmから駆動輪角速度ωwまでの伝達特性を求めると、次式となる。
【００８１】
【数１４】
0006728633.tif 000015
【００８２】
また、（９）、（１１）、及び、（１２）式から、モータトルクＴmから駆動輪角速度ωwまでの伝達特性を求めると、次式となる。
【００８３】
【数１５】
0006728633.tif 000016
【００８４】
（１１）、及び、（１３）式より、駆動軸トルクＴdから駆動軸角速度ωwまでの伝達特性は次式となる。
【００８５】
【数１６】
0006728633.tif 000017
【００８６】
ここで、（３）式を変形すると、次式となる。
【００８７】
【数１７】
0006728633.tif 000018
【００８８】
ここで、駆動軸ねじり角速度ωdは、（１４）、及び、（１５）式より、次式で表せる。
【００８９】
【数１８】
0006728633.tif 000019
【００９０】
ただし、この式においては、Ｈw（ｓ）、及び、各パラメータは下記の通りである。
【００９１】
【数１９】
0006728633.tif 000020
【００９２】
【数２０】
0006728633.tif 000021
【００９３】
また、モータ３から駆動軸８までのバックラッシュ特性を不感帯でモデル化すると、駆動軸トルクＴdは次式となる。
【００９４】
【数２１】
0006728633.tif 000022
【００９５】
ただし、θdはモータ３から駆動軸８までのオーバーオールのバックラッシュ量である。
【００９６】
このようにして、車両モデル演算部５１３は、式（１６）に示された処理を行うことで駆動軸ねじり角速度ωdを求めることができる。車両モデル演算部５１３は、このようにして求められた駆動軸ねじり角速度ωdが、擬似駆動軸ねじり角速度ωd＾としてねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４に出力する。
【００９７】
次に、ねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４における、駆動軸ねじり角速度ＦＢモデル演算処理（Ｓ４１４）に用いられる駆動軸ねじり角速度ＦＢモデルについて説明する。
【００９８】
駆動軸ねじり角速度ＦＢモデルの出力である第１のトルク目標値Ｔm1*は、目標トルク指令値Ｔm*と、後述の駆動軸ねじり角速度ＦＢ指令値ＴFBを用いて次式で表される。
【００９９】
【数２２】
0006728633.tif 000023
【０１００】
(２)式と(１９)式より、目標トルク指令値Ｔm*とモータトルクＴmの関係は次式となる。
【０１０１】
【数２３】
0006728633.tif 000024
【０１０２】
ここで、駆動軸ねじり角速度ＦＢ指令値ＴFBは、車両モデルより算出した擬似駆動軸ねじり角速度ωd＾を用いて、次式となる。
【０１０３】
【数２４】
0006728633.tif 000025
【０１０４】
さらに、式（２１）は、(６)、（８)式より次式のように書き換えられる。
【０１０５】
【数２５】
0006728633.tif 000026
【０１０６】
また(１１)式は、次式のように変形できる。
【０１０７】
【数２６】
0006728633.tif 000027
【０１０８】
ただし、この式において、ζpは駆動トルク伝達系の減衰係数、ωpは駆動トルク伝達系の固有振動周波数である。
【０１０９】
さらに、（２３）式の極と零点を調べると、αとｃ0／ｃ1とは略等しい。そのため、（２３）式を極零相殺すると次式となる。
【０１１０】
【数２７】
0006728633.tif 000028
【０１１１】
ただし、ｇtは、以下のように示される。
【０１１２】
【数２８】
0006728633.tif 000029
【０１１３】
（２０）、（２２）、及び、（２４）式より、駆動軸トルクＴｄは次式で表される。
【０１１４】
【数２９】
0006728633.tif 000030
【０１１５】
ただし、Ｔm’は、次式である。
【０１１６】
【数３０】
0006728633.tif 000031
【０１１７】
また、（２５）式を変形すると、駆動軸ねじり角速度ＦＢ系の伝達特性は次式で表される。
【０１１８】
【数３１】
0006728633.tif 000032
【０１１９】
Ｔm’からＴdの応答が振動系にならない規範応答とすれば、次式のように示すことができる。
【０１２０】
【数３２】
0006728633.tif 000033
【０１２１】
仮に、駆動軸ねじり角速度ＦＢ系の伝達特性と、規範応答が一致するためには、次式を満たす必要がある。
【０１２２】
【数３３】
0006728633.tif 000034
【０１２３】
（２８）式より、ＦＢゲインＫFBIが次式で定める値である場合には、駆動軸ねじり角速度ＦＢ系の伝達特性と、規範応答とが一致することになる。
【０１２４】
【数３４】
0006728633.tif 000035
【０１２５】
次に、図９を用いて電動車両の各状態を説明することで、本発明の効果を説明する。
【０１２６】
図９は、電動車両の状態を示す図である。図９（ａ）には、目標トルク指令値Ｔm*が示され、図９（ｂ）には、最終トルク目標値Ｔmf*が示され、図９（ｃ）には、電動車両の前後方向の加速度ａが示されている。
【０１２７】
この図においては、アクセルオフ（コースト）で減速している状態で、時刻ｔ０において、アクセルが踏み込まれる。そして、時刻ｔ１になると電動車両の加速度が一定になる。このような電動車両の状態における、目標トルク指令値Ｔm*、最終トルク目標値Ｔmf*、車両前後加速度ａが示されている。なお、点線がトルク損失を考慮していない制振制御が行われている場合（損失考慮処理（Ｓ４１２）が行われていない場合）を示し、実線が本実施形態のようにトルク損失を考慮して制振制御が行われている場合を示している。
【０１２８】
図９（ａ）の目標トルク指令値を参照すると、時刻ｔ０まではアクセルペダルが踏まれていないため、モータ３は回生制動を行って車両が減速するように、目標トルク指令値Ｔm*は負の値となる。そして、時刻ｔ０にてアクセルペダルが踏まれると、モータ３にて駆動トルクが発生して車両が加速できるように、目標トルク指令値Ｔm*は正の値となる。
【０１２９】
ここで、目標トルク指令値Ｔm*の符号が変わる時に、減速機７のモータ３側のギアが、駆動軸８側のギアとの間に存在するバックラッシュを通過する。
【０１３０】
減速機７のギアの相対位置関係を誤認識してしまうと、このような誤認識に起因して、図９（ｂ）にて点線で示すように、過剰なＦＢトルクが生成してしまう。そして、車両前後加速度ａが一定の値となる時刻ｔ１までの間に最終トルク目標値Ｔmf*がオーバーシュートしてしまう。そのため、図９（ｃ）にて点線で示すように、車両前後加速度ａが滑らかに変化せず、ドライバにとって違和感のある車両挙動を誘発してしまうことになる。
【０１３１】
本実施形態によれば、トルク損失による外乱が考慮されているため、減速機７のギアの相対位置関係の誤認識が生じにくくなる。そのため、図９（ｂ）にて実線で示すように、時刻ｔ１までの間に最終トルク目標値Ｔmf*がオーバーシュートしにくくなる。したがって、図９（ｃ）にて実線で示すように、車両前後加速度ａが滑らかに変化して、ドライバによる違和感が発生しにくくなる。
【０１３２】
本発明の第１実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１３３】
本発明の第１実施形態の電動車両の制御方法によれば、図６にて示されたように、基本目標トルク算出処理（Ｓ２２）において設定された目標トルク指令値Ｔm*に対して、算出された擬似ねじり角速度ωd＾を用いてねじり角速度ＦＢモデル演算処理（Ｓ４１４）が行われる。そして、損失考慮部５１２による損失考慮処理（Ｓ４１２）が行われることで、モータ３から駆動軸８までのトルク損失分が考慮された補正が行われる。
【０１３４】
実際の電動車両においては、モータ３にて発生するトルクから駆動軸８までの間にはトルク損失が存在する。そのため、モータ３側のギアと駆動輪９ａ、９ｂ側のギアとの相対的な位置関係を誤って算出してしまうことがある。しかしながら、本実施形態においては、トルク損失を考慮して実際に駆動輪に働く有効成分に補正する処理が行われるので、噛みあうギアの相対的な位置が正確に求められることになる。このようにギアの相対的な位置関係の誤算出が抑制されるので、駆動軸ねじり振動を抑制することができる。
【０１３５】
特に、図９に示されたように、減速している状態で再加速するような場合においては、最終トルク目標値Ｔmf*のオーバーシュートが発生しないので、車両を滑らかに加速することができる。
【０１３６】
本発明の第１実施形態の制御方法によれば、図６に示されるように、補正ステップである損失考慮処理（Ｓ４１２）を行う損失考慮部５１２は、車両モデル演算部５１３が行う車両モデル演算処理Ｓ４１３の前段に設けられている。目標トルク指令値Ｔm*から求められる第１のトルク目標値Ｔm1*はトルク損失が考慮されずに求められているため、損失考慮処理（Ｓ４１２）を第１のトルク目標値Ｔm1*に対して行うことで、車両モデル演算部５１３から出力される擬似駆動軸ねじり角速度ωd＾がより正確な値になる。したがって、ねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４によって、さらに、駆動軸ねじり振動を抑制することができる。
【０１３７】
また、本発明の第１実施形態の制御方法によれば、（２）式に示すように、補正処理にて考慮されるトルク損失には、モータ３の駆動トルクの大きさに応じて変化する変動成分（ηＴm1*）と、所定のオフセット成分（Ｔf）とが存在する。このように、実際のモータ３におけるトルク損失を正確にモデル化することで、車両の加速及び減速を滑らかに行うことができる。
【０１３８】
また、本発明の第１実施形態の制御方法によれば、車両モデル演算部５１３にて行われる車両モデル演算処理（Ｓ４１３）においては、式（１８）に示したように、モータ３から駆動軸８までのバックラッシュ特性を不感帯でモデル化されている。このようにすることで、ギアバックラッシュ特性を模擬することが可能となり、ギアバックラッシュ発生時にも駆動軸ねじり振動を抑制することができる。
【０１３９】
また、本発明の第１実施形態の制御方法によれば、式（１８）における不感帯モデルにおいて、車両モデルの駆動軸トルクの不感帯幅にはモータ３から駆動軸８までのギアバックラッシュ量を足し合わせたオーバーオールのバックラッシュ量であるθdが用いられている。このようにすることで、複数のギアのバックラッシュ量を個別に設定することなく、バックラッシュ量の総和を不感帯幅として設定することによりギアバックラッシュ特性を再現することができるので、駆動軸ねじり振動を抑制することができる。
【０１４０】
（第２実施形態）
第１実施形態では、ＦＦ補償部５１が行うＦＦ補償処理（Ｓ４１）において損失考慮処理を行ったが、これに限らない。ＦＦ補償部５１が行うＦＦ補償処理（Ｓ４１）の前段、及び、補償値加算部５３が行う補償値合算処理（Ｓ４３）の後段において、トルク損失を考慮した処理を行うことも可能である。第２実施形態では、このような処理について説明する。
【０１４１】
図１０は、本実施形態の制振制御演算処理のフローチャートである。
【０１４２】
図１０に示されたフローチャートは、図４に示された第１実施形態の制振制御演算処理のフローチャートと比較すると、ＦＦ補償処理（Ｓ４１）の前段に損失考慮処理（Ｓ１０１）が設けられている点と、補償値加算処理（Ｓ４３）の後段に損失補償処理（Ｓ１０２）が設けられている点とが異なる。
【０１４３】
図１１は、本実施形態のＦＦ補償処理（Ｓ４１）の詳細な処理を示すフローチャートである。図１１に示されたＦＦ補償処理は、図４に示された第１実施形態の制振制御演算処理におけるＦＦ補償演算処理（Ｓ４１）と比較すると、損失考慮処理（Ｓ４１２）が削除されている点が異なる。
【０１４４】
図１２は、本実施形態の制振制御演算処理の制御ブロック図である。図１２に示された制御ブロック図は、図５に示された第１実施形態の制御ブロック図と比較すると、損失考慮処理（Ｓ１０１）を行う損失考慮部１２１と、損失補償処理（Ｓ１０２）を行う損失補償部１２２が追加されている。
【０１４５】
損失考慮部１２１は、モータ３から駆動軸８までのトルク損失（トルク伝達効率とトルクオフセット成分）を考慮することにより、後段のＦＦ補償部５１が行うＦＦ補償処理（Ｓ４１)において、第１のモータ角速度推定値ωm1＾などの回転運動に関連する諸量を正確に演算できるようになる。具体的には、目標トルク指令値Ｔm*に対して損失を考慮した損失考慮目標トルク指令値Ｔm'*を、次式にて演算する。
【０１４６】
【数３５】
0006728633.tif 000036
【０１４７】
ただし、この式において、ηはトルク伝達効率（０≦η＜1）であり、Ｔfはオフセットトルクである。
【０１４８】
損失補償部１２２は、前段の補償値加算部５３で演算された第３のトルク目標値Ｔm3*が、モータ３から駆動軸８までの回転運動に有効に作用するよう、モータ３から駆動軸８までのトルク損失（トルク伝達効率とトルクオフセット成分）を、第３のトルク目標値Ｔm3*に上乗せする。具体的には、第３のトルク目標値Ｔm3*に対して損失を考慮した最終トルク目標値Ｔmf*を、次式にて算出する。
【０１４９】
【数３６】
0006728633.tif 000037
【０１５０】
なお、この（３１）式においても、（３０）式と同様に、ηはトルク伝達効率（０≦η＜１）を示し、Ｔfはトルクオフセット成分を示している。（３１）式における最終トルク目標値Ｔmf*の第３のトルク目標値Ｔm3*に対する関係は、（３０）式における損失考慮目標トルク指令値Ｔm'*の目標トルク指令値Ｔm*に対する関係とは逆の関係になる。これは、（３０）式によってトルク損失分が考慮された有効値を求めるのに対して、（３１）式によってトルク損失分が補償されるためである。
【０１５１】
図１３は、本実施形態のＦＦ補償部５１の詳細な構成を示す制御ブロック図である。ＦＦ補償部５１は、図１１に示されたＦＦ補償演算処理における各処理を行う。図１３に示された制御ブロック図は、図６に示された第１実施形態のＦＦ補償部５１の構成と比較すると、制御系遅れ要素演算部５１１、及び、車両モデル演算部５１３における処理は同じであり、ねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４における処理が異なる。
【０１５２】
本実施形態のねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４は、図５に示された第１実施形態のねじり角速度ＦＢモデル演算部５１４の処理においてη=１、Ｔｆ=０とした場合と等価である。すなわち、（２９）式は、次の式のようになる。
【０１５３】
【数３７】
0006728633.tif 000038
【０１５４】
本発明の第２実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
【０１５５】
本発明の第２実施形態の制御方法によれば、図１２を参照すれば、補正ステップである損失考慮処理（Ｓ１０１）を行う損失考慮部１２１は、ＦＦ補償処理（Ｓ４１）を行うＦＦ補償部５１へ入力され目標トルク目標値Ｔm*に対して行われる。このようにすることで、ＦＦ補償部５１への入力がより正確な値になるため、ＦＦ補償部５１によって駆動軸ねじり振動がより抑制されることになる。
【０１５６】
また、本発明の第２実施形態の制御方法によれば、図１２を参照すれば、損失補償部１２２が損失補償演算処理（Ｓ１０２）を行うことで、最終トルク目標値Ｔmf*を算出する。実際の電動車両においては、トルク損失が存在するためモータ３への指令値に対して出力値が目減りしてしまう。これに対して、上述のような損失補償演算処理（Ｓ１０２）が行われることで、モータ３の駆動トルクにおける目減り分が補償されるので、モータ３のトルク損失の影響を低減することができる。
【０１５７】
以上、本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。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。
【符号の説明】
【０１５８】
１    バッテリ
２    インバータ
３    モータ
７    減速機
８    駆動軸（ドライブシャフト）
５０１    ＦＦ補償部
５１２    損失考慮部
５１３    車両モデル演算部
５１４    ねじり角速度ＦＢモデル演算部
５０２    ＦＢ補償部
５０３    補償値加算部
１２１    損失考慮部
１２２    損失補償部
【図１】
0006728633.tif 000039
【図２】
0006728633.tif 000040
【図３】
0006728633.tif 000041
【図４】
0006728633.tif 000042
【図５】
0006728633.tif 000043
【図６】
0006728633.tif 000044
【図７】
0006728633.tif 000045
【図８】
0006728633.tif 000046
【図９】
0006728633.tif 000047
【図１０】
0006728633.tif 000048
【図１１】
0006728633.tif 000049
【図１２】
0006728633.tif 000050
【図１３】
0006728633.tif 000051