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(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】2025-05-27
(45)【発行日】2025-06-04
(54)【発明の名称】車両の制御装置
(51)【国際特許分類】
B60L 3/00 20190101AFI20250528BHJP
B60L 15/20 20060101ALI20250528BHJP
【ＦＩ】
B60L3/00 N
B60L15/20 Y
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2022047030
(22)【出願日】2022-03-23
(65)【公開番号】P2023140944
(43)【公開日】2023-10-05
【審査請求日】2024-02-29
(73)【特許権者】
【識別番号】000006286
【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100174366
【弁理士】
【氏名又は名称】相原 史郎
(72)【発明者】
【氏名】古賀 亮佑
【審査官】加藤 昌人
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－５４５２７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２３０４１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－１５２９１６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２１／０８４５７４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０２３／１８１８０７（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ６０Ｌ １／００－ ３／１２
Ｂ６０Ｌ ７／００－１３／００
Ｂ６０Ｌ １５／００－５８／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
駆動軸に動力を伝達する走行用電気モータを備えた車両の制御装置であって、前記走行用電気モータのトルク指令値と、前記走行用電気モータのイナーシャ、前記車両の車体側イナーシャ、駆動系全体のダンピング係数および駆動系全体の弾性係数とに基づいて、前記走行用電気モータの回転数から算出される前記駆動軸の基準回転数と車輪速との偏差を推定し、前記偏差を前記基準回転数から減じて前記駆動軸の推定駆動軸回転数を算出する推定駆動軸回転数算出部を備える車両の制御装置。
【請求項2】
前記制御装置は、前記推定駆動軸回転数算出部において算出した前記推定駆動軸回転数と、前記車両の推定車体速に基づいて算出される目標駆動軸回転数との差分に基づいて、フィードバック制御により前記走行用電気モータのトルク指令値を算出するトルク指令値算出部をさらに備える請求項１に記載の車両の制御装置。
【請求項3】
前記推定駆動軸回転数算出部は、車輪のスリップ率に応じて、前記車体側イナーシャの値を補正する請求項１または請求項２に記載の車両の制御装置。
【請求項4】
前記推定駆動軸回転数算出部は、前記車輪の前記スリップ率が大きいほど前記車体側イナーシャを小さい値に補正する請求項３に記載の車両の制御装置。
【請求項5】
前記制御装置は、車輪速をセンサおよびＣＡＮ通信を介して取得する際に生じる遅れ時間の間における車体速の推定増減量を、前記車両の前後加速度および推定車体速のいずれかに基づいて遅れ補正量として算出する遅れ補正量算出部と、
前記遅れ時間分だけ前に算出された前記推定車体速である過去推定車体速と、ＣＡＮ通信を介して取得した前記車輪速に基づく車体速との誤差に基づいて、前記過去推定車体速を補正した補正後過去推定車体速を算出する誤差補正部と、
前記遅れ補正量と前記補正後過去推定車体速とを加算して現在の前記推定車体速を算出する車体速算出部と、
さらに備える請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は車両の制御装置に関し、特に駆動軸の回転数を推定する車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、走行用のモータを備えた車両の駆動軸回転数を推定するための技術が知られている。例えば、特許文献１には、モータのトルク指令値および回転数（角周波数）に基づいて、ねじれ要素としての駆動軸の変形速度を推定する動力伝達装置の制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０２１－１６８５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
走行用モータを備えた車両では、モータのトルク応答性の高さを生かしたトラクション制御により発進性能を向上させるといった効果が期待される。このとき、駆動軸の回転数が目標回転数となるようにフィードバック制御を行う。しかしながら、モータと車輪間には、減速機構や駆動軸といったねじれの原因となる要素があることで、実際の駆動軸の回転数は過渡的に変化しやすい。そのため、モータの回転数に減速比を乗算して算出される駆動軸の基準回転数では、実際の駆動軸の回転数を精度良く推定できず、この値をフィードバック制御の出力値として用いてトラクション制御を実行すると、制御精度の悪化につながり得る。
【0005】
ここで、上記特許文献１に記載の手法では、モータのトルク指令値と、モータの回転数（角周波数）と、複数の伝達関数とに基づいて、車輪の回転数を推定し、モータの回転数の駆動軸換算値から、推定した車輪速を差し引いて、駆動軸の変形速度を推定した上で、推定した変形速度に基づいてモータのトルク指令値を決定している。このように、複数の伝達関数を用いて駆動軸の回転数を推定する手法では、高い推定精度が必要な制御には有効となるが、タイヤスリップ時のように駆動軸のねじれやバックラッシの影響が小さい領域においても演算が複雑になってしまい、計算負荷の増大を招く可能性がある。
【0006】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な手法で駆動軸の回転数を推定することが可能な車両の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するため、本発明の車両の制御装置は、駆動軸に動力を伝達する走行用電気モータを備えた車両の制御装置であって、前記走行用電気モータのトルク指令値と、前記走行用電気モータのイナーシャ、前記車両の車体側イナーシャ、駆動系全体のダンピング係数および駆動系全体の弾性係数とに基づいて、前記走行用電気モータの回転数から算出される前記駆動軸の基準回転数と車輪速との偏差を推定し、前記偏差を前記基準回転数から減じて前記駆動軸の推定駆動軸回転数を算出する推定駆動軸回転数算出部を備える。
【0008】
この構成により、モータのトルク指令値および車両諸元に基づいて、モータの回転数から算出される駆動軸の基準回転数と車輪速との偏差を容易に算出することができる。当該偏差は、駆動軸のねじれによる変形速度となる。そして、当該偏差を基準回転数から減じることで、推定駆動軸回転数を算出することができる。したがって、本発明の車両の制御装置によれば、簡易な手法で駆動軸の回転数を精度良く推定することが可能となる。
【0009】
また、上記制御装置は、前記推定駆動軸回転数算出部において算出した前記推定駆動軸回転数と、前記車両の推定車体速に基づいて算出される目標駆動軸回転数との差分に基づいて、フィードバック制御により前記走行用電気モータのトルク指令値を算出するトルク指令値算出部をさらに備えることが好ましい。
【0010】
この構成により、駆動軸のねじれによる影響を考慮して算出された推定駆動軸回転数に基づくフィードバック制御により走行用モータのトルク指令値を算出し、トラクション制御の制御精度の悪化を抑制することが可能となる。
【0011】
また、前記推定駆動軸回転数算出部は、車輪のスリップ率に応じて、前記車体側イナーシャの値を補正することが好ましい。この構成により、スリップ率に応じて、推定駆動軸回転数をより精度良く算出することができる。
【0012】
また、前記推定駆動軸回転数算出部は、前記車輪の前記スリップ率が大きいほど前記車体側イナーシャを小さい値に補正することが好ましい。この構成により、スリップ率と車体側イナーシャとの関係に即して、推定駆動軸回転数をより精度良く算出することができる。
【0013】
また、上記制御装置は、車輪速をセンサおよびＣＡＮ通信を介して取得する際に生じる遅れ時間の間における車体速の推定増減量を、前記車両の前後加速度および推定車体速のいずれかに基づいて遅れ補正量として算出する遅れ補正量算出部と、前記遅れ時間分だけ前に算出された前記推定車体速である過去推定車体速と、ＣＡＮ通信を介して取得した前記車輪速に基づく車体速との誤差に基づいて、前記過去推定車体速を補正した補正後過去推定車体速を算出する誤差補正部と、前記遅れ補正量と前記補正後過去推定車体速とを加算して現在の前記推定車体速を算出する車体速算出部と、さらに備えることが好ましい。
【0014】
この構成により、ＣＡＮ通信遅れやセンサの検出遅れの遅れ時間分だけ前に算出された過去推定車体速を、ＣＡＮ通信で取得した車輪速に基づいて補正して、ベースとなる補正後過去推定車体速を精度良く算出することができる。そして、上記遅れ時間の間における車体速の推定増減量である遅れ補正量を補正後過去推定車体速に加算して現在の推定車体速を算出するため、上記遅れ時間分の車体速を補償することができる。したがって、センサにより車輪速を検出してＣＡＮ通信で取得するまでの遅れ時間を考慮して、車体速をより適切に推定することができる。その結果、算出した推定車体速に基づいて、上記フィードバック制御によるトルク指令値をより適切に算出することができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明の車両の制御装置によれば、モータのトルク指令値、車両諸元およびモータの回転数に基づいて、駆動軸の推定駆動軸回転数を算出することができるため、簡易な手法で駆動軸の回転数を精度良く推定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】実施形態にかかる制御装置としてのＥＣＵを備えた電動車両の一例を示す概略構成図である。
【図2】ＥＣＵの一例を示す概略構成図である。
【図3】電動車両が定速走行している場合の実車体速と、ＣＡＮ通信でＥＣＵが取得する車輪速と、車輪速に基づいて算出される従来推定車体速との時間変化の様子を模式的に示す説明図である。
【図4】電動車両が極低速域で定速走行している場合の実車体速と、ＣＡＮ通信でＥＣＵが取得する車輪速と、車輪速に基づいて算出される従来推定車体速との時間変化の様子とを示す説明図である。
【図5】推定車体速算出部の一例を示す制御ブロック図である。
【図6】トラクション制御部の一例を示す制御ブロック図である。
【図7】推定車体速算出処理の一例を示すフローチャートである。
【図8】実施形態にかかる推定車体速算出処理によって推定車体速を算出した実験結果の例を示す説明図である。
【図9】ドライブシャフトの基準回転数と、車輪速との時間変化の様子を模式的に示す説明図である。
【図10】トラクション制御部の構成の一例を示す制御ブロック図である。
【図11】実施形態にかかるＥＣＵ１０により推定駆動軸回転数算出を算出した実験結果の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、図面に基づき本発明の一実施形態について説明する。
【0018】
（電動車両）
図１は、実施形態にかかる制御装置としてのＥＣＵを備えた電動車両の一例を示す概略構成図である。電動車両１は、走行用動力源として搭載された電動のモータ２（走行用電気モータ）により、車輪３のうち駆動輪である前輪３ａを駆動する前輪駆動車である。モータ２の出力軸は、ディファレンシャルギヤ４ａを内蔵した減速機構４を介してドライブシャフト（駆動軸）５を介して左右の前輪３ａに連結される。なお、減速機構４は、変速機構を含むものであってもよい。モータ２は電力線を介してインバータ６に接続され、インバータ６はバッテリ７に接続されている。インバータ６はDC-AC変換機能を奏し、モータ２の力行制御時には、バッテリ７から供給される直流電力を三相交流電力に変換してモータ２に供給し、モータ２の回生制御時には、モータ２からの回生電力を直流電力に変換してバッテリ７に充電する。
図１は、実施形態にかかる制御装置としてのＥＣＵを備えた電動車両の一例を示す概略構成図である。電動車両１は、走行用動力源として搭載された電動のモータ２（走行用電気モータ）により、車輪３のうち駆動輪である前輪３ａを駆動する前輪駆動車である。モータ２の出力軸は、ディファレンシャルギヤ４ａを内蔵した減速機構４を介してドライブシャフト（駆動軸）５を介して左右の前輪３ａに連結される。なお、減速機構４は、変速機構を含むものであってもよい。モータ２は電力線を介してインバータ６に接続され、インバータ６はバッテリ７に接続されている。インバータ６はDC-AC変換機能を奏し、モータ２の力行制御時には、バッテリ７から供給される直流電力を三相交流電力に変換してモータ２に供給し、モータ２の回生制御時には、モータ２からの回生電力を直流電力に変換してバッテリ７に充電する。
【0019】
（ＥＣＵ）
電動車両１は、モータ２を駆動制御するモータコントローラとしてのＥＣＵ１０（制御装置）を備えている。ＥＣＵ１０は入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等から構成されている。図２は、ＥＣＵ１０の一例を示す概略構成図である。ＥＣＵ１０の入力側には、モータ２のモータ回転数ωｍを検出するモータ回転数センサ１１、左右の前輪３ａおよび左右の後輪３ｂの車輪速ωｗ（ωｗ１～ωｗ４）を検出する車輪速センサ１２、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ１３、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ１４、電動車両１の前後加速度Ｘを検出する加速度センサ１５、電動車両１のヨーレートｙを検出するヨーレートセンサ１６などの各種センサ類がＣＡＮを介して接続されている。なお、モータ回転数センサ１１および車輪速センサ１２は、例えばロータリーエンコーダといった回転速度を検出可能な周知の回転センサを用いればよい。また、本実施形態において、加速度センサ１５は、Ｇセンサである。また、ＥＣＵ１０の出力側にはインバータ６が接続されている。そして、ＥＣＵ１０は、推定車体速算出部１００と、トラクション制御部２００とを備えている。
電動車両１は、モータ２を駆動制御するモータコントローラとしてのＥＣＵ１０（制御装置）を備えている。ＥＣＵ１０は入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央演算処理装置（ＣＰＵ）等から構成されている。図２は、ＥＣＵ１０の一例を示す概略構成図である。ＥＣＵ１０の入力側には、モータ２のモータ回転数ωｍを検出するモータ回転数センサ１１、左右の前輪３ａおよび左右の後輪３ｂの車輪速ωｗ（ωｗ１～ωｗ４）を検出する車輪速センサ１２、アクセル操作量を検出するアクセルセンサ１３、ブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ１４、電動車両１の前後加速度Ｘを検出する加速度センサ１５、電動車両１のヨーレートｙを検出するヨーレートセンサ１６などの各種センサ類がＣＡＮを介して接続されている。なお、モータ回転数センサ１１および車輪速センサ１２は、例えばロータリーエンコーダといった回転速度を検出可能な周知の回転センサを用いればよい。また、本実施形態において、加速度センサ１５は、Ｇセンサである。また、ＥＣＵ１０の出力側にはインバータ６が接続されている。そして、ＥＣＵ１０は、推定車体速算出部１００と、トラクション制御部２００とを備えている。
【0020】
（推定車体速算出部）
まず、推定車体速算出部１００の構成および動作について説明する。ここで、図３は、電動車両１が定速走行している場合の実車体速ＶＡと、ＣＡＮ通信でＥＣＵ１０が取得する車輪速ωｗと、車輪速ωｗに基づいて算出される従来推定車体速ＶＢとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。また、図４は、電動車両１が極低速域で定速走行している場合の実車体速ＶＡと、ＣＡＮ通信でＥＣＵ１０が取得する車輪速ωｗと、車輪速ωｗに基づいて算出される従来推定車体速ＶＢとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。なお、二点鎖線で示す従来推定車体速ＶＢとは、車輪速ωｗにローパスフィルタなどのフィルタ処理を施して算出するといった、従来手法により算出された推定車体速である。
まず、推定車体速算出部１００の構成および動作について説明する。ここで、図３は、電動車両１が定速走行している場合の実車体速ＶＡと、ＣＡＮ通信でＥＣＵ１０が取得する車輪速ωｗと、車輪速ωｗに基づいて算出される従来推定車体速ＶＢとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。また、図４は、電動車両１が極低速域で定速走行している場合の実車体速ＶＡと、ＣＡＮ通信でＥＣＵ１０が取得する車輪速ωｗと、車輪速ωｗに基づいて算出される従来推定車体速ＶＢとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。なお、二点鎖線で示す従来推定車体速ＶＢとは、車輪速ωｗにローパスフィルタなどのフィルタ処理を施して算出するといった、従来手法により算出された推定車体速である。
【0021】
図３に白丸で示すように、ＣＡＮ通信により取得される車輪速ωｗは、ＣＡＮ通信の遅れによる遅れ時間Δｔ１だけ、実車体速ＶＡに対して遅れることになる。また、従来推定車体速ＶＢは、フィルタ処理での遅れ時間Δｔ２だけ、さらに実車体速ＶＡから遅れる。また、図４に示すように、極低速域では、ロータリーエンコーダといった車輪速センサ１２の歯数不足により検出遅れが発生することで、上記遅れ時間Δｔ１がさらに長くなり、実車体速ＶＡに対して車輪速ωｗや従来推定車体速ＶＢは、さらに遅れることになる。このように、従来推定車体速ＶＢが実車体速ＶＡに遅れて算出される場合、モータ２のトルク応答性の高さを生かしたトラクション制御により発進性能を向上させるといった効果を十分に期待できない可能性がある。そこで、本実施形態の電動車両１のＥＣＵ１０では、推定車体速算出部１００により、電動車両１の推定車体速をより適切な算出を図る。
図５は、推定車体速算出部１００の一例を示す制御ブロック図である。推定車体速算出部１００は、電動車両１の推定車体速Ｖを算出する推定車体速算出処理を実行する。推定車体速算出部１００は、図２および図５に示すように、外乱補正部１１０と、遅れ補正量算出部１２０と、誤差補正部１３０と、車体速算出部１４０とを備える。
図５は、推定車体速算出部１００の一例を示す制御ブロック図である。推定車体速算出部１００は、電動車両１の推定車体速Ｖを算出する推定車体速算出処理を実行する。推定車体速算出部１００は、図２および図５に示すように、外乱補正部１１０と、遅れ補正量算出部１２０と、誤差補正部１３０と、車体速算出部１４０とを備える。
【0022】
（加速度外乱補正部）
外乱補正部１１０は、ＣＡＮ通信により、加速度センサ１５で検出される電動車両１の前後加速度Ｘを取得する。また、外乱補正部１１０は、推定車体速算出部１００で最終的に算出される推定車体速Ｖを取得し、微分ブロック１１１で、遅れ時間Δｔ１内の微分値ｄＶ／ｄｔを算出する。遅れ時間Δｔ１は、上述したように、車輪速センサ１２で検出された車輪速ωｗをＥＣＵ１０で取得する際に、ＣＡＮ通信の通信遅れや、車輪速センサ１２の歯数不足に起因して生じる遅れ時間であり、数ｍｓから数百ｍｓ程度の値である。遅れ時間Δｔ１は、実験・解析などにより、車両状況に応じた値を予めマップなどで定めておけばよい。微分値ｄＶ／ｄｔは、遅れ時間Δｔ１の間の電動車両１の前後加速度の推定値となる。さらに、外乱補正部１１０は、ローパスフィルタブロック１１２で、微分値ｄＶ／ｄｔに所定のローパスフィルタ処理を施した推定加速度Ｘｅを算出する。そして、外乱補正部１１０は、差分ブロック１１３で、前後加速度Ｘと推定加速度Ｘｅとの差分ΔＸを算出し、外乱推定部１１４で、差分ΔＸに基づいて外乱成分Ｘαを算出する。外乱成分Ｘαは、例えば、Ｇセンサである加速度センサ１５が検出する路面勾配により生じる外乱成分である。本実施形態では、外乱補正部１１０は、上記差分ΔＸを加速度の外乱成分Ｘαとして算出する。なお、外乱成分Ｘαは、路面勾配以外の外乱成分を考慮するものであってもよく、外乱補正部１１０は、差分ΔＸに基づいて、周知の手法により外乱成分を算出するものであってもよい。そして、外乱補正部１１０は、加速度補正部１１５で、前後加速度Ｘから外乱成分Ｘαを減算して補正後加速度Ｘ´を算出する。
外乱補正部１１０は、ＣＡＮ通信により、加速度センサ１５で検出される電動車両１の前後加速度Ｘを取得する。また、外乱補正部１１０は、推定車体速算出部１００で最終的に算出される推定車体速Ｖを取得し、微分ブロック１１１で、遅れ時間Δｔ１内の微分値ｄＶ／ｄｔを算出する。遅れ時間Δｔ１は、上述したように、車輪速センサ１２で検出された車輪速ωｗをＥＣＵ１０で取得する際に、ＣＡＮ通信の通信遅れや、車輪速センサ１２の歯数不足に起因して生じる遅れ時間であり、数ｍｓから数百ｍｓ程度の値である。遅れ時間Δｔ１は、実験・解析などにより、車両状況に応じた値を予めマップなどで定めておけばよい。微分値ｄＶ／ｄｔは、遅れ時間Δｔ１の間の電動車両１の前後加速度の推定値となる。さらに、外乱補正部１１０は、ローパスフィルタブロック１１２で、微分値ｄＶ／ｄｔに所定のローパスフィルタ処理を施した推定加速度Ｘｅを算出する。そして、外乱補正部１１０は、差分ブロック１１３で、前後加速度Ｘと推定加速度Ｘｅとの差分ΔＸを算出し、外乱推定部１１４で、差分ΔＸに基づいて外乱成分Ｘαを算出する。外乱成分Ｘαは、例えば、Ｇセンサである加速度センサ１５が検出する路面勾配により生じる外乱成分である。本実施形態では、外乱補正部１１０は、上記差分ΔＸを加速度の外乱成分Ｘαとして算出する。なお、外乱成分Ｘαは、路面勾配以外の外乱成分を考慮するものであってもよく、外乱補正部１１０は、差分ΔＸに基づいて、周知の手法により外乱成分を算出するものであってもよい。そして、外乱補正部１１０は、加速度補正部１１５で、前後加速度Ｘから外乱成分Ｘαを減算して補正後加速度Ｘ´を算出する。
【0023】
（遅れ補正量算出部）
遅れ補正量算出部１２０は、外乱補正部１１０から補正後加速度Ｘ´を取得し、積算部１２１で、遅れ時間Δｔ１の間における補正後加速度Ｘ´を積算した積算値σＸ´を算出する。積算値σＸ´は、遅れ時間Δｔ１の間における電動車両１の車体速の推定増減量であり、遅れ補正量算出部１２０は、積算値σＸ´を車体速の遅れ補正量αとして設定する。以下の説明では、適宜、積算値σＸ´を第１遅れ補正量α１と称する。
遅れ補正量算出部１２０は、外乱補正部１１０から補正後加速度Ｘ´を取得し、積算部１２１で、遅れ時間Δｔ１の間における補正後加速度Ｘ´を積算した積算値σＸ´を算出する。積算値σＸ´は、遅れ時間Δｔ１の間における電動車両１の車体速の推定増減量であり、遅れ補正量算出部１２０は、積算値σＸ´を車体速の遅れ補正量αとして設定する。以下の説明では、適宜、積算値σＸ´を第１遅れ補正量α１と称する。
【0024】
また、遅れ補正量算出部１２０は、遅れ補正量αを推定車体速Ｖの変化量に基づいても算出する。具体的には、遅れ補正量算出部１２０は、推定車体速算出部１００で最終的に算出される推定車体速Ｖのうち、前回の本処理で算出された前回推定車体速Ｖｎ－１と、遅れ時間Δｔ１前に算出された過去推定車体速Ｖｐとを取得する。前回推定車体速Ｖｎ－１は、現在の推定車体速Ｖに代えて用いられる。遅れ補正量算出部１２０は、差分ブロック１２２で、前回推定車体速Ｖｎ－１と過去推定車体速Ｖｐとの差分を算出し、算出した差分を遅れ補正量αとして設定する。以下の説明では、適宜、前回推定車体速Ｖｎ－１と過去推定車体速Ｖｐとの差分を第２遅れ補正量α２と称する。
【0025】
上述のようにして遅れ補正量α（第１遅れ補正量α１および第２遅れ補正量α２）を算出して設定すると、遅れ補正量算出部１２０は、車速重み付け部１２３で、第１遅れ補正量α１および第２遅れ補正量α２のうち、いずれの値を選択するかを決定する。具体的には、現在の車体速の絶対値が第１所定速度Ｖ１（所定速度）未満である場合には、第１遅れ補正量α１を選択して出力する。一方、現在の車体速の絶対値が第１所定速度Ｖ１以上である場合には、第２遅れ補正量α２を選択して出力する。なお、ここでの現在の車体速は、前回推定車体速Ｖｎ－１を用いればよい。すなわち、現在の車体速が十分な速度に達していない領域では、十分な速度に達している領域に比べて、後述する推定車体速Ｖの算出精度が比較的に低い領域を含む（図８参照）ことから、補正後加速度Ｘ´の積算値σＸ´である第１遅れ補正量α１を用いることが好ましい。一方で、現在の車体速が十分に速い領域では、後述する推定車体速Ｖの算出精度が比較的に高い（図８参照）ことから、前回推定車体速Ｖｎ－１と過去推定車体速Ｖｐとの差分である第２遅れ補正量α２を用いることができる。また、第１所定速度Ｖ１は、例えば、１０ｍ／ｓ以上７０ｍ／ｓ未満であることが好ましく、２０ｍ／ｓ以上７０ｍ／ｓ未満であることがより好ましく、２７ｍ／ｓ以上７０ｍ／ｓ未満であることがさらに好ましい。
【0026】
（誤差補正部）
誤差補正部１３０は、ＣＡＮ通信により、車輪速センサ１２より車輪速ωｗ１～ωｗ４を取得すると共に、ヨーレートセンサ１６で検出された電動車両１のヨーレートｙを取得する。また、誤差補正部１３０は、現在の車体速の代わりとして、前回推定車体速Ｖｎ－１を取得する。誤差補正部１３０は、重心車体速推定部１３１で、車輪速ωｗ１～ωｗ４、ヨーレートｙ、前回推定車体速Ｖｎ－１および各車輪３のトレッドの値などに基づいて、車輪速ωｗ１～ωｗ４ごとに、各車輪３の１つを基準と仮定した場合における電動車両１の重心位置での速度である重心車体速ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３、ＶＧ４を算出する。さらに、誤差補正部１３０は、基準輪セレクト部１３２で、重心車体速ＶＧ１～ＶＧ４のいずれを選択して出力するかを決定する。本実施形態では、誤差補正部１３０は、重心車体速ＶＧ１～ＶＧ４のうち、３番目に高い値をＣＡＮ通信で取得した車輪速ωｗに基づくＣＡＮ車体速Ｖｓとして設定して出力する。すなわち、ＣＡＮ車体速Ｖｓは、ＣＡＮ通信の遅れ時間Δｔ１前の車輪速ωｗの実測値に基づく速度となる。
誤差補正部１３０は、ＣＡＮ通信により、車輪速センサ１２より車輪速ωｗ１～ωｗ４を取得すると共に、ヨーレートセンサ１６で検出された電動車両１のヨーレートｙを取得する。また、誤差補正部１３０は、現在の車体速の代わりとして、前回推定車体速Ｖｎ－１を取得する。誤差補正部１３０は、重心車体速推定部１３１で、車輪速ωｗ１～ωｗ４、ヨーレートｙ、前回推定車体速Ｖｎ－１および各車輪３のトレッドの値などに基づいて、車輪速ωｗ１～ωｗ４ごとに、各車輪３の１つを基準と仮定した場合における電動車両１の重心位置での速度である重心車体速ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３、ＶＧ４を算出する。さらに、誤差補正部１３０は、基準輪セレクト部１３２で、重心車体速ＶＧ１～ＶＧ４のいずれを選択して出力するかを決定する。本実施形態では、誤差補正部１３０は、重心車体速ＶＧ１～ＶＧ４のうち、３番目に高い値をＣＡＮ通信で取得した車輪速ωｗに基づくＣＡＮ車体速Ｖｓとして設定して出力する。すなわち、ＣＡＮ車体速Ｖｓは、ＣＡＮ通信の遅れ時間Δｔ１前の車輪速ωｗの実測値に基づく速度となる。
【0027】
上述のように遅れ時間Δｔ１前の実測値に基づくＣＡＮ車体速Ｖｓを算出すると、誤差補正部１３０は、遅れ時間Δｔ１前に算出した過去推定車体速ＶｐをＣＡＮ車体速Ｖｓで補正する。具体的には、誤差補正部１３０は、誤差算出ブロック１３３で、遅れ時間Δｔ１前に算出した過去推定車体速Ｖｐとの誤差ΔＶを算出する。また、誤差補正部１３０は、フィルタブロック１３４で、式（１）に示すように、ＣＡＮ車体速Ｖｓにフィルタ係数ｋを乗算したフィルタ後ＣＡＮ車体速Ｖｓｆを算出する。フィルタ係数ｋは、ＣＡＮ車体速Ｖｓの関数である。フィルタ係数ｋは、ＣＡＮ車体速Ｖｓの絶対値が第２所定速度以上である場合には、例えば値０．５とされ、ＣＡＮ車体速Ｖｓの絶対値が第２所定速度未満である場合には、例えば値０とされる。第２所定速度は、加速度センサ１５により車輪速ωｗ１～ωｗ４を検出することができる程度の速度であり、例えば、１ｍ／ｓである。このように、実測値である車輪速ωｗ１～ωｗ４を検出することができない場合には、フィルタ係数ｋを値０としておくことで、過去推定車体速Ｖｐと実測値に基づくＣＡＮ車体速Ｖｓとの誤差を考慮しないようにすることができる。
【0028】
Ｖｓｆ＝ｋ・Ｖｓ …（１）
【0029】
さらに、誤差補正部１３０は、式（２）に示すように、乗算ブロック１３５で、算出した誤差ΔＶとフィルタ後ＣＡＮ車体速Ｖｓｆとの乗算値である誤差補正値ΔＶαを算出する。したがって、誤差補正値ΔＶαは、誤差ΔＶが大きいほど大きく、誤差ΔＶが小さいほど小さな値となる。上述したように、ＣＡＮ車体速Ｖｓの絶対値が第２所定速度未満であり、実測値である車輪速ωｗ１～ωｗ４を検出することができない場合には、式（１）のフィルタ係数ｋが値０であることから、フィルタ後ＣＡＮ車体速Ｖｓｆも値０となる。そのため、誤差補正値ΔＶαも値０として算出される。
【0030】
ΔＶα＝Ｖｓｆ・ΔＶ …（２）
【0031】
そして、誤差補正部１３０は、式（３）に示すように、加算ブロック１３６で、過去推定車体速Ｖｐと誤差補正値ΔＶαとを加算し、過去推定車体速Ｖｐを補正した補正後過去推定車体速Ｖｐ´を算出して出力する。これにより、過去推定車体速Ｖｐを実測値に基づくＣＡＮ車体速Ｖｓとの誤差ΔＶに基づいて補正することができる。補正後過去推定車体速Ｖｐ´は、ＣＡＮ車体速Ｖｓと過去推定車体速Ｖｐとの誤差ΔＶが大きいほど、ＣＡＮ車体速Ｖｓに近づくように過去推定車体速Ｖｐを大きく補正した値となる。
【0032】
Ｖｐ´＝Ｖｐ＋ΔＶα …（３）
【0033】
（推定車体速算出部）
車体速算出部１４０は、誤差補正部１３０で算出された補正後過去推定車体速Ｖｐ´に、遅れ補正量算出部１２０で算出された遅れ補正量α（第１遅れ補正量α１および第２遅れ補正量α２のいずれか）を加算して現在の推定車体速Ｖを算出する。すなわち、遅れ時間Δｔ１前の補正後過去推定車体速Ｖｐ´に、遅れ時間Δｔ１の間における車体速の推定増減量である遅れ補正量αを加算することで、現在の推定車体速Ｖを得ることができる。
車体速算出部１４０は、誤差補正部１３０で算出された補正後過去推定車体速Ｖｐ´に、遅れ補正量算出部１２０で算出された遅れ補正量α（第１遅れ補正量α１および第２遅れ補正量α２のいずれか）を加算して現在の推定車体速Ｖを算出する。すなわち、遅れ時間Δｔ１前の補正後過去推定車体速Ｖｐ´に、遅れ時間Δｔ１の間における車体速の推定増減量である遅れ補正量αを加算することで、現在の推定車体速Ｖを得ることができる。
【0034】
（推定車体速算出処理）
図６は、推定車体速算出処理の一例を示すフローチャートである。図６に示す処理は、推定車体速算出部１００により所定の周期で繰り返し実行される。推定車体速算出部１００は、遅れ時間Δｔ１を車両状況に応じて予め定められたマップから取得する（ステップＳ１）。また、推定車体速算出部１００は、ＣＡＮ通信を介して、車輪速ωｗ１～ωｗ４、前後加速度Ｘ、ヨーレートｙを取得すると共に、前回の処理で算出された前回推定車体速Ｖｎ－１および遅れ時間Δｔ１前に算出された過去推定車体速Ｖｐを取得する（ステップＳ２）。次に、推定車体速算出部１００は、取得した車輪速ωｗ１～ωｗ４を遅れ時間Δｔ１前の車輪速とし、誤差補正部１３０で、車輪速ωｗ１～ωｗ４、ヨーレートｙおよび前回推定車体速Ｖｎ－１に基づいて遅れ時間Δｔ１前のＣＡＮ車体速Ｖｓを算出する（ステップＳ３）。
図６は、推定車体速算出処理の一例を示すフローチャートである。図６に示す処理は、推定車体速算出部１００により所定の周期で繰り返し実行される。推定車体速算出部１００は、遅れ時間Δｔ１を車両状況に応じて予め定められたマップから取得する（ステップＳ１）。また、推定車体速算出部１００は、ＣＡＮ通信を介して、車輪速ωｗ１～ωｗ４、前後加速度Ｘ、ヨーレートｙを取得すると共に、前回の処理で算出された前回推定車体速Ｖｎ－１および遅れ時間Δｔ１前に算出された過去推定車体速Ｖｐを取得する（ステップＳ２）。次に、推定車体速算出部１００は、取得した車輪速ωｗ１～ωｗ４を遅れ時間Δｔ１前の車輪速とし、誤差補正部１３０で、車輪速ωｗ１～ωｗ４、ヨーレートｙおよび前回推定車体速Ｖｎ－１に基づいて遅れ時間Δｔ１前のＣＡＮ車体速Ｖｓを算出する（ステップＳ３）。
【0035】
次に、推定車体速算出部１００は、前回推定車体速Ｖｎ－１が第１所定速度Ｖ１未満であるか否かを判定する（ステップＳ４）。推定車体速算出部１００は、前回推定車体速Ｖｎ－１が第１所定速度Ｖ１未満であると判定した場合（ステップＳ４でＹｅｓ）、まず、外乱補正部１１０で、前後加速度Ｘと推定車体速Ｖの遅れ時間Δｔ１の間における微分値ｄＶ／ｄｔとに基づいて、前後加速度Ｘの外乱成分Ｘαを算出する（ステップＳ５）。さらに、推定車体速算出部１００は、外乱補正部１１０で、前後加速度Ｘから外乱成分Ｘαを減算した補正後加速度Ｘ´を算出する（ステップＳ６）。次に、推定車体速算出部１００は、遅れ時間Δｔ１の間における補正後加速度Ｘ´を積算した積算値σＸ´を算出し、遅れ補正量α（第１遅れ補正量α１）に設定し（ステップＳ７）、ステップＳ９の処理に進む。一方、推定車体速算出部１００は、現在の車体速が第１所定速度Ｖ１以上であると判定した場合（ステップＳ４でＮｏ）、前回推定車体速Ｖｎ－１と過去推定車体速Ｖｐとの差分を遅れ補正量α（第２遅れ補正量α２）に設定し（ステップＳ８）、ステップＳ５からステップＳ７の処理を省略してステップＳ９の処理に進む。
【0036】
次に、推定車体速算出部１００は、遅れ時間Δｔ１前の過去推定車体速Ｖｐと、ステップＳ３で算出した遅れ時間Δｔ１前のＣＡＮ車体速Ｖｓとを比較し、誤差ΔＶがあるか否かを判定する（ステップＳ９）。推定車体速算出部１００は、過去推定車体速Ｖｐと遅れ時間Δｔ１前のＣＡＮ車体速Ｖｓとに誤差ΔＶがあると判定した場合（ステップＳ９でＹｅｓ）、誤差補正部１３０で、上記式（１）および式（２）にしたがい、誤差ΔＶに基づいて誤差補正値ΔＶαを算出する（ステップＳ１０）。そして、推定車体速算出部１００は、上記式（３）にしたがって、過去推定車体速Ｖｐに誤差補正値ΔＶαを加算して、補正後過去推定車体速Ｖｐ´を算出し（ステップＳ１１）、ステップＳ１３の処理に進む。一方、推定車体速算出部１００は、過去推定車体速Ｖｐと遅れ時間Δｔ１前のＣＡＮ車体速Ｖｓとに誤差ΔＶがないと判定した場合（ステップＳ９でＮｏ）、過去推定車体速Ｖｐを補正後過去推定車体速Ｖｐ´とし（ステップＳ１２）、ステップＳ１３の処理に進む。すなわち、誤差ΔＶが値０となることから、上記式（１）および式（２）で算出される誤差補正値ΔＶαも値０となり、上記式（３）において、過去推定車体速Ｖｐの値がそのまま補正後過去推定車体速Ｖｐ´として出力されることになる。
【0037】
次に、推定車体速算出部１００は、算出した補正後過去推定車体速Ｖｐ´に遅れ補正量α（第１遅れ補正量α１および第２遅れ補正量α２のいずれか）を加算して、現在の推定車体速Ｖを算出し（ステップＳ１３）、本ルーチンをステップＳ１から再び実行する。
【0038】
以上のような推定車体速算出処理により算出される推定車体速Ｖの挙動について、図７を参照しながら、詳細に説明する。図７は、実施形態にかかる推定車体速算出処理による推定車体速Ｖの挙動を模式的に示す説明図である。図７には、推定車体速算出処理で算出された推定車体速Ｖ（二点鎖線参照）と、ＣＡＮ通信によりＥＣＵ１０が取得する車輪速ωｗ（白丸参照）と、実車体速ＶＡ（実線参照）との時間変化の様子が示されている。
【0039】
まず、電動車両１の発進直後で車輪速ωｗが検出される時刻ｔ１までは、誤差補正部１３０において、上記式（１）のフィルタ係数ｋが値０とされることで、上記式（２）の誤差補正値ΔＶαが値０となり補正後過去推定車体速Ｖｐ´に過去推定車体速Ｖｐが設定される。そして、図中の実線白抜き矢印に示すように、時刻ｔ１までの間は、過去推定車体速Ｖｐに遅れ補正量αが加算された推定車体速Ｖが算出されていく。言い換えると、本実施形態の構成によれば、車輪速ωｗが検出される時刻ｔ１までの間も、推定車体速Ｖを算出することが可能である。なお、推定車体速算出処理の最初期において、過去推定車体速Ｖｐ自体がまだ存在しない場合には、上記式（３）の右辺の双方の項が値０となることから、補正後過去推定車体速Ｖｐ´が値０となるため、遅れ補正量αの値がそのまま推定車体速Ｖとなる。
【0040】
時刻ｔ１において車輪速ωｗが検出され始めると、誤差補正部１３０において、上記式（１）および式（２）にしたがって誤差補正値ΔＶαが算出され、式（３）にしたがって過去推定車体速Ｖｐが補正されて補正後過去推定車体速Ｖｐ´が算出される。そして、補正後過去推定車体速Ｖｐ´に遅れ補正量αが加算された推定車体速Ｖが算出されていく。つまり、図中の白抜き矢印に示すように、時刻ｔ１から後は、過去推定車体速Ｖｐに対して、遅れ補正量αに加えて誤差補正値ΔＶαが加算される。言い換えると、車輪速ωｗの実測値に基づいて補正された補正後過去推定車体速Ｖｐ´が推定車体速Ｖを算出する際の基準値となり、この基準値に遅れ補正量αが加算されていく。これにより、推定車体速Ｖの算出精度が向上し、推定車体速Ｖが実車体速ＶＡに近づくことになる。
【0041】
図８は、実施形態にかかる推定車体速算出処理によって推定車体速を算出した実験結果の例を示す説明図である。図８には、電動車両１の走行中における実車体速ＶＡと、従来の手法により算出された従来推定車体速ＶＢと、実施形態にかかる推定車体速算出処理によって算出された推定車体速Ｖとの時間変化の挙動が示されている。なお、ここでの実車体速ＶＡは、電動車両１に搭載されたＧＰＳ（Global Positioning System）装置により検出された値である。図示するように、実施形態にかかる推定車体速算出処理によって算出された推定車体速Ｖは、特に、電動車両１の発進直後の極低速の領域（実車体速ＶＡが２ｋｍ／ｈ程度の領域）において、従来推定車体速ＶＢよりも実車体速ＶＡに追従していることがわかる。また、実車体速ＶＡが７ｋｍ／ｈ程度以上の領域においても、推定車体速Ｖが従来推定車体速ＶＢよりも実車体速ＶＡに追従していることがわかる。
【0042】
（トラクション制御部）
次に、トラクション制御部２００について説明する。ここで、図９は、ドライブシャフト５の基準回転数ωｄと、車輪速ωｗとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。なお、図９には、後述する推定駆動軸回転数ωｄｅの値も示されている。基準回転数ωｄは、モータ回転数ωｍを減速機構４の減速比で除して算出される値である。図示するように、ドライブシャフト５にねじれが発生することにより、基準回転数ωｄと車輪速ωｗとの間には、偏差が生じる。そのため、ドライブシャフト５の基準回転数ωｄをそのままトラクション制御に用いると、制御精度の悪化につながり得る。そこで、本実施形態のＥＣＵ１０では、トラクション制御部２００により、ドライブシャフト５の回転数をより適切に算出し、トラクション制御を実行する。
次に、トラクション制御部２００について説明する。ここで、図９は、ドライブシャフト５の基準回転数ωｄと、車輪速ωｗとの時間変化の様子を模式的に示す説明図である。なお、図９には、後述する推定駆動軸回転数ωｄｅの値も示されている。基準回転数ωｄは、モータ回転数ωｍを減速機構４の減速比で除して算出される値である。図示するように、ドライブシャフト５にねじれが発生することにより、基準回転数ωｄと車輪速ωｗとの間には、偏差が生じる。そのため、ドライブシャフト５の基準回転数ωｄをそのままトラクション制御に用いると、制御精度の悪化につながり得る。そこで、本実施形態のＥＣＵ１０では、トラクション制御部２００により、ドライブシャフト５の回転数をより適切に算出し、トラクション制御を実行する。
【0043】
図１０は、トラクション制御部２００の構成の一例を示す制御ブロック図である。トラクション制御部２００は、図２および図１０に示すように、要求トルク設定部２１０と、目標駆動軸回転数算出部２２０と、推定駆動軸回転数算出部２３０と、トルク指令値算出部２４０とを備える。なお、図中の遅延ブロック３１０は、通信遅延などの理由により制御遅延が生じることを示す。また、図中のプラントブロック３２０は、トルク指令値Ｔｍ＊などで電動車両１が駆動制御されたことを示す制御ブロックであり、図１０では、モータ回転数ωｍ、車輪速ωｗおよび前後加速度Ｘの値を出力する例を示している。
【0044】
（要求トルク設定部）
要求トルク設定部２１０は、アクセルセンサ１３からアクセル操作量を取得すると共に、推定車体速算出部１００から現在の推定車体速Ｖを取得する。要求トルク設定部２１０は、取得したアクセル操作量と、現在の推定車体速Ｖとに基づいて、予め定められたマップからモータ２への要求トルクＴｍ１を設定して出力する。
要求トルク設定部２１０は、アクセルセンサ１３からアクセル操作量を取得すると共に、推定車体速算出部１００から現在の推定車体速Ｖを取得する。要求トルク設定部２１０は、取得したアクセル操作量と、現在の推定車体速Ｖとに基づいて、予め定められたマップからモータ２への要求トルクＴｍ１を設定して出力する。
【0045】
（目標駆動軸回転数算出部）
目標駆動軸回転数算出部２２０は、推定車体速算出部１００で算出された現在の推定車体速Ｖを取得する。目標駆動軸回転数算出部２２０は、目標スリップ率乗算ブロック２２１で、推定車体速Ｖに目標スリップ率λ＊を乗じた値Ｖλ＊を算出する。さらに、目標駆動軸回転数算出部２２０は、目標スリップ速度算出ブロック２２２で、推定車体速Ｖに値Ｖλ＊を乗じて目標スリップ速度Ｖ＊を算出し、算出した目標スリップ速度Ｖ＊を目標駆動軸回転数ωｄ＊として出力する。なお、目標スリップ率λ＊は、制御対象となる車輪３が前輪３ａの場合、前輪３ａのスリップ率の目標値であり、例えば、推定車体速Ｖに応じて予め値が定められたマップで規定される。
目標駆動軸回転数算出部２２０は、推定車体速算出部１００で算出された現在の推定車体速Ｖを取得する。目標駆動軸回転数算出部２２０は、目標スリップ率乗算ブロック２２１で、推定車体速Ｖに目標スリップ率λ＊を乗じた値Ｖλ＊を算出する。さらに、目標駆動軸回転数算出部２２０は、目標スリップ速度算出ブロック２２２で、推定車体速Ｖに値Ｖλ＊を乗じて目標スリップ速度Ｖ＊を算出し、算出した目標スリップ速度Ｖ＊を目標駆動軸回転数ωｄ＊として出力する。なお、目標スリップ率λ＊は、制御対象となる車輪３が前輪３ａの場合、前輪３ａのスリップ率の目標値であり、例えば、推定車体速Ｖに応じて予め値が定められたマップで規定される。
【0046】
（駆動軸回転数算出部）
推定駆動軸回転数算出部２３０は、後述するトルク指令値算出部２４０で設定されたトルク指令値Ｔｍ＊を取得する。また、推定駆動軸回転数算出部２３０は、トルク指令値Ｔｍ＊で駆動制御されたモータ回転数ωｍを取得する。そして、推定駆動軸回転数算出部２３０は、偏差算出部２３１で、次式（４）で規定される伝達関数Ｇ（ｓ）にしたがって、取得したトルク指令値Ｔｍ＊と車両諸元とに基づき、基準回転数ωｄと前輪３ａの車輪速ωｗとの偏差Δωｄを推定する。偏差Δωｄは、ドライブシャフト５の変形速度である。式（４）中の右辺における“Ｊａｌｌ”は、電動車両１の車体全体のイナーシャを前輪３ａのイナーシャに換算した値（以下、「車体側イナーシャＪａｌｌ」と称する）であり、“Ｊｍ”は、モータ２のイナーシャ（以下、「モータイナーシャＪｍ」と称する）である。また、“Ｄ”は、モータ２の出力を前輪３ａに伝達させる動力伝達機構すべてを含む駆動系全体のダンピング係数であり、“Ｋ”は、駆動系全体のバネ係数である。これらの定数は、電動車両１の車両諸元として、予め設定される値である。なお、式（４）は、車輪３が路面にグリップした状態であることを前提とする。
推定駆動軸回転数算出部２３０は、後述するトルク指令値算出部２４０で設定されたトルク指令値Ｔｍ＊を取得する。また、推定駆動軸回転数算出部２３０は、トルク指令値Ｔｍ＊で駆動制御されたモータ回転数ωｍを取得する。そして、推定駆動軸回転数算出部２３０は、偏差算出部２３１で、次式（４）で規定される伝達関数Ｇ（ｓ）にしたがって、取得したトルク指令値Ｔｍ＊と車両諸元とに基づき、基準回転数ωｄと前輪３ａの車輪速ωｗとの偏差Δωｄを推定する。偏差Δωｄは、ドライブシャフト５の変形速度である。式（４）中の右辺における“Ｊａｌｌ”は、電動車両１の車体全体のイナーシャを前輪３ａのイナーシャに換算した値（以下、「車体側イナーシャＪａｌｌ」と称する）であり、“Ｊｍ”は、モータ２のイナーシャ（以下、「モータイナーシャＪｍ」と称する）である。また、“Ｄ”は、モータ２の出力を前輪３ａに伝達させる動力伝達機構すべてを含む駆動系全体のダンピング係数であり、“Ｋ”は、駆動系全体のバネ係数である。これらの定数は、電動車両１の車両諸元として、予め設定される値である。なお、式（４）は、車輪３が路面にグリップした状態であることを前提とする。
【0047】
Δωｄ／Ｔｍ＊＝Ｇ（ｓ）＝Ｊａｌｌ・ｓ２／（Ｊａｌｌ・（Ｊｍ＋Ｄ）・ｓ２＋（Ｊｍ・Ｄ＋Ｊａｌｌ・Ｋ）・ｓ＋Ｊｍ・Ｋ） …（４）
【0048】
ただし、車体全体のイナーシャ“Ｊａｌｌ”は、例えば、次式（５）により算出される。式（５）中の“Jｗ”は、前輪３ａのイナーシャであり、“ｒ”は、前輪３ａの有効半径であり、“Ｍ”は、電動車両１の質量であり、“λ”は、前輪３ａのスリップ率である。スリップ率λは、例えば、現在の推定車体速Ｖおよび前輪３ａの車輪速ωｗに基づいて、次式（６）で算出される。式（５）に示されるように、車体側イナーシャＪａｌｌは、スリップ率λが大きいほど小さな値となる。なお、車体側イナーシャＪａｌｌは、式（５）に基づいて算出されるものに限らず、予め定められた車両諸元としての車体側イナーシャＪａｌｌに、スリップ率λに応じて予め定められた補正係数を乗じることで、スリップ率λが大きいほど小さな値となるように補正されるものであってもよい。
【0049】
Ｊａｌｌ＝２・Ｊｗ＋ｒ２・Ｍ・（１－λ） …（５）
λ＝（Ｖ－ωｗ）／Ｖ …（６）
λ＝（Ｖ－ωｗ）／Ｖ …（６）
【0050】
そして、推定駆動軸回転数算出部２３０は、基準回転数算出部２３２で、モータ回転数ωｍを減速機構４の減速比Ｇで除して、ドライブシャフト５の基準回転数ωｄを算出する。さらに、推定駆動軸回転数算出部２３０は、次式（７）にしたがって、基準回転数ωｄから偏差Δωｄすなわちドライブシャフト５のねじれによる変形速度の成分を減じることで、推定駆動軸回転数ωｄｅを算出する。推定駆動軸回転数算出部２３０は、算出した推定駆動軸回転数ωｄｅをトルク指令値算出部２４０に出力する。
【0051】
ωｄｅ＝ωｄ－Δωｄ …（７）
【0052】
（トルク指令値算出部）
トルク指令値算出部２４０は、目標駆動軸回転数ωｄ＊と、推定駆動軸回転数ωｄｅとを取得し、目標駆動軸回転数ωｄ＊と推定駆動軸回転数ωｄｅとに基づいてフィードバック制御を実行して、モータ２のトルク指令値Ｔｍ＊を算出する。より詳細には、トルク指令値算出部２４０は、目標駆動軸回転数ωｄ＊と推定駆動軸回転数ωｄｅとの差分を算出し、ＰＩＤ制御ブロック２４１へと出力する。ＰＩＤ制御ブロック２４１は、比例項算出部２４１ｐで上記差分に対する比例項を算出し、微分項算出部２４１ｄで上記差分に対する微分項を算出し、積分項算出部２４１ｉで上記差分に対する積分項を算出する。トルク指令値算出部２４０は、ＰＩＤ制御ブロック２４１で算出された比例項、積分項および微分項を加算して、フィードバック補正量ΔＴｍを算出する。フィードバック補正量ΔＴｍは、出力値としてのドライブシャフト５の基準回転数ωｄが目標駆動軸回転数ωｄ＊に近づくように、要求トルクＴｍ１を補正してモータ２のトルク指令値Ｔｍ＊を設定するための補正量として算出される。トルク指令値算出部２４０は、差分ブロック２４２で、要求トルク設定部２１０からの要求トルクＴｍ１を取得し、要求トルクＴｍ１からフィードバック補正量ΔＴｍを減じて、モータ２のトルク指令値Ｔｍ＊を算出する。これにより、モータ２がトルク指令値Ｔｍ＊で駆動される。
トルク指令値算出部２４０は、目標駆動軸回転数ωｄ＊と、推定駆動軸回転数ωｄｅとを取得し、目標駆動軸回転数ωｄ＊と推定駆動軸回転数ωｄｅとに基づいてフィードバック制御を実行して、モータ２のトルク指令値Ｔｍ＊を算出する。より詳細には、トルク指令値算出部２４０は、目標駆動軸回転数ωｄ＊と推定駆動軸回転数ωｄｅとの差分を算出し、ＰＩＤ制御ブロック２４１へと出力する。ＰＩＤ制御ブロック２４１は、比例項算出部２４１ｐで上記差分に対する比例項を算出し、微分項算出部２４１ｄで上記差分に対する微分項を算出し、積分項算出部２４１ｉで上記差分に対する積分項を算出する。トルク指令値算出部２４０は、ＰＩＤ制御ブロック２４１で算出された比例項、積分項および微分項を加算して、フィードバック補正量ΔＴｍを算出する。フィードバック補正量ΔＴｍは、出力値としてのドライブシャフト５の基準回転数ωｄが目標駆動軸回転数ωｄ＊に近づくように、要求トルクＴｍ１を補正してモータ２のトルク指令値Ｔｍ＊を設定するための補正量として算出される。トルク指令値算出部２４０は、差分ブロック２４２で、要求トルク設定部２１０からの要求トルクＴｍ１を取得し、要求トルクＴｍ１からフィードバック補正量ΔＴｍを減じて、モータ２のトルク指令値Ｔｍ＊を算出する。これにより、モータ２がトルク指令値Ｔｍ＊で駆動される。
【0053】
以上のように、基準回転数ωｄから偏差Δωｄ、すなわち、ドライブシャフト５のねじれによる変形速度の成分を減じることで、図９に示すように、推定駆動軸回転数ωｄｅを車輪速ωｗに追従させて精度良く算出することが可能となる。また、図１１は、実施形態にかかるＥＣＵ１０により推定駆動軸回転数算出を算出した実験結果の例を示す説明図である。図１１には、ドライブシャフト５の基準回転数ωｄと、推定駆動軸回転数ωｄｅと、実車体速ＶＡの時間変化の様子が示されている。なお、実車体速ＶＡは、上述したように、ＧＰＳにより取得された車体速である。図示するように、低速領域において、推定駆動軸回転数ωｄｅは、基準回転数ωｄに比べて実車体速ＶＡに追従した挙動を示していることがわかる。
【0054】
（実施形態の効果）
以上説明したように、実施形態にかかる電動車両１のＥＣＵ１０（制御装置）は、ドライブシャフト５（駆動軸）に動力を伝達するモータ２（走行用電気モータ）を備えた電動車両１の制御装置であって、モータ２のトルク指令値Ｔｍ＊と、モータ２のモータイナーシャＪｍ、電動車両１の車体側イナーシャＪａｌｌ、駆動系全体のダンピング係数Ｄおよび駆動系全体の弾性係数Ｋとに基づいて、モータ２の回転数ωｍから算出されるドライブシャフト５の基準回転数ωｄと車輪速ωｗとの偏差Δωｄを推定し、偏差Δωｄを基準回転数ωｄから減じてドライブシャフト５の推定駆動軸回転数ωｄｅを算出する推定駆動軸回転数算出部２３０を備える。
以上説明したように、実施形態にかかる電動車両１のＥＣＵ１０（制御装置）は、ドライブシャフト５（駆動軸）に動力を伝達するモータ２（走行用電気モータ）を備えた電動車両１の制御装置であって、モータ２のトルク指令値Ｔｍ＊と、モータ２のモータイナーシャＪｍ、電動車両１の車体側イナーシャＪａｌｌ、駆動系全体のダンピング係数Ｄおよび駆動系全体の弾性係数Ｋとに基づいて、モータ２の回転数ωｍから算出されるドライブシャフト５の基準回転数ωｄと車輪速ωｗとの偏差Δωｄを推定し、偏差Δωｄを基準回転数ωｄから減じてドライブシャフト５の推定駆動軸回転数ωｄｅを算出する推定駆動軸回転数算出部２３０を備える。
【0055】
この構成により、モータ２のトルク指令値Ｔｍ＊および車両諸元に基づいて、モータ２の回転数ωｍから算出されるドライブシャフト５の基準回転数ωｄと車輪速ωｗとの偏差Δωｄを容易に算出することができる。当該偏差Δωｄは、ドライブシャフト５のねじれによる変形速度となる。そして、当該偏差Δωｄを基準回転数ωｄから減じることで、推定駆動軸回転数ωｄｅを算出することができる。したがって、簡易な手法でドライブシャフト５の回転数を精度良く推定することが可能となる。
【0056】
また、ＥＣＵ１０は、推定駆動軸回転数算出部２３０において算出した推定駆動軸回転数ωｄｅと、車両の推定車体速Ｖに基づいて算出される目標駆動軸回転数ωｄ＊との差分に基づいて、フィードバック制御によりモータ２のトルク指令値Ｔｍ＊を算出するトルク指令値算出部２４０をさらに備える。
【0057】
この構成により、ドライブシャフト５のねじれによる影響を考慮して算出された推定駆動軸回転数ωｄｅに基づくモータのトルク指令値Ｔｍ＊を算出するため、トラクション制御の制御精度の悪化を抑制することが可能となる。
【0058】
また、推定駆動軸回転数算出部２３０は、前輪３ａのスリップ率λに応じて、車体側イナーシャＪａｌｌの値を補正する。すなわち、上記式（５）にしたがって、スリップ率λに応じた車体側イナーシャＪａｌｌを算出し、算出した車体側イナーシャＪａｌｌを用いて、上記式（４）にしたがって推定駆動軸回転数ωｄｅを算出する。なお、上述したように、予め定められた車両諸元としての車体側イナーシャＪａｌｌに、スリップ率λに応じて予め定められた補正係数を乗じることで、スリップ率λが大きいほど小さな値となるように車体側イナーシャＪａｌｌを補正してもよい。この構成により、スリップ率λに応じて、推定駆動軸回転数ωｄｅをより精度良く推定することができる。
【0059】
推定駆動軸回転数算出部２３０は、前輪３ａのスリップ率λが大きいほど車体側イナーシャＪａｌｌを小さい値に補正する。この構成により、スリップ率λと車体側イナーシャＪａｌｌとの関係に即して、推定駆動軸回転数ωｄｅをより精度良く算出することができる。
【0060】
また、ＥＣＵ１０は、車輪速ωｗを車輪速センサ１２およびＣＡＮ通信を介して取得する際に生じる遅れ時間の間における車体速の推定増減量を、電動車両１の前後加速度Ｘおよび推定車体速Ｖのいずれかに基づいて遅れ補正量αとして算出する遅れ補正量算出部１２０と、遅れ時間Δｔ１分だけ前に算出された推定車体速Ｖである過去推定車体速Ｖｐと、ＣＡＮ通信で取得した車輪速ωｗに基づくＣＡＮ車体速Ｖｓとの誤差ΔＶに基づいて、過去推定車体速Ｖｐを補正した補正後過去推定車体速Ｖｐ´を算出する誤差補正部１３０と、遅れ補正量αと補正後過去推定車体速Ｖｐ´とを加算して現在の推定車体速Ｖを算出する車体速算出部１４０とを備える。
【0061】
この構成により、ＣＡＮ通信遅れや車輪速センサ１２の検出遅れの遅れ時間Δｔ１だけ前に算出された過去推定車体速Ｖｐを、ＣＡＮ通信で取得した車輪速ωｗに基づいて補正して、ベースとなる補正後過去推定車体速Ｖｐ´を精度良く算出することができる。そして、上記遅れ時間Δｔ１の間における車体速の推定増減量である遅れ補正量αを補正後過去推定車体速Ｖｐ´に加算して現在の推定車体速Ｖを算出するため、上記遅れ時間Δｔ１分の車体速を補償することができる。したがって、実施形態にかかるＥＣＵ１０によれば、車輪速センサ１２により車輪速ωｗを検出してＣＡＮ通信で取得するまでの遅れ時間Δｔ１を考慮して、車体速をより適切に推定することが可能となる。その結果、算出した推定車体速Ｖに基づいて、上記フィードバック制御によるトルク指令値Ｔｍ＊をより適切に算出することができる。
【0062】
（変形例）
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、電気自動車（ＢＥＶ）としての電動車両１に実施形態にかかる制御装置としてのＥＣＵ１０を適用するものとしたが、ＥＣＵ１０は、走行用モータを備えるものであれば、電気自動車（ＢＥＶ）に限らず、外部充電または外部給電が可能なプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ）といった車両に適用されてもよい。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態では、電気自動車（ＢＥＶ）としての電動車両１に実施形態にかかる制御装置としてのＥＣＵ１０を適用するものとしたが、ＥＣＵ１０は、走行用モータを備えるものであれば、電気自動車（ＢＥＶ）に限らず、外部充電または外部給電が可能なプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）またはハイブリッド自動車（ＨＥＶ）といった車両に適用されてもよい。
【0063】
また、本実施形態では、車体側イナーシャＪａｌｌをスリップ率λに応じて変化させるものとしたが、車体側イナーシャＪａｌｌは、車両諸元の値として一定値とされてもよい。
【0064】
また、推定車体速Ｖは、例えば、車輪速ωｗにローパスフィルタなどのフィルタ処理を施して算出するなど、実施形態とは異なる手法により算出されてもよい。
【0065】
また、本実施形態では、推定車体速Ｖを算出する際に、電動車両に搭載された加速度センサ１５により検出された前後加速度Ｘを用いるものとした。加速度センサ１５により検出された前後加速度Ｘを本制御に用いる場合、ＥＣＵ１０が前後加速度ＸをＣＡＮ通信によって取得する際の通信遅れが発生しうる。そのため、ＥＣＵ１０は、所定時間内の前後加速度Ｘの変動量が所定範囲内である場合に、加速度センサ１５で検出された前後加速度Ｘを用いることが好ましい。所定時間内の前後加速度Ｘの変動量が上記所定範囲よりも大きい場合、ＥＣＵ１０は、他の手法によって前後加速度Ｘを取得してもよい。例えば、前後加速度Ｘは、遅れ時間Δｔ１が小さくなる状況、すなわち、車体速が所定値よりも大きい領域では車輪速ωｗに基づいて算出されてもよい。また、前後加速度Ｘは、推定車体速Ｖに基づいて算出されてもよいし、電動車両１の駆動力および制動力に基づいて算出されてもよい。また、前後加速度Ｘは、これらの手法で最も精度良く算出された値のいずれかであってもよい。
【符号の説明】
【0066】
１ 電動車両、２ モータ、３ 車輪、３ａ 前輪、３ｂ 後輪、４ 減速機構、５ ドライブシャフト（駆動軸）、１０ ＥＣＵ（制御装置）、１１ モータ回転数センサ、１２ 車輪速センサ、１５ 加速度センサ、１００ 推定車体速算出部、１１０ 外乱補正部、１２０ 遅れ補正量算出部、１３０ 誤差補正部、１４０ 車体速算出部、２００ トラクション制御部、２１０ 要求トルク設定部、２２０ 目標駆動軸回転数算出部、２３０ 推定駆動軸回転数算出部、２３１ 偏差算出部、２４０ トルク指令値算出部、Ｊａｌｌ 車体側イナーシャ、Ｊｍ モータイナーシャ、ｋ フィルタ係数、Ｔｍ トルク指令値、Ｔｍ１ 要求トルク、Ｖ 推定車体速、Ｖ１ 第１所定速度（所定速度）、ＶＡ 実車体速、ＶＢ 従来推定車体速、ＶＧ１、ＶＧ２、ＶＧ３、ＶＧ４ 重心車体速、Ｖｎ－１ 前回推定車体速、Ｖｐ 過去推定車体速、Ｖｐ´ 補正後過去推定車体速、Ｖｓ ＣＡＮ車体速、Ｖｓｆ フィルタ後ＣＡＮ車体速、Ｘ 前後加速度、Ｘ´ 補正後加速度、Ｘｅ 推定加速度、Ｘα 外乱成分、ｙ ヨーレート、α 遅れ補正量、α１ 第１遅れ補正量、α２ 第２遅れ補正量、Δｔ１ 遅れ時間、ΔＴｍ フィードバック補正量、ΔＶ 誤差、ΔＶα 誤差補正値、Δωｄ 偏差、λ＊ 目標スリップ率、λ スリップ率、σＸ 積算値、ωｄ 基準回転数、ωｄ＊ 目標駆動軸回転数、ωｄｅ 推定駆動軸回転数、ωｍ モータ回転数、ωｗ、ωｗ１、ωｗ２、ωｗ３、ωｗ４ 車輪速
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】