特許 7513371 電動車両の制御方法、及び、電動車両の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-01

(45)【発行日】2024-07-09

(54)【発明の名称】電動車両の制御方法、及び、電動車両の制御装置

(51)【国際特許分類】

   B60L 15/20 20060101AFI20240702BHJP

   H02P 29/00 20160101ALI20240702BHJP

【ＦＩ】

B60L15/20 J

H02P29/00

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2018055660

(22)【出願日】2018-03-23

(65)【公開番号】P2019170054

(43)【公開日】2019-10-03

【審査請求日】2021-01-07

【審判番号】

【審判請求日】2022-07-05

(73)【特許権者】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】菊地 貴裕

(72)【発明者】

【氏名】藤原 健吾

【合議体】

【審判長】山本 信平

【審判官】青木 良憲

【審判官】河端 賢

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１５８２６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B60L 15/20

H02P 29/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両情報に応じたトルク指令値を算出し、該トルク指令値に応じてモータを制御する電動車両の制御方法であって、
前記車両情報に基づいて前記モータの出力トルクの目標値である第１トルク目標値を算出する第１トルク目標値算出ステップと、
前記第１トルク目標値と前記モータの回転数に基づいて前記トルク指令値を算出する制振制御ステップと、
前記トルク指令値に基づいて前記モータの出力するトルクを制御するモータトルク制御ステップと、を有し、
前記制振制御ステップは、
前記トルク指令値に基づいて推定される前記モータの回転数と測定により求められる前記モータの回転数との偏差に基づきフィードバック制御に用いる第２トルク目標値を算出する第２トルク目標値算出ステップと、
前記第２トルク目標値に対して所定の制限値を用いて制限した値を第３トルク目標値とする第３トルク目標値算出ステップと、
前記第１トルク目標値と前記第３トルク目標値とを加算することで前記トルク指令値を算出するトルク指令値算出ステップと、を有し、
前記制限値は、前記トルク指令値が前記第１トルク目標値と同じ符号となるような値であり、
前記第３トルク目標値算出ステップにおいて、前記第１トルク目標値の絶対値が、前記モータのトルクリプルの振幅と略等しい所定トルク値を下回る場合には、前記第２トルク目標値に対して前記制限値を用いた制限を中断し、絶対値がゼロよりも大きな所定値を用いて制限した値を前記第３トルク目標値とする、電動車両の制御方法。

【請求項2】

請求項１に記載の電動車両の制御方法であって、
前記第３トルク目標値算出ステップにおいて、前記第１トルク目標値の絶対値が前記所定トルク値を下回る場合には、前記制限値は、絶対値がゼロより大きな値が設定される、
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、
前記所定トルク値は、前記モータの回転数が小さいほど、大きく設定される、電動車両の制御方法。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
前記モータの回転数が所定回転数を上回る場合に、前記第３トルク目標値算出ステップにおいて、前記第２トルク目標値に対して前記制限値を用いて制限した値を第３トルク目標値とし、
前記モータの回転数が前記所定回転数を下回る場合に、前記第３トルク目標値算出ステップにおいて、前記第２トルク目標値に対して前記制限値を用いた制限を中断し、前記所定値を用いて制限した値を前記第３トルク目標値とする、電動車両の制御方法。

【請求項5】

請求項４に記載の電動車両の制御方法であって、
前記所定回転数は、前記モータのトルクがドライブシャフトに伝達されたときに生じる捻じれ振動周波数と、トルクリプル次数成分とが共振する回転数である、電動車両の制御方法。

【請求項6】

車両情報を取得するセンサと、駆動源であるモータと、前記モータを制御するコントローラと、を有する電動車両の制御装置であって、
前記コントローラは、
前記車両情報に基づいて前記モータの出力トルクの目標値である第１トルク目標値を算出し、
前記第１トルク目標値と前記モータの回転数に基づいてトルク指令値を算出する制振制御を行い、
前記トルク指令値に基づいて前記モータの出力するトルクを制御し、
前記制振制御において、
前記トルク指令値に基づいて推定される前記モータの回転数と測定により求められる前記モータの回転数との偏差に基づきフィードバック制御に用いる第２トルク目標値を算出し、
前記第２トルク目標値に対して所定の制限値を用いて制限した値を第３トルク目標値とし、
前記第１トルク目標値と前記第３トルク目標値とを加算することで前記トルク指令値を算出し、
前記トルク指令値に応じて前記モータを制御する制御装置であって、
前記制限値は、前記トルク指令値が前記第１トルク目標値と同じ符号となるような値であり、
前記第１トルク目標値の絶対値が、前記モータのトルクリプルの振幅と略等しい所定トルク値を下回る場合には、前記第２トルク目標値に対して前記制限値を用いた制限を中断し、絶対値がゼロよりも大きな所定値を用いて制限した値を前記第３トルク目標値とする、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、電動車両の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動車両の制御方法の中には、アクセルペダルの操作量やモータの回転数などの車両情報に応じた第１トルク目標値を求めるとともに、モータ回転数の実値と推定値との差に応じてフィードバック成分である第２トルク目標値を求め、第１トルク目標値と第２トルク目標値との和をトルク指令値として用いてモータを制御するものが知られている。

【0003】

しかしながら、このような制御方法においては、第１トルク目標値が小さい場合において、車両が走行する路面の凹凸などの外乱によって第２トルク目標値が変動してしまい、トルク指令値の正負が反転して減速機において異音が発生するおそれがある。

【0004】

そこで、特許文献１に開示される技術によれば、第２トルク目標値を第１トルク目標値に応じた制限値（上限値及び下限値）により制限することにより、第１トルク目標値と第２トルク目標値との和が、第１トルク目標値と同じ符号になる。このようにすることで、トルク指令値の正負の反転が生じず、異音の発生の抑制が図られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１２－０７５２５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、アクセルペダルが踏まれていない状態においてクリープ走行を行わずに停車するような車両においては、平坦路において第１トルク目標値がゼロになるので、第２トルク目標値もゼロになるように制限されてしまう。そのため、第１トルク目標値がゼロの場合には、フィードバック制御が行われないため、トルクリプルがモータ出力軸に発生してもそのリプルを抑制できない。トルクリプルに起因するトルクがドライブシャフトを介してタイヤに伝達されてしまい、モータ回転数の変動が生じてモータトルクが変動する。このモータトルク変動が電動車両に伝わると、乗員にとって不快な振動が発生してしまうという課題があった。

【0007】

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、モータトルクの変動の抑制を図る電動車両の制御方法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】

【0008】

本発明の電動車両の制御方法の一態様は、車両情報に応じたトルク指令値を算出し、該トルク指令値に応じてモータを制御する電動車両の制御方法である。電動車両の制御方法は、車両情報に基づいてモータの出力トルクの目標値である第１トルク目標値を算出する第１トルク目標値算出ステップと、モータの回転数に基づきフィードバック制御に用いる第２トルク目標値を算出する第２トルク目標値算出ステップと、制限値を第１トルク目標値に応じた値に設定し、第２トルク目標値とに基づいて第３トルク目標値を生成する第３トルク目標値算出ステップと、第１トルク目標値と第３トルク目標値とを加算することでトルク指令値を算出するトルク指令値算出ステップと、を有する。制限ステップにおいて、第１トルク目標値の絶対値が所定トルク値を下回る場合には、制限値の第１トルク目標値に応じた設定を中断する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の一態様によれば、モータトルクの変動の抑制を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【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ブロック図である。

【図2】図２は、制振制御部とモータとを示すブロック図である。

【図3】図３は、駆動ねじり振動系の運動方程式を示す説明図である。

【図4】図４は、Ｈ（ｓ）の特性を示すグラフである。

【図5】図５は、比較例の制振制御部とモータとを示すブロック図である。

【図6】図６は、トルク制限特性を示すグラフである。

【図7】図７は、比較例のトルク制限特性を示すグラフである。

【図8A】図８Ａは、比較例におけるトルク指令値、回転数、及び、車両前後Ｇの関係を示すタイミングチャートである。

【図8B】図８Ｂは、本実施形態におけるトルク指令値、回転数、及び、車両前後Ｇの関係を示すタイミングチャートである。

【図9】図９は、第２実施形態の制振制御部とモータとを示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。

【0012】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態における電動車両１００の概略構成図である。

【0013】

電動車両１００は、アクセル開度センサ１、モータトルク設定部２、制振制御部３、モータトルク制御部４、モータ５、モータ回転角センサ６、駆動軸７、及び、駆動輪８、９を有する。

【0014】

アクセル開度センサ１は、電動車両１００のユーザのアクセルペダル操作に応じたアクセル開度Ａを検出するセンサであり、検出したアクセル開度Ａを、モータトルク設定部２へ伝達する。

【0015】

モータトルク設定部２は、アクセル開度センサ１により検出されたアクセル開度Ａと、後述のモータ回転角センサ６により検出される回転数ｙに基づいて、モータトルクの目標値である第１トルク目標値Ｔ^*を求める。そして、モータトルク設定部２は、求めた第１トルク目標値Ｔ^*を制振制御部３へと出力する。

【0016】

具体的な一例としては、モータトルク設定部２は、車両情報であるアクセル開度Ａ、及び、回転数ｙと、理想トルク目標値Ｔ_d ^*とを対応させたマップを予め記憶している。モータトルク設定部２は、そのマップを用いて、入力されるアクセル開度Ａ、及び、回転数ｙに対応する理想トルク目標値Ｔ_d ^*を読み出す。さらに、モータトルク設定部２は、読みだした理想トルク目標値Ｔ_d ^*に対して、後述の車両モデルにより求められるＧｍ(ｓ）／Ｇｐ(ｓ）である伝達特性を有するフィルタ処理を行うことにより、第１トルク目標値Ｔ^*を求める。

【0017】

なお、後に説明する通り、Ｇｍ(ｓ）は、電動車両１００における理想モデルにおいてトルク指令値を入力値としてモータ回転数を出力値とした伝達特性である。Ｇｐ(ｓ）は、実際の車両モデルにおいてトルク指令値を入力値としてモータ回転数を出力値とした伝達特性である。

【0018】

また、他の例として、電動車両１００は上位コントローラを有し、モータトルク設定部２ではなく上位コントローラが第１トルク目標値Ｔ^*を定めてもよい。このような場合には、上位コントローラから第１トルク目標値Ｔ^*が制振制御部３へと入力される。

【0019】

制振制御部３は、後に図２を用いて説明するように、第１トルク目標値Ｔ^*と、回転数ｙとの入力に応じてモータトルク指令値Ｔ^'*を算出し、モータトルク指令値Ｔ^'*をモータトルク制御部４へと出力する。

【0020】

モータトルク制御部４は、モータ５の出力トルクがモータトルク指令値Ｔ^'*に一致もしくは追従させるよう印加電圧を求め、求めた印加電圧をモータ５へ出力する。

【0021】

モータ５は、モータトルク制御部４からの印加電圧に応じてトルクを生成し、生成したトルクを駆動軸７を介して駆動輪８、９へと伝達させる。

【0022】

なお、モータトルク設定部２、制振制御部３、及び、モータトルク制御部４は、例えば１つ又は複数のマイクロコンピュータによってそれらの機能が実現されてもよい。このような場合には、マイクロコンピュータに記憶されているプログラムが実行されることで、制御が行われる。また、モータ５はインバータを備えており、インバータがモータトルク制御部４においてモータトルク指令値Ｔ^'*に応じて生成されるＰＷＭ信号によって駆動されてもよい。

【0023】

図２は、制振制御部３を含む構成のブロック図である。

【0024】

制振制御部３は、第１トルク目標値Ｔ^*の入力に応じてモータトルク指令値Ｔ^'*を、加算器１１０に出力する。加算器１１０においては、外乱トルクｄが入力され、モータトルク指令値Ｔ^{' *}と外乱トルクｄとの和が求められ、その和が指令値として制御ブロック１２０に対して出力される。制御ブロック１２０は、入力される指令値に応じて、モータ５の回転数ｙを出力する。

【0025】

制振制御部３は、モータ回転数推定ブロック３０と、減算器３１と、第２トルク目標値設定ブロック３２と、第３トルク目標値設定ブロック３３と、モータトルク指令値演算ブロック３４とを有する。

【0026】

モータ回転数推定ブロック３０は、第１トルク目標値Ｔ^*に対してフィードバック成分である第３トルク目標値Ｔ₃ ^*が加算されたモータトルク指令値Ｔ^'*に対して伝達特性Ｇｐ（ｓ）の処理を行い、回転数指令値ｙ＾を算出する。モータ回転数推定ブロック３０は、回転数指令値ｙ＾を減算器３１に出力する。

【0027】

減算器３１は、モータ回転数推定ブロック３０から出力される回転数指令値ｙ＾から、制御ブロック１２０から出力されるモータ回転数ｙとの偏差ｅを演算する。

【0028】

第２トルク目標値設定ブロック３２は、減算器３１で求められる偏差ｅに対して、伝達特性Ｇｐ（ｓ）と伝達特性Ｈ（ｓ）からなるＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）の処理を行い、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*を算出する。

【0029】

なお、伝達特性Ｈ（ｓ）は、分母次数と分子次数との差分が、伝達特性Ｇｐ（ｓ）の分母次数と分子次数との差分以上となるように設定されている。そのため、制御系の安定化を図ることができる。

【0030】

第３トルク目標値設定ブロック３３は、第１トルク目標値Ｔ^*に応じて、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*に対してトルク制限を行う。具体的には、第３トルク目標値設定ブロック３３は、第２トルク目標値設定ブロック３２から入力される第２トルク目標値Ｔ₂ ^*に対して、制限値に基づく制限処理を行い、制限した目標値を第３トルク目標値Ｔ₃ ^*としてモータトルク指令値演算ブロック３４へと出力する。なお、制限値は、後述のように、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値に設定されるとともに、一定の条件においては、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値への設定が中断される。

【0031】

モータトルク指令値演算ブロック３４は、加算器であって、第３トルク目標値設定ブロック３３から出力される第３トルク目標値Ｔ₃ ^*と、モータトルク設定部２により算出される第１トルク目標値Ｔ^*とを加算して、モータトルク指令値Ｔ^'*を算出する。モータトルク指令値演算ブロック３４は、算出したモータトルク指令値Ｔ^'*を、モータ回転数推定ブロック３０、及び、加算器１１０に出力する。

【0032】

加算器１１０は、モータトルク指令値演算ブロック３４にて算出されるモータトルク指令値Ｔ^'*に対して、車両に生じる外乱トルクｄを加算し、その加算値を制御ブロック１２０に出力する。

【0033】

制御ブロック１２０は、制振制御部３とモータ５とを制御しており、伝達関数（伝達特性）Ｇｐ（ｓ）の特性を備えている。制御ブロック１２０は、加算器１１０において加算により求められた指令値の入力に対して、モータ５の回転数ｙを出力する。回転数ｙは、モータ回転角センサ６によって測定されて制振制御部３の減算器３１へとフィードバック出力される。

【0034】

次に、電動車両１００における、トルク指令値の入力に対する回転数ｙの出力の伝達特性を備えるモデルにより定められる伝達特性Ｇｐ（ｓ）について説明する。

【0035】

図３は、電動車両１００の駆動力伝達系をモデル化した図である。なお、これらの図面には以下のパラメータが示されている。
Ｊ_m：電動モータのイナーシャ
Ｊ_w：駆動輪のイナーシャ
Ｍ：車両の質量
Ｋ_D：駆動系の捻り剛性
Ｋ_T：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：タイヤの過重半径
ω_m：電動モータの角速度
Ｔ_m：モータのトルク
Ｔ_D：駆動輪のトルク
ω_w：駆動輪の角速度
Ｆ：車両に加えられる力
Ｖ：車両の速度

【0036】

これらのパラメータを用いれば、図３の構成より以下の運動方程式が導かれる。

【0037】

【数1】

【0038】

【数2】

【0039】

【数3】

【0040】

【数4】

【0041】

【数5】

【0042】

（１）～（５）式により、モータトルクＴ_mから駆動軸ねじり角θまでの伝達特性は次式のように求められる。

【0043】

【数6】

【0044】

ただし、（６）式における各パラメータは下記の通りである。

【0045】

【数7】

【0046】

【数8】

【0047】

【数9】

【0048】

【数10】

【0049】

【数11】

【0050】

【数12】

【0051】

【数13】

【0052】

【数14】

【0053】

（６）式に示す伝達特性の極と零点を調べると、次の式の伝達特性に近似でき、その１つの極と１つの零点は極めて近い値を示す。これは、この式のαとβが極めて近い値を示すことに相当する。そのため、（６)式は、次の式のように示すことができる。

【0054】

【数15】

【0055】

したがって、（１５）式において極零相殺（α＝βと近似する）を行うことにより、次の式に示すような、（２次）／（３次）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）を構成できる。

【0056】

【数16】

【0057】

この（１６）式で示される伝達特性Ｇｐ（ｓ）をマイコン処理により実現するため、例えば（１７）式を用いてｚ変換して離散化すると次の式が求められる。

【0058】

【数17】

【0059】

ただし、Ｔは、サンプリング時間を示す。

【0060】

次に、バンドパスフィルタであるＨ（ｓ）について図４を用いて説明する。

【0061】

Ｈ（ｓ）はバンドパスフィルタであるため、振動のみを低減するフィードバック要素となる。Ｈ（ｓ）が図４に示す特性を有することにより、振動低減の効果を高めることができる。すなわち、バンドパスフィルタＨ（ｓ）は、ローパス側とハイパス側との減衰特性が一致し、且つ、駆動系のねじり共振周波数が、対数軸（ｌｏｇスケール）上で、通過帯域の中央部となるように設定されるのが好ましい。

【0062】

例えば、Ｈ（ｓ）が一次のローパスフィルタとハイパスフィルタとで構成されると、Ｈ（ｓ）は、Ｇｐ（ｓ）のねじり共振角周波数をω_pとすると、次の式のように示すことができる。

【0063】

【数18】

【0064】

ここで、式（１８）において、制振効果が最も高くなるｋを求めるために、図５に示すような制振制御部３’を含む構成について検討する。

【0065】

図５は、図２に示した制振制御部３のブロック図と比較すると、第３トルク目標値設定ブロック３３が削除されている。そのため、第２トルク目標値設定ブロック３２から出力される第２トルク目標値Ｔ₂ ^*がそのままモータトルク指令値演算ブロック３４へと出力される。このブロック図において、フィードバックトルクに起因する振動が発生しやすくなる状態として、第１トルク目標値Ｔ^*をゼロであると仮定して検討すると、次式（１９）～（２２）が導かれる。

【0066】

なお、以下では、ラプラス演算子は省略して記載する。

【0067】

【数19】

【0068】

【数20】

【0069】

【数21】

【0070】

【数22】

【0071】

式（２２）を式（１９）に代入すると、外乱トルクｄに対するモータ回転数の応答は、次式により表される。

【0072】

【数23】

【0073】

式（２３）において、ｄからｙへの伝達特性Ｇ_p（１－Ｈ（ｓ））に、式（１７）、（１８）を代入すると、次式となる。

【0074】

【数24】

【0075】

制振効果が高いことは、外乱トルクｄにより振動を起こさないということを意味するので、２－ｋ＝２ξpとすれば、式（２４）中の分母と分子が極零相殺されて、次式となり、振動を起こさない伝達特性となる。

【0076】

【数25】

【0077】

以上より、制振効果が最も高くなるｋは、次式により表される。

【0078】

【数26】

【0079】

式（２６）を式（１８）に代入すると、Ｈ(s)は、次式により表される。

【0080】

【数27】

【0081】

このようにして求められるＧ（ｓ）、Ｈ（ｓ）が、モータ回転数推定ブロック３０、第２トルク目標値設定ブロック３２、及び、制御ブロック１２０において用いられる。

【0082】

図６は、トルク制限特性を示す図である。このトルク制限特性は、図２に示した第３トルク目標値設定ブロック３３における処理に用いられる。

【0083】

所定トルクをＴ_xとすると、第１トルク目標値Ｔ^*が所定の－Ｔ_xより小さい、または、＋Ｔ_xよりも大きい場合（Ｔ^*＜－Ｔ_x、＋Ｔ_x＜Ｔ^*）には、上限値Ｔ_hは第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値に設定され、下限値Ｔ_lは第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値を符号反転した負の値に設定される。すなわち、この領域においてはトルク制限に用いられる制限値は第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値に設定される。

【0084】

一方、第１トルク目標値Ｔ^*が－Ｔ_xより大きくかつ＋Ｔ_xよりも小さい場合（－Ｔ_x＜Ｔ^*＜＋Ｔ_x）には、上限値Ｔ_hはＴ_xに設定され、下限値Ｔ_lは－Ｔ_xに設定される。すなわち、この領域においては制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断される。なお、本実施形態においては、制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断される場合には、制限値は絶対値が所定のＴ_xに設定される例について説明したが、これに限らない。制限値は、絶対値がゼロよりも大きな値に設定されればよい。

【0085】

なお、Ｔ_xは、モータ５のトルクリプル振幅と同等とすることが好ましい。このようなＴ_xとすることにより、後述のように第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定の中断を限定的にすることができる。なお、トルクリプルとは、例えば、モータ５において、磁石磁束と電流による磁束の相互作用により発生するトルク脈動であり、各機械角次数成分（２４次、４８次、９６次）を含む周期外乱である。

【0086】

図２に示される第３トルク目標値設定ブロック３３は、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*が上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lとの間の範囲にあるか否かを判定する。

【0087】

第２トルク目標値Ｔ₂ ^*がトルク制限値の上限値Ｔ_hと下限値Ｔ_lとの間の範囲にある場合には、第３トルク目標値設定ブロック３３は、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*と同じ値を第３トルク目標値Ｔ₃ ^*として出力する。

【0088】

第２トルク目標値Ｔ₂ ^*がトルク制限値の上限値Ｔ_hと下限値Ｔ_lとの間の範囲にない場合（Ｔ₂ ^*＜－Ｔ_l、＋Ｔ_h＜Ｔ₂ ^*）には、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*に対して上限値Ｔ_hまたは下限値Ｔ_lにより制限する。具体的には、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*が上限値Ｔ_hよりも大きい場合（＋Ｔ_h＜Ｔ₂ ^*）には、第３トルク目標値設定ブロック３３は、上限値Ｔ_hを第３トルク目標値Ｔ₃ ^*として出力する。第２トルク目標値Ｔ₂ ^*が下限値Ｔ_lよりも小さい場合（Ｔ₂ ^*＜－Ｔ_l）には、第３トルク目標値設定ブロック３３は、下限値Ｔ_lを第３トルク目標値Ｔ₃ ^*として出力する。

【0089】

以下では、本実施形態のように図６に示されるトルク制限が行われることによる効果を説明する。

【0090】

図７は、比較例としてのトルク制限特性を示す図である。

【0091】

図７に示す比較例においては、第３トルク目標値設定ブロック３３は、第１トルク目標値Ｔ^*によらず、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lを設定し、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*に対して上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lにより制限する。上限値Ｔ_hは第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値に設定され、下限値Ｔ_lは第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値を符号反転した負の値に設定される。例えば、第１トルク目標値Ｔ^*がＴ_1a ^*である場合には、トルク制限値の上限値はＴ_1aの絶対値の正の値（＋｜Ｔ_1a｜）となり、トルク制限値の下限値はＴ_1aの絶対値の負の値（－｜Ｔ_1a｜）となる。

【0092】

この図に示される比較例は、図６に示される本実施形態のトルク制限特性と比較すると、図中においてハッチングが付された領域である、第１トルク目標値Ｔ^*が－Ｔ_xより大きくかつ＋Ｔ_xよりも小さい領域（－Ｔ_x＜Ｔ^*＜＋Ｔ_x）において差異がある。この領域において、比較例では上限値Ｔ_hはＴ_xに設定され下限値Ｔ_lは－Ｔ_xに設定される、すなわち、制限値は第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値に設定される。これに対して、本実施形態では、上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lはそれぞれＴ_x、－Ｔ_xであり、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断される。

【0093】

比較例のトルク制限特性により、トルク目標値は以下のような値となる。例えば、第１トルク目標値Ｔ^*が負の値であり、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*が第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値より大きい正の場合について検討する。このような場合には、第３トルク目標値Ｔ₃ ^*は第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値に制限されるため、第１トルク目標値Ｔ^*と第３トルク目標値Ｔ₃ ^*との和は正とならず、その和が第１トルク目標値Ｔ^*と符号が異なることはない。

【0094】

すなわち、このような比較例の制限により、第３トルク目標値Ｔ₃ ^*の絶対値は、第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値よりも小さい。これにより、図２に示すモータトルク指令値演算ブロック３４の前後において、第１トルク目標値Ｔ^*とモータトルク指令値Ｔ^'*との符号が同じになる。したがって、モータ５にて発生するトルクの向きは、モータトルク指令値Ｔ^'*と第１トルク目標値Ｔ^*とで同一方向となる。そのため、回転方向とは逆方向の回転トルクの発生が抑制されるので、ギアの歯あわせに起因する騒音を低減することができる。

【0095】

しかしながら比較例においては、電動車両１００が平坦路においてクリープ走行せずに停車する場合などにおいては、第１トルク目標値Ｔ^*がゼロであるため振動を抑制する第２トルク目標値Ｔ₂ ^*も小さいため、図７に示すトルク制限が行われてしまうと、第３トルク目標値設定ブロック３３から出力される第３トルク目標値Ｔ₃ ^*はゼロに制限されてしまう。そのため、フィードバック制御が有効に機能せず、仮に電動車両１００においてトルクリプルが発生してしまうと、リプルを抑制できない。

【0096】

これに対して本実施形態においては、図６に示すトルク制限が行われるので、第１トルク目標値Ｔ^*がゼロであり第２トルク目標値Ｔ₂ ^*が比較的小さい値である場合には、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた制限値の設定が中断され、制限値は、絶対値がゼロよりも大きな所定のＴ_xに設定される。そのため、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*が制限値による制限がされた値である第３トルク目標値Ｔ₃ ^*はゼロとならないので、フィードバック制御が機能し、トルクリプルを抑制することができる。

【0097】

以下では、本実施形態により導出される効果について、シミュレーション結果を用いて説明する。

【0098】

図８Ａは、比較例における場合を示し、図８Ｂは、本実施形態における場合を示している。

【0099】

図８Ａ、図８Ｂのそれぞれにおいては、上からトルク指令値、モータ５の回転数、及び、電動車両１００における前後Ｇが経時的に示されている。図１に示されるような電動車両１００の場合は、トルクリプルは回転数依存性があり、ドライブシャフトの捻じれ共振と同期する。

【0100】

図８Ａに示されるように、比較例においては、フィードバック制御が抑制されるのでモータトルク指令値が脈動しながら変化して、回転数や前後Ｇに示す通り脈動幅の大きな振動が発生される。これに対して、図８Ｂに示される本実施形態においては、フィードバック制御が機能してモータトルク指令値の脈動幅が小さくなるため、振動の発生を抑制できる。さらに、図６における所定トルクＴ_xは、モータ５のトルクリプル振幅と同等とされているので、トルクリプルが発生する場合には、フィードバック制御に必要な範囲において、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた制限値の設定が中断される。したがって、必要なフィードバック制御が行われるので、トルクリプルの振動抑制効果を向上させることができる。

【0101】

第１実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

【0102】

第１実施形態の車両の制御方法によれば、第３トルク目標値設定ブロック３３は、フィードバック制御に用いる第２トルク目標値Ｔ₂ ^*に対してトルク制限を行う。そして、モータトルク指令値演算ブロック３４において、第１トルク目標値Ｔ^*と、トルク制限がされた第２トルク目標値Ｔ₂ ^*である第３トルク目標値Ｔ₃ ^*とが加算されて、その加算値がモータ５の制御に用いられる。第３トルク目標値設定ブロック３３においては、図６に示されるように、第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値が所定トルクＴ_xを上回る場合には、上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lは第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値に設定されるが、第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値が所定トルクＴ_xを下回る場合には、上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lの第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定を中断する。

【0103】

このようにすることで、停車中などに第１トルク目標値Ｔ^*がゼロとなる場合には、制限値（上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_l）の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断される。そのため、第２トルク目標値Ｔ₂ ^*が第１トルク目標値Ｔ^*に応じてゼロにまで制限されることはない。これにより、第１トルク目標値Ｔ^*がゼロの場合であってもフィードバック制御が行われるので、トルクリプルを抑制することができる。

【0104】

第１実施形態の車両の制御方法によれば、第１トルク目標値Ｔ^*の絶対値が所定トルクＴ_xを下回る場合には、絶対値がゼロより大きな制限値（上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_l）を設定する。

【0105】

このようにすることで、第１トルク目標値Ｔ^*がゼロとなる場合であっても、制限値（上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_l）がゼロとならず、第３トルク目標値Ｔ₃ ^*がゼロにならない。これにより、第１トルク目標値Ｔ^*がゼロの場合であってもフィードバック制御が機能するので、トルクリプルを抑制することができる。

【0106】

第１実施形態の車両の制御方法によれば、所定トルクＴｘは、電動車両１００において発生するトルクリプルの振幅と略等しい。ここで、第１トルク目標値Ｔ^*がある領域（－Ｔｘ＜Ｔ^*＜Ｔｘ）にある場合には、上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lの第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断されるため、この領域においてはフィードバック制御が機能する。そこで、所定トルクＴｘをトルクリプルの振幅と略等しくすることにより、トルクリプルが発生する領域（－Ｔｘ＜Ｔ^*＜Ｔｘ）において、上限値Ｔ_h及び下限値Ｔ_lの第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断されるので、フィードバック制御が行われる。このようにすることで、トルクリプルを抑制することができる。

【0107】

また、トルクリプル以上の振動が発生する場合には、制限値は第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値となるので、比較例と同様に、モータトルク指令値Ｔ^'*と第１トルク目標値Ｔ^*との符号が同じとなり同一回転方向となる。そのため、逆回転方向のトルクの発生が抑制されるので、ギアの歯あわせに起因する騒音を低減することができる。

【0108】

（第２実施形態）
第１実施形態においては、図６に示されるように制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断される閾値である所定トルクＴ_xが固定されている例について説明した。本実施形態においては、所定トルクＴ_xが可変である例について説明する。

【0109】

図９は、第２実施形態の制振制御部３を含む構成のブロック図である。

【0110】

本実施形態においては、図２に示される第１実施形態の構成と比較すると、制御ブロック１２０から出力される回転数ｙが第３トルク目標値設定ブロック３３に入力される点が異なる。

【0111】

第３トルク目標値設定ブロック３３は、回転数ｙの大きさに応じて、図６に示されるようなトルク制限特性を用いる場合と、図７に示されるような制限値の設定が行われる場合とを切り替える。

【0112】

ここで、モータ５の低回転領域においては、ドライブシャフトとトルクリプル次数成分の共振によりトルクリプルの振動が発生しやすい。また、回転数変動が小さいことから回転数検出手段であるモータ回転角センサ６において検出誤差があった場合の振動的なトルク脈動は小さくなる。なお、モータ回転角センサ６における誤差としては、例えば、比較的安価であり一般的にモータの角度検出手段に用いられるレゾルバにおいては角度検出誤差が生じてしまうので、このレゾルバにて検出されたた角度を変換して回転数を検出する場合に発生してしまう誤差が考えられる。

【0113】

回転数ｙが所定回転数よりも小さい場合には、低回転領域であると判断できる。そこで、第３トルク目標値設定ブロック３３が、図６に示されたトルク制限特性を用いてトルク制限を行うことで、制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断されるので、フィードバック制御によってトルクリプルを抑制できる。

【0114】

回転数ｙが所定回転数よりも大きい場合には、高回転領域であると判断できる。高回転領域においては、トルクリプルの共振の発生頻度は極めて低いが、回転数変動が大きいことからモータ回転角センサ６の検出誤差に起因する振動的なトルク脈動が発生しやすい。そこで、第３トルク目標値設定ブロック３３が図７に示されたトルク制限を行うことで、制限値が第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値に設定され、振動的なトルク脈動を抑制できる。

【0115】

なお、所定回転数は、モータトルクがドライブシャフトに伝達される時に生じる捻じれ周波数とトルクリプル次数成分が共振する回転数に設定される。このように設定することで、回転数ｙが所定回転数よりも低く、共振に起因するトルクリプルの発生するおそれが高い場合にだけ、図６に示されるような第１トルク目標値Ｔ^*に応じた制限値の設定が中断されるので、フィードバック制御が行われて、トルクリプルの振動を抑制することができる。一方、回転数ｙが所定回転数よりも高く、振動的なトルク脈動が大きい場合には、図７に示されたトルク制限特性のように制限値が第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値に設定され、振動的なトルク脈動が抑制される。

【0116】

また、所定の値は、可変における状態遷移はヒステリシスや傾きを持たせても良い。

【0117】

第２実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

【0118】

第２実施形態の電動車両の制御方法によれば、第３トルク目標値設定ブロック３３は、回転数ｙが所定回転数よりも小さい場合には、低回転領域であり共振に起因するトルクリプルが発生しやすいので、図６に示されるように第２トルク目標値Ｔ₂ ^*がゼロに近い場合には制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定が中断されので、フィードバック制御によってトルクリプルを抑制することができる。

【0119】

これに対して、回転数ｙが所定回転数よりも大きい場合には、モータ回転角センサ６の検出誤差に起因して比較的大きな振動的なトルク脈動が発生する。そのため、図７のトルク制限特性によるトルク制限を行いフィードバック制御が制限されても、モータ回転角センサ６における検出誤差に起因する振動的なトルク脈動を抑制できる。

【0120】

このように、低回転領域では、制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定を中断することでフィードバック制御を実行することができるので、トルクリプルを抑制できる。これに対して、高回転領域では、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた制限値を用いたトルク制限を行っても、モータ回転角センサ６の検出誤差に起因する比較的大きな振動的なトルク脈動の発生を抑制することができる。このように、選択的に制御を切り替えることで電動車両１００に発生する前後Ｇを効率よく抑制することができる。

【0121】

第２実施形態の電動車両の制御方法によれば、第３トルク目標値設定ブロック３３は、図６と図７のトルク制限の切り替えに用いる閾値である所定回転数として、モータ５のトルクがドライブシャフトに伝達されたときに生じる捻じれ振動周波数と、トルクリプル次数成分とが共振する回転数を設定する。

【0122】

このように設定することにより、共振するおそれが高い場合には、図７に示されたトルク制限を行うことでトルクリプルの振動を抑制することができる。一方、共振するおそれが低い場合には、図６に示されたトルク制限を行うことで、モータ回転角センサ６の検出誤差に起因する振動的なトルク脈動の発生を抑制することができる。

【0123】

（変形例）
第２実施形態においては、図６と図７とに示されるトルク制限特性が切り替えられる例について説明した。本変形例においては、さらに、所定トルクＴ_xが可変に構成される例について説明する。

【0124】

本変形例においては、第３トルク目標値設定ブロック３３は、回転数ｙが大きくなるほど所定トルクＴ_xを小さくし、回転数ｙが小さくなるほど所定トルクＴ_xを大きくする。

【0125】

回転数ｙが小さい場合には、低回転領域でありトルクリプルが発生しやすいので、トルクリプルがフィードバック制御により抑制されやすくなるように、所定トルクＴ_xを大きくすることで、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた制限値の設定が中断される領域を広くする。これに対して、回転数ｙが大きい場合には、高回転領域でありトルクリプルが発生しにくいので、所定トルクＴ_xを小さくして、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた制限値の設定が中断される領域を狭くすることで、振動的なトルク脈動の発生を抑制する。

【0126】

本変形例によれば、以下の効果を得ることができる。

【0127】

本変形例によれば、第３トルク目標値設定ブロック３３は、回転数ｙが大きくなるほど所定トルクＴ_xを小さくし、回転数ｙが小さくなるほど所定トルクＴ_xを大きくする。

【0128】

このように設定されることにより、回転数ｙが小さく、低回転領域でありトルクリプルが発生しやすい場合には、所定トルクＴ_xを大きくして制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定の中断をされやすくする。これにより、トルクリプルがフィードバック制御により抑制されやすくなる。これに対して、高回転領域でありトルクリプルが発生しにくい回転数ｙが大きい場合には、所定トルクＴ_xを小さくして制限値の第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の設定の中断がされにくくすることで、トルク制限が行われて、第１トルク目標値と第２トルク目標値との和が、第１トルク目標値と同じ符号になるため、異音の発生を抑制することができる。

【0129】

回転数ｙに応じて、トルクリプルの発生頻度を考慮して、トルクリプルを抑制するフィードバック制御が行われる領域を変更するように、所定トルクＴ_xを変化させる。このようにして、第１トルク目標値Ｔ^*に応じた値の制限値の設定が中断される領域を変更することにより、トルクリプルの発生頻度が比較的高い場合にトルクリプルを抑制しやすくなる。

【0130】

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】

【0131】

１ アクセル開度センサ
２ モータトルク設定部
３、３' 制振制御部
４ モータトルク制御部
５ モータ
６ モータ回転角センサ
７ 駆動軸
８、９ 駆動輪
３０ モータ回転数推定ブロック
３１ 減算器
３２ 第２トルク目標値設定ブロック
３３ 第３トルク目標値設定ブロック
３４ モータトルク指令値演算ブロック
３６ ブロック
１００ 電動車両
１１０ 加算器
１２０ 制御ブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9】