JP7415772B2 - 電動車両の制御方法、及び、電動車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電動車両の制御方法及び制御装置に関する。

特許文献１は、電動モータを動力源とする電動車両において、電動モータと駆動輪との間に接続されている車両駆動系が発生する振動を防止するために、モータへのトルク入力とモータ回転速度との伝達モデルを用いて電動モータの目標トルクを制御する電動車両の制御方法を開示している。

より具体的には、特許文献１の電動車両の制御方法は、まず、アクセル開度や車速等から駆動トルク目標値Ｔｍを算出する。そして、車両駆動系のねじり振動と等しい周波数成分を低減する特性を有する制振フィルタに、算出した駆動トルク目標値Ｔｍを通すことで第１のトルク目標値Ｔｍ１とする。一方、モータ回転速度の推定値とモータ回転速度の実測値との偏差に基づいて第２のトルク目標値Ｔｍ２を算出する。そして、第１のトルク目標値Ｔｍ１と第２のトルク目標値Ｔｍ２を加算することで最終トルク指令値Ｔｍｆを算出する。その後、電動モータのトルクが最終トルク指令値Ｔｍｆに一致するように、電動モータの電流を制御する。

すなわち、特許文献１の電動車両の制御方法は、電動モータのトルク制御によって、電動モータと、電動モータから駆動輪に至る車両駆動系と、の共振等に基づく振動を抑制する。その結果、停止状態または減速状態からアクセルを踏み込んだ場合に生じる電動車両の回転振動を抑制する制振効果を奏する。

特開２００３－００９５６６号公報

砂地路面または深雪路面等の走行時には、通常の平坦な路面の走行時よりも電動車両に大きな振動が発生する場合がある。砂地路面等においては駆動輪が路面に沈み込むことが要因である。

具体的には、砂地路面等においては、駆動輪の沈み込み特性によって走行抵抗が大きくなる。また、サスペンションのバネマス特性と駆動輪の沈み込み特性の影響で、電動車両には、車両駆動系に固有の共振点に起因した車両前後方向への回転振動だけでなく、車両上下方向への持続振動が発生する。このため、例えば砂地路面等の走行抵抗が大きい路面において停止状態または減速状態からアクセルを踏み込んだ場合、車両に上下振動が発生し、ドライバに違和感を与えてしまう。

上記のように、砂地路面等の走行時には、平坦な路面の走行時に発生する車両駆動系の特性による振動よりも大きな振動が発生する場合がある。しかし、特許文献１に記載された制御方法では、路面の走行抵抗を考慮しないという意味で、一意に定めた制振パラメータを用いて制振制御を行う。このため、特許文献１に記載された制御方法では、走行抵抗が大きい砂地路面等を走行する場合には的確かつ十分な制振制御を行うことが困難である。

上記事情に鑑み、本発明は、砂地路面等を走行する場合においても、的確かつ十分な制振制御を行う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。

本発明の一態様によれば、電動モータを動力源とする電動車両の制御方法が提供される。この電動車両の制御方法は、電動車両の車両情報に基づいて、駆動トルク目標値を設定する駆動トルク目標値設定ステップと、電動車両のモデルに基づいて、電動モータの回転速度の推定値であるモータ回転速度推定値を算出するモータ回転速度推定値算出ステップと、電動モータの実際の回転速度であるモータ回転速度と、モータ回転速度推定値と、の偏差に基づいて、電動車両に加わる外乱の推定値である推定外乱を算出する推定外乱算出ステップと、推定外乱に基づいて駆動トルク目標値を補正することにより、車両駆動系の共振を抑制する最終トルク指令値を算出する最終トルク指令値算出ステップと、電動車両が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出ステップと、走行抵抗に基づいて駆動トルク目標値Ｔｍの補正量を変更する補正量変更ステップと、を含む。

本発明によれば、砂地路面等を走行する場合においても、的確かつ十分な制振制御を行うことができる。

図１は、電動車両の主要構成を示すブロック図である。 図２は、電動車両の制御方法の主要な処理を説明するフローチャートである。 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は、電動車両の力学的モデルを示す説明図である。 図５は、外乱トルク推定処理のブロック図である。 図６は、勾配抵抗推定値算出ステップの力学的モデルを示す説明図である。 図７は、制振制御処理のブロック図である。 図８は、周波数帯域変更ステップの説明図である。 図９は、ゲイン変更ステップの説明図である。 図１０は、比較例の各種パラメータの継時変化を示すタイムチャートである。 図１１は、本発明の各種パラメータの継時変化を示すタイムチャートである。 図１２は、変形例の電動車両の構成を示すブロック図である。

図１に示すように、電動車両１００は、バッテリ１、モータコントローラ２、インバータ３、電動モータ４、減速機５、回転センサ６、電流センサ７、ドライブシャフト８、並びに、駆動輪９ａ及び駆動輪９ｂ等を備える。なお、電動車両とは、電動モータを動力源とする車両をいう。電動モータを車両の駆動源または制動源の一部または全部として使用し得る車両は電動車両である。すなわち、電動車両には電気自動車の他、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車等も含まれる。本実施形態の電動車両１００は電動モータ４を動力源とする電気自動車である。

バッテリ１は、インバータ３を介して電動モータ４に接続しており、放電することによって電動モータ４に駆動電力を供給する。また、バッテリ１は、電動モータ４から回生電力の供給を受けることによって充電できる。

モータコントローラ２は、例えば、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及び、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）等から構成されるコンピュータである。モータコントローラ２は、電動車両１００の車両情報に基づいて電動モータ４を直接的または間接的に制御するための制御信号を生成する。モータコントローラ２は電動モータ４を制御することにより、電動車両１００の動作を統括的に制御する。

車両情報とは、電動車両１００の全体または電動車両１００を構成する各部の動作状態または制御状態を示す情報であり、いわゆる車両変数である。車両情報は、検出、計測、生成、算出、または推定等により得ることができる。例えば、電動車両１００の前後方向の加速度（以下、車両前後加速度という）Ａｃ［ｍ／ｓ²］、車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］、アクセル開度θ［％］、電動モータ４の回転子位相α［ｒａｄ］、電動モータ４の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ［Ａ］、及び、バッテリ１の直流電圧値Ｖｄｃ［Ｖ］等が電動車両１００の車両情報である。モータコントローラ２は、例えばデジタル信号として入力されるこれらの車両情報を用いて電動モータ４を制御する。

電動モータ４を制御するための制御信号は、例えば、電動モータ４の電流を制御するＰＷＭ信号（Pulse Width Modulation signal）である。また、モータコントローラ２は、ＰＷＭ信号に応じてインバータ３の駆動信号を生成する。インバータ３の駆動信号も電動モータ４を制御するための制御信号である。

インバータ３は、例えば、各相に対応して２個のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やＭＯＳ－ＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）等のパワー半導体素子）を備える。インバータ３は、モータコントローラ２が生成する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電流を交流電流に変換し、電動モータ４に供給する電流を調節する。また、インバータ３は、回生制動力によって電動モータ４が発生する交流電流を直流電流に逆変換し、バッテリ１に供給する電流を調節する。

電動モータ４は、例えば三相交流モータであり、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する。電動モータ４が発生した駆動力は、減速機５及びドライブシャフト８を介して、左右一対の駆動輪９ａ及び駆動輪９ｂに伝達する。また、電動モータ４は、駆動輪９ａ及び駆動輪９ｂに連れ回されて回転する場合に、回生制動力を発生し、電動車両１００の運動エネルギーを電気エネルギーとして回収する。

減速機５は、例えば複数の歯車から構成される。減速機５は、電動モータ４の回転速度を減じてドライブシャフト８に伝達することにより、減速比に比例した駆動トルクまたは制動トルク（以下、単にトルクという）を発生する。

回転センサ６は、電動モータ４の回転子位相αを検出し、モータコントローラ２に出力する。回転センサ６は、例えばレゾルバやエンコーダである。

電流センサ７は、電動モータ４に流れる電流を検出し、モータコントローラ２に出力する。本実施形態においては、電流センサ７は、電動モータ４の３相の交流の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗをそれぞれ検出する。なお、電流センサ７を用いて、任意の２相の電流を検出し、残りの１相の電流は演算によって求めてもよい。

なお、車両情報の１つである車両前後加速度Ａｃは、図示しない加速度センサまたは他のコントローラ等を用いることにより、任意のタイミングで検出等できる。アクセル開度θは、図示しないアクセル開度センサまたは他のコントローラ等を用いて検出等できる。また、車速Ｖ及びバッテリ１の直流電圧値Ｖｄｃ等の他の車両情報も同様であり、これら各種の車両情報は、図示しないセンサまたは他のコントローラを用いて、任意のタイミングで検出等できる。

図２に示すように、モータコントローラ２は、入力処理（ステップＳ２０１）、トルク目標値算出処理（ステップＳ２０２）、外乱トルク推定処理（ステップＳ２０３）、制振制御処理（ステップＳ２０４）、電流目標値算出処理（ステップＳ２０５）、及び、電流制御処理（ステップＳ２０６）を、この順に所定の演算周期ごとに実行する。

ステップＳ２０１の入力処理は、モータコントローラ２が、車両情報の入力を受け、必要に応じてステップＳ２０２以降の処理に用いる各種パラメータを算出等する処理である。本実施形態においては、モータコントローラ２は、各種センサから車両前後加速度Ａｃ、アクセル開度θ、回転子位相α、電動モータ４の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗ、及び、バッテリ１の直流電圧値Ｖｄｃを取得する。

また、モータコントローラ２は、これらの直接取得する車両情報のうち一部または全部を用いて、電動モータ４の電気角速度であるモータ電気角速度ωｅ［ｒａｄ／ｓ］、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］、単位変換をした電動モータ４のモータ回転数Ｎｍ［ｒｐｍ］、及び、駆動輪９ａ，９ｂの角速度ωｗ［ｒａｄ／ｓ］、及び、車速Ｖ等を算出する。

具体的には、モータコントローラ２は、回転子位相αを時間微分することにより、モータ電気角速度ωｅを算出する。その後、モータコントローラ２は、モータ電気角速度ωｅを電動モータ４の極対数で除算することにより、モータ回転速度ωｍを算出する。さらに、モータコントローラ２は、モータ回転速度ωｍに単位変換係数（６０／２π）を乗じることで、モータ回転数Ｎｍを算出する。

また、モータコントローラ２は、モータ回転速度ωｍまたはモータ回転数Ｎｍを減速機５のファイナルギヤのギヤ比で除算することにより、駆動輪９ａ，９ｂの角速度ωｗを算出する。そして、モータコントローラ２は、角速度ωｗに駆動輪９ａ，９ｂの荷重半径ｒ［ｍ］を乗算し、これに単位変換係数（３６００／１０００）を乗算することにより、車速Ｖを算出する。

なお、車速Ｖは、上記のように算出する代わりに、メータやブレーキコントローラ等の他のコントローラとの通信することにより、直接に取得してもよい。また、複数の駆動輪９ａ，９ｂにそれぞれ車輪速センサを設けている場合には、各車輪速センサ値の平均値は車速Ｖとして使用できる。この他、車速Ｖは、ＧＰＳ（Global Positioning System）等のセンサから取得した値を使用し、車輪速センサ等から選択した値を使用し、または、前後加速度センサ等を用いて算出する車速推定値（特開２００２－１２７８８１号公報等参照）を使用してよい。

ステップＳ２０２のトルク目標値設定処理は、駆動トルクの目標値である駆動トルク目標値Ｔｍを設定する処理である。モータコントローラ２は、例えば図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、アクセル開度θ及びモータ回転速度ωｍに基づいて駆動トルク目標値Ｔｍを設定する。すなわち、ステップＳ２０２は、電動車両１００の車両情報に基づいて、駆動トルク目標値Ｔｍを設定する駆動トルク目標値設定ステップである。

ステップＳ２０３の外乱トルク推定処理は、外乱トルク推定値Ｔｄ＾を算出する処理である。外乱トルクとは、電動車両１００に対する外乱に起因して増減したトルクの増加分または減少分の量である。外乱トルク推定値Ｔｄ＾は、外乱トルクの有無及びその量を表す推定値である。電動車両１００に対する外乱とは、電動車両１００の走行抵抗を増加または減少する外的要因である。電動車両１００に対する外乱は、具体的に、空気抵抗、乗員数や積載量に応じた車両重量の変動によるモデル化誤差、駆動輪９ａ，９ｂの転がり抵抗、路面の勾配抵抗、及び、駆動輪９ａ，９ｂの路面への沈み込み等である。モータコントローラ２は、モータ回転速度ωｍと、ステップＳ２０４で算出する最終トルク指令値Ｔｍｆの前回値と、を用いて外乱トルク推定値Ｔｄ＾を算出する。外乱トルク推定処理の詳細は後述する。

ステップＳ２０４の制振制御処理は、車両駆動系の共振を抑制する最終トルク指令値Ｔｍｆを算出する処理である。モータコントローラ２は、駆動トルク目標値Ｔｍとモータ回転速度ωｍを用いて、ドライブシャフト８のトルク応答を犠牲にすることなく、最終トルク指令値Ｔｍｆを算出する。車両駆動系の共振とは、典型的には、ドライブシャフト８等のねじり振動に起因した電動車両１００の前後方向への回転振動（以下、前後振動という）である。この他、車両駆動系の共振には、駆動輪９ａ，９ｂの路面への沈み込み起因した電動車両１００の上下方向への振動（以下、上下振動という）がある。本実施形態の最終トルク指令値Ｔｍｆにしたがった電動車両１００の駆動制御は、電動車両１００の前後振動及び上下振動の両方を抑制する。制振制御処理の詳細は後述する。

ステップＳ２０５の電流目標値算出処理は、電動モータ４のｄ軸電流ｉｄの目標値であるｄ軸電流目標値ｉｄ^*及びｑ軸電流ｉｑの目標値であるｑ軸電流目標値ｉｑ^*を算出する処理である。モータコントローラ２は、最終トルク指令値Ｔｍｆ、モータ回転速度ωｍ、及び、直流電圧値Ｖｄｃと、ｄ軸電流目標値ｉｄ^*及びｑ軸電流目標値ｉｑ^*と、を対応付けるｄｑ軸電流目標値テーブル（図示しない）を予め保有する。したがって、モータコントローラ２は、このｄｑ軸電流目標値テーブルを参照することにより、最終トルク指令値Ｔｍｆ、モータ回転速度ωｍ、及び、直流電圧値Ｖｄｃに対応するｄ軸電流目標値ｉｄ^*及びｑ軸電流目標値ｉｑ^*を算出する。

ステップＳ２０６の電流制御処理は、電動モータ４の電流を制御することにより、電動車両１００を駆動または制動するトルクを発生する処理である。電流制御処理では、モータコントローラ２は、まず、電動モータ４の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと、回転子位相αと、に基づいてｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑを算出する。次に、モータコントローラ２は、ｄ軸電流目標値ｉｄ＊及びｑ軸電流目標値ｉｑ＊と、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑと、の偏差に基づいて、ｄ軸電圧指令値ｖｄ及びｑ軸電圧指令値ｖｑを算出する。さらに、モータコントローラ２は、ｄ軸電圧指令値ｖｄ及びｑ軸電圧指令値ｖｑと、回転子位相αと、に基づいて、三相の電圧指令値ｖｕ，ｖｖ，ｖｗを算出する。そして、モータコントローラ２は、三相の電圧指令値ｖｕ，ｖｖ，ｖｗ及び直流電圧値Ｖｄｃに基づいて、各相に入力するＰＷＭ信号のデューティ比ｔｕ，ｔｖ，ｔｗ［％］を算出する。

モータコントローラ２は、このように求めたＰＷＭ信号にしたがってインバータ３のスイッチング素子を開閉することにより電動モータ４を制御する。その結果、モータコントローラ２は、最終トルク指令値Ｔｍｆで指定する所望のトルクで、電動車両１００を駆動または制動する。

＜外乱トルク推定処理＞
モータコントローラ２は、外乱トルク推定処理において、駆動トルク目標値Ｔｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）を使用する。伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、図４に示す電動車両１００の力学的モデルから導かれる運動方程式を用いて算出される。図４の電動車両１００の力学的モデル及び／または運動方程式における各記号は次の通りである。

Ｊｍ ：電動モータのイナーシャ
Ｊｗ ：駆動輪のイナーシャ
Ｍ ：車両の質量
ＫＤ ：車両駆動系のねじり剛性
Ｋｔ ：駆動輪と路面の摩擦に関する係数
Ｎ ：オーバーオールギヤ比
ｒ ：駆動輪の荷重半径
ωｍ ：モータ回転速度
Ｔｍ ：駆動トルク目標値
ＴＤ ：駆動輪のトルク
Ｆ ：車両に加わる力
Ｖ ：車両の速度（車速）
ωｗ ：駆動輪の角速度

図４に示す電動車両１００の力学的モデルから、以下の運動方程式を導くことができる。なお、式（１）ないし式（３）における記号「＊」は時間微分を表す。

上記の運動方程式（１）～（５）に基づいて、伝達特性Ｇｐ（ｓ）を求めると、式（６）で表すことができる。また、式（６）における係数ａ₁～ａ₄及び係数ｂ₀～ｂ₃は、式（７）～（１４）で表される。

上記式（６）に示す伝達特性Ｇｐ（ｓ）の極と零点を調べると、１つの極と１つの零点は極めて近い値を示す。これは、下記の式（１５）におけるαとβが極めて近い値を示すことを意味する。

したがって、式（１５）においてα＝βと近似する極零相殺を行うことにより、下記の式（１６）のように、（２次）／（３次）形式の伝達特性Ｇｐ（ｓ）を得ることができる。

また、式（１６）の分母において使用する係数ａ₁´と係数ａ₃´を用いて、固有振動角速度ωｐを下記の式（１７）で表すことができる。さらに、固有振動角速度ωｐは、下記の式（１８）によって共振周波数（固有振動周波数）ｆｐに変換することができる。

本実施形態では、モータコントローラ２は、外乱トルク推定処理において式（１６）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）を使用するが、式（１６）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）の代わりに、下記の式（１９）で表す伝達特性Ｇｐ（ｓ）を用いてもよい。式（１９）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）で用いる等価質量Ｍｖは、式（２０）に示すように車両の質量Ｍ、電動モータ４のイナーシャＪｍ、及び、駆動輪９ａ，９ｂのイナーシャＪｗから求まる。また、式（１９）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）で用いる係数Ｋ_Mは、式（２１）で表される。

図５に示すように、外乱トルク推定処理は、第１のモータトルク推定値算出ステップと、第２のモータトルク推定値算出ステップと、トルク推定偏差算出ステップと、勾配抵抗推定値算出ステップと、勾配抵抗減算ステップと、を含む。

第１のモータトルク推定値算出ステップでは、第１のモータトルク推定フィルタ５０１を用いてモータ回転速度ωｍをフィルタリング処理することにより、第１のモータトルク推定値Ｔ１＾が算出される。第１のモータトルク推定フィルタ５０１は、時定数τｖを用いて下記の式（２２）で表されるローパスフィルタＨ１（ｓ）と、伝達特性Ｇｐ（ｓ）と、を用いて構成され、Ｈ１（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有する。

第２のモータトルク推定値算出ステップでは、第２のモータトルク推定フィルタ５０２を用いて最終トルク指令値Ｔｍｆをフィルタリング処理することにより、第２のモータトルク推定値Ｔ２＾が算出される。第２のモータトルク推定フィルタ５０２は、例えば、第１のモータトルク推定フィルタ５０１を構成するものと同じローパスフィルタＨ１（ｓ）である。

トルク推定偏差算出ステップでは、減算器５０３を用いて、第２のモータトルク推定値Ｔ２＾から第１のモータトルク推定値Ｔ１＾を減算することにより、トルク推定偏差Ｔδ＾が算出される。

勾配抵抗推定値算出ステップでは、乗算器５０４を用いて、車両前後加速度Ａｃと係数Ｋｇを用いて勾配抵抗推定値Ｔｇ＾が算出される。勾配抵抗は路面の勾配に起因する走行抵抗である。図６に示すように、傾斜ψに対して下記の式（２３）で表される係数Ｋｇを乗算することで、電動車両１００が勾配で釣り合うために必要な勾配抵抗推定値Ｔｇ＾が算出できる。記号「ｒ」は駆動輪９ａ，９ｂの荷重半径であり、記号「Ｍ」は車両の質量であり、記号「ｇ」は重力加速度であり、かつ、記号「Ｎ」はオーバーオールギヤ比である。

勾配抵抗減算ステップでは、減算器５０５を用いて、トルク推定偏差Ｔδ＾から勾配抵抗推定値Ｔｇ＾を減算することにより、外乱トルク推定値Ｔｄ＾が算出される。

上記の算出方法から分かるとおり、外乱トルク推定値Ｔｄ＾は、あらゆる外乱に起因した外乱トルクを統括的に推定するトルク推定偏差Ｔδ＾から、勾配抵抗推定値Ｔｇ＾を減算することにより、勾配抵抗の影響を低減または除外している。このため、外乱要因は運転条件によって異なるが、外乱トルク推定処理では、勾配抵抗を除く他の外乱トルクを一括して推定することができる。この勾配抵抗を除く他の外乱トルクには、駆動輪９ａ，９ｂの路面への沈み込みによって増加する走行抵抗（以下、路面の走行抵抗という）の増加分が含まれる。また、複数ある外乱要因の中でも路面の勾配と路面への駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みは、走行抵抗を特に大きく変動させる要因である。しかし、外乱トルク推定値Ｔｄ＾は、勾配抵抗の寄与を低減または除外している。このため、砂地路面、深雪路面または泥濘路面等の駆動輪９ａ，９ｂが路面に沈み込む路面（以下、軟路面という）を走行する場合、外乱トルク推定値Ｔｄ＾は、実質的に、路面が軟路面であること、軟路面に駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みがあること、及び、軟路面であることによる路面の走行抵抗の増加を表す。一方、駆動輪９ａ，９ｂが路面にほぼ沈み込まない通常の路面（以下、硬路面という）を走行する場合、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に大きな変動が生じない。この事実は、実質的に、路面が硬路面であること、駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みがないこと、及び、路面の走行抵抗の増加がないことを表す。すなわち、外乱トルク推定値Ｔｄ＾の大局的な変動は、路面の走行抵抗の変動を表す。したがって、上記の外乱トルク推定処理（ステップＳ２０３）は、外乱トルク推定値Ｔｄ＾を算出することによって、電動車両１００が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出ステップとして機能する。

＜制振制御処理＞
図７に示すように、制振制御処理は、モータ回転速度ωｍに基づいて駆動トルク目標値Ｔｍを補正することにより、車両駆動系の共振を抑制する最終トルク指令値Ｔｍｆを算出する最終トルク指令値算出ステップを含む。本実施形態においては、最終トルク指令値算出ステップは、第１のトルク目標値算出ステップと、第２のトルク目標値算出ステップと、加算ステップと、を含む。

第１のトルク目標値算出ステップでは、制振フィルタ７０１を用いて第１のトルク目標値Ｔｍ１が算出される。制振フィルタ７０１は、フィードフォワード補償器であり、駆動トルク目標値Ｔｍをフィルタリング処理することにより、第１のトルク目標値Ｔｍ１を出力する。制振フィルタ７０１は、理想伝達特性Ｇｍ（ｓ）と、伝達特性Ｇｐ（ｓ）と、を用いて構成され、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有する。理想伝達特性Ｇｍ（ｓ）は、駆動トルク目標値Ｔｍからモータ回転速度ωｍの伝達特性の理想モデルである。一方、伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、前述の通り、車両駆動系のねじり振動を考慮した実際的な伝達特性のモデルである。したがって、第１のトルク目標値Ｔｍ１は、車両駆動系のねじり振動を発生させる要因を低減したトルク目標値である。

第２のトルク目標値算出ステップでは、外乱抑制フィルタ７０２を用いて第２のトルク目標値Ｔｍ２が算出される。外乱抑制フィルタ７０２は、フィードバック補償器であり、最終トルク指令値Ｔｍｆの前回値、モータ回転速度ωｍ、及び、外乱トルク推定値Ｔｄ＾の入力を受け、第２のトルク目標値Ｔｍ２を出力する。

より具体的には、第２のトルク目標値算出ステップは、モータ回転速度推定値算出ステップと、偏差算出ステップと、推定外乱算出ステップと、ゲイン乗算ステップと、を含む。

モータ回転速度推定値算出ステップでは、電動車両１００の車両モデル７１１を用いて最終トルク指令値Ｔｍｆの前回値からモータ回転速度推定値ωｍ＾が算出される。車両モデル７１１は、電動車両１００の現実的なモデルである伝達特性Ｇｐ（ｓ）である。

偏差算出ステップでは、減算器７１２を用いて、モータ回転速度ωｍとモータ回転速度推定値ωｍ＾の偏差Δが算出される。本実施形態においては、減算器７１２はモータ回転速度推定値ωｍ＾からモータ回転速度ωｍを減算することにより、偏差Δを算出する。

推定外乱算出ステップでは、外乱推定フィルタ７１３を用いて偏差Δから所定周波数帯域の成分である外乱成分を抽出することにより、推定外乱ｄ＾が算出される。外乱推定フィルタ７１３は、伝達特性Ｈ２（ｓ）と伝達特性Ｇｐ（ｓ）を用いて構成され、Ｈ２（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有する。

伝達特性Ｈ２（ｓ）は、分母次数と分子次数の差分が、伝達特性Ｇｐ（ｓ）の分母次数と分子次数の差分以上となるように設定されている。また、伝達特性Ｈ２（ｓ）は、例えばバンドパスフィルタで構成することができる。伝達特性Ｈ２（ｓ）をバンドパスフィルタとする場合、外乱抑制フィルタ７０２は電動車両１００に発生する車両駆動系の共振を選択的に低減するフィードバック要素となる。

図８（Ａ）に示すように、伝達特性Ｈ２（ｓ）は、原則として、ローパス側及びハイパス側の減衰特性がほぼ一致し、かつ、車両駆動系のねじり振動の共振周波数ｆｐが対数軸（ｌｏｇスケール）上で通過帯域の中央値近傍となるように設定する。この場合、外乱抑制フィルタ７０２は、車両駆動系のねじり振動の共振に対して最も大きな振動抑制効果を奏するからである。

なお、ローパス側の減衰特性とは、伝達特性Ｈ２（ｓ）の低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCの近傍における通過特性の変化態様をいう。また、ハイパス側の減衰特性とは、伝達特性Ｈ２（ｓ）の高周波側のカットオフ周波数ｆ_HCの近傍における通過特性の変化態様をいう。そして、ローパス側及びハイパス側の減衰特性について「一致」とは、カットオフ周波数ｆＬＣとカットオフ周波数ｆＨＣの対数軸上における中央値に対して、ローパス側の減衰特性とハイパス側の減衰特性が対称であることをいう。また、「近傍」とは、電動車両１００の現実的な駆動において実質的な差異がない程度に具体的な値の変動を許容し得ることを意味する。

伝達特性Ｈ２（ｓ）を１次のハイパスフィルタと１次のローパスフィルタで構成する場合、伝達特性Ｈ２（ｓ）は、ハイパスフィルタの時定数τ_Hとローパスフィルタの時定数τ_Lを用いて、下記の式（２４）で表す構成とすることができる。また、時定数τ_H，τ_L及びカットオフ周波数ｆ_HC，ｆ_LCは、車両駆動系のねじり振動に起因した前後振動の共振周波数ｆｐ、所定の周波数ｆｑ、及び、所定の係数ｋを用いて、下記の式（２５）～（２７）で表される。前後振動の共振周波数ｆｐは前述のように電動車両１００の車両モデルによって予め定まる定数である。また、係数ｋは、具体的な電動車両１００に応じて実験またはシミュレーション等により、外乱抑制フィルタ７０２が機能するように設定する。

さらに、伝達特性Ｈ２（ｓ）は、ローパスフィルタのカットオフ周波数ｆ_LCを決定する周波数ｆｑ（式（２８）参照）を、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じて切り替え可能な変数とする。外乱トルク推定値Ｔｄ＾が所定値Ｃ０未満である場合、ｆｑ＝ｆｐに設定する。この場合、ハイパスフィルタとローパスフィルタの各カットオフ周波数ｆ_HC，ｆ_LCの中心周波数は、車両駆動系のねじり振動に起因した前後振動の共振周波数ｆｐになる。一方、外乱トルク推定値Ｔｄ＾が所定値Ｃ０以上である場合、変数である周波数ｆｑを、駆動輪９ａ，９ｂの路面への沈み込みに起因した上下振動の共振周波数ｆｐ１を用いて、ｆｑ＝ｆｐ１に設定する。その結果、図８（Ｂ）に示すように、伝達特性Ｈ２（ｓ）の低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCは、低周波側に切り替わり、通過帯域は上下振動の共振周波数ｆｐ１を含むようになる。

上下振動の共振周波数ｆｐ１は、電動車両１００が走行する路面が、砂地路面、深雪路面、泥濘路面等のどの種類の軟路面であるか、及び／または、これらへの実際的な駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みの程度によって異なる場合がある。しかし、上下振動の共振周波数ｆｐ１は、具体的な軟路面の種類及び実際的な駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みの程度によらず、少なくとも前後振動の共振周波数ｆｐと比較して低周波数である。また、前後振動の共振周波数ｆｐと上下振動の共振周波数ｆｐ１のギャップと比較して、軟路面の種類や駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みの程度による上下振動の共振周波数ｆｐ１の変動は小さい。したがって、上下振動の共振周波数ｆｐ１は、電動車両１００の車両モデルに基づいて予め設定しておくことができる。

低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCの切り替えに用いる所定値Ｃ０は、外乱トルク推定値Ｔｄ＾が、前後振動による成分に加えて、上下振動による成分を含むか否かを判断する基準である。また、路面の走行抵抗によって上下振動が発生する場合、外乱トルク推定値Ｔｄ＾の増大は顕著である。このため、所定値Ｃ０は、上下振動の発生の有無を判断できる範囲内において、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に対して任意にかつ予め設定しておくことができる。このように所定値Ｃ０が設定されていることにより、外乱トルク推定値Ｔｄ＾が所定値Ｃ０以上の場合、モータコントローラ２は、電動車両１００が走行する路面が走行抵抗の高い軟路面であると判断できる。そして、モータコントローラ２は、変数である周波数ｆｑを、上下振動を考慮した低い周波数に変更する。

ゲイン乗算ステップでは、乗算器７１４を用いて、上記のように算出した推定外乱ｄ＾にフィードバックゲインＫｆｂを乗じることで、第２のトルク目標値Ｔｍ２が算出される。図９に示すように、フィードバックゲインＫｆｂは、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じて可変である。また、フィードバックゲインＫｆｂは、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じて大きく設定する。例えば、フィードバックゲインＫｆｂは、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じて単調に増加するように設定する。

加算ステップでは、加算器７０３を用いて、第１のトルク目標値Ｔｍ１と第２のトルク目標値Ｔｍ２を加算することにより、最終トルク指令値Ｔｍｆが算出される。すなわち、最終トルク指令値算出ステップでは、理想伝達特性Ｇｍ（ｓ）からずれに基づいて駆動トルク目標値Ｔｍを補正するフィードフォワード補正と、推定外乱ｄ＾に基づいて駆動トルク目標値Ｔｍの値を補正するフィードバック補正と、の２つの補正処理を行うことで最終トルク指令値Ｔｍｆが算出される。なお、推定外乱ｄ＾はモータ回転速度ωｍに基づいて算出するものであるから、上記フィードバック補正によって、最終トルク指令値Ｔｍｆはモータ回転速度ωｍに基づいて算出されるといえる。

モータコントローラ２は、この最終トルク指令値Ｔｍｆにしたがって電動車両１００を駆動する。ただし、電動車両１００が実際に走行する場合、電動車両１００には外乱が加わるので、電動車両１００のモータ回転速度ωｍとモータ回転速度推定値ωｍ＾には外乱に起因したずれがある。このため、偏差Δは常にはゼロとはならないので、偏差Δが実質的にゼロになるまでの間、外乱抑制フィルタ７０２を用いたフィードバック補正が制振効果を発揮する。

上記制振制御処理に加えて、本発明の電動車両１００の制御方法は、さらに補正量変更ステップを含む。補正量変更ステップでは、路面の走行抵抗に基づいて駆動トルク目標値Ｔｍの補正量が変更される。上記の通り、駆動トルク目標値Ｔｍの補正には、制振フィルタ７０１を用いたフィードフォワード補正と、外乱抑制フィルタ７０２を用いたフィードバック補正と、の２種類があるが、補正量変更ステップでは、外乱抑制フィルタ７０２を用いたフィードバック補正の補正量を変更する。また、外乱トルク推定値Ｔｄ＾が路面の走行抵抗を表すので、補正量変更ステップでは、外乱トルク推定値Ｔｄ＾を用いることで、路面の走行抵抗に基づいた補正量の変更を行う。

補正量変更ステップは、ゲイン変更ステップ、及び／または、周波数帯域変更ステップで構成することができる。本実施形態では、補正量変更ステップは、ゲイン変更ステップと周波数帯域変更ステップの両方を含む。

ゲイン変更ステップは、路面の走行抵抗を表す外乱トルク推定値Ｔｄ＾に基づいて、推定外乱ｄ＾に乗じるフィードバックゲインＫｆｂの値を変更する。また、ゲイン変更ステップでは、外乱トルク推定値Ｔｄ＾が大きいほど、フィードバックゲインＫｆｂの値を大きく設定する。

周波数帯域変更ステップでは、路面の走行抵抗を表す外乱トルク推定値Ｔｄ＾に基づいて、外乱推定フィルタ７１３の通過帯域である所定周波数帯域が変更される。そして、この所定周波数帯域の変更は、所定周波数帯域の下限値、すなわち外乱推定フィルタ７１３のカットオフ周波数ｆ_LCを変更することによって行う。また、この所定周波数帯域の変更は、カットオフ周波数ｆ_LCを低周波側に変更することにより、所定周波数帯域を拡大するものである。

上記のように、電動車両１００の制御方法の一態様は、電動モータ４を動力源とする電動車両１００の制御方法であって、電動車両１００の車両情報に基づいて、駆動トルク目標値Ｔｍを設定する駆動トルク目標値設定ステップと、電動モータ４の回転速度であるモータ回転速度ωｍに基づいて駆動トルク目標値Ｔｍを補正することにより、車両駆動系の共振を抑制する最終トルク指令値Ｔｍｆを算出する最終トルク指令値算出ステップと、電動車両１００が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出ステップと、走行抵抗に基づいて駆動トルク目標値Ｔｍの補正量を変更する補正量変更ステップと、を含む。このため、軟路面への駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みによって走行抵抗が変化する場合においても、前後振動の共振点の周波数成分と上下振動の共振点の周波数成分の両方を駆動トルク目標値Ｔｍから低減または除去した最終トルク指令値Ｔｍｆを設定できる。したがって、砂地路面等の軟路面で、停止状態または減速状態からアクセルを踏み込んだ場合等においても、前後振動と上下振動の両方について的確かつ十分な制振効果を得ることができる。その結果、砂地路面等においても滑らかに電動車両１００を加速することができる。

例えば、比較例の電動車両は、モータ回転速度ωｍに基づいて駆動トルク目標値Ｔｍをフィードバック補正することにより、車両駆動系のねじり振動を抑制する最終トルク指令値Ｔｍｆを算出する。ただし、比較例の電動車両は、走行抵抗検出ステップと補正量変更ステップを行わないものとする。この場合、図１０（Ａ）に示すように、比較例の電動車両を、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで停止している状態から、時刻ｔ１において一定量のアクセルを踏み込んで発進すると、アクセルの踏み込みに応じて駆動トルク目標値Ｔｍは一定値になる。また、駆動輪９ａ，９ｂが回り始めることで砂地路面に沈み込むので前進方向への走行抵抗が大きくなり、外乱トルク推定値Ｔｄ＾は正の一定値となる。また、外乱トルク推定値Ｔｄ＾は路面の走行抵抗の増加によって硬路面の場合よりも大きい値であるが、比較例の電動車両ではこれを検出等せず一定の制御を行う。一方、比較例の電動車両は、モータ回転速度ωｍに基づいたフィードバック制御によって駆動トルク目標値Ｔｍを補正するので、アクセルの踏み込みに応じて最終トルク指令値Ｔｍｆは段階的に上昇を始めると、車両駆動系のねじり振動に起因した前後振動を抑制する一定のフィードバック補正が働き、その後、最終トルク指令値Ｔｍｆは振動的に変化する。

この結果、図１０（Ｂ）に示すようにモータ回転数Ｎｍも振動的に変化するので、図１０（Ｃ）に示すように駆動輪の沈み込みも振動的に変化する。その結果、図１０（Ｄ）に示すように、比較例の電動車両には駆動輪の沈み込みによる上下振動が発生する。また、この上下振動は比較例の電動車両で行う制振制御処理によってはほとんど減衰せず、長時間にわたって継続してしまう。

これに対し、電動車両１００では、モータ回転速度ωｍに基づいた駆動トルク目標値Ｔｍのフィードバック補正制御に加えて、走行抵抗検出ステップと補正量変更ステップが行われる。この電動車両１００を、砂地路面で時刻ｔ０から時刻ｔ１まで停止している状態から、時刻ｔ１において一定量のアクセルを踏み込んで発進する場合、図１１（Ａ）に示すように、アクセルの踏み込みに応じて駆動トルク目標値Ｔｍは一定値になることは比較例の電動車両と同様である。また、駆動輪９ａ，９ｂが回り始めることで駆動輪９ａ，９ｂが砂地路面に沈み込むので前進方向への走行抵抗が大きくなり、外乱トルク推定値Ｔｄ＾が正の一定値となるのも比較例の電動車両と同様である。

しかし、電動車両１００では、外乱トルク推定値Ｔｄ＾により路面の走行抵抗が検出される。そして、外乱トルク推定値Ｔｄ＾を所定値Ｃ０と比較することで、走行抵抗が高い軟路面を走行していると判断されると、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じてフィードバックゲインＫｆｂを変更する。また、外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じて外乱推定フィルタ７１３の所定周波数帯域が拡張され、前後振動の共振周波数ｆｐに加えて、上下振動の共振周波数ｆｐ１を抽出して、最終トルク指令値Ｔｍｆにフィードバックされる。

これにより、最終トルク指令値Ｔｍｆは、アクセルの踏み込みを開始した時刻ｔ１からごく初期の時刻ｔ２前後まで最終トルク指令値Ｔｍｆは振動的に変化する。しかし、この最終トルク指令値Ｔｍｆの振動は早期に減衰し、時刻ｔ３から時刻ｔ５及びこれ以降については一定値に収束する。その結果、図１１（Ｂ）に示すように、モータ回転数Ｎｍの振動も抑制されるので、図１１（Ｃ）に示すように、駆動輪９ａ，９ｂの沈み込み量も収束する。したがって、電動車両１００では比較例の電動車両と同様に車両駆動系のねじり振動による前後振動が抑制されるうえに、図１１（Ｄ）に示すように、比較例の電動車両と比較して、電動車両１００には駆動輪９ａ，９ｂの沈み込みによる上下振動がほとんど発生しない。また、電動車両１００ではわずかに発生する上下振動も早期に減衰する。また、電動車両１００は、比較例の電動車両に対して駆動輪９ａ，９ｂの沈み込み量が小さい。さらに、電動車両１００では、駆動輪９ａ，９ｂの沈み込み量は早期にほぼ一定の値に安定する。このため、電動車両１００は、砂地路面においても走行抵抗の増加を最小限に抑え、比較例の電動車両よりも早く高い加速度を得ることができる。

上記の他、電動車両１００の制御方法の一態様は、電動車両１００のモデルである伝達特性Ｇｐ（ｓ）に基づいて、電動モータ４の回転速度の推定値であるモータ回転速度推定値ωｍ＾を算出するモータ回転速度推定値算出ステップと、電動モータ４の実際の回転速度であるモータ回転速度ωｍと、モータ回転速度推定値ωｍ＾と、の偏差Δに基づいて、電動車両１００に加わる外乱の推定値である推定外乱ｄ＾を算出する推定外乱算出ステップと、を含み、最終トルク指令値算出ステップでは、推定外乱ｄ＾に基づいて駆動トルク目標値Ｔｍを補正する。この推定外乱ｄ＾は、車両駆動系の前後振動の共振周波数ｆｐだけでなく、上下振動が発生した場合には、上下振動の共振周波数ｆｐ１をも含むものである。したがって、上記制御方法によれば、電動車両１００の前後振動だけでなく、上下振動も的確かつ十分に抑制し得る、より具体的かつ特に効果的な制御ロジックが実現される。

また、電動車両１００の制御方法の一態様は、推定外乱ｄ＾にフィードバックゲインＫｆｂを乗じるゲイン乗算ステップを有し、補正量変更ステップは、走行抵抗に基づいてフィードバックゲインＫｆｂの値を変更するゲイン変更ステップを含む。これにより、電動車両１００の前後振動及び上下振動に対する特に的確かつ十分な制振効果が得られやすい。

特に、電動車両１００の制御方法の一態様は、ゲイン変更ステップにおいて、走行抵抗が大きいほどフィードバックゲインＫｆｂの値を大きく設定する。これにより、電動車両１００は、路面の走行抵抗に応じた音振抑制性能を発揮できる。例えば、外乱トルク推定値Ｔｄ＾によらず、一律に従来の電動車両よりも大きなフィードバックゲインＫｆｂを乗じることもできる。しかし、外乱トルク推定値Ｔｄ＾等によらず全域でフィードバックゲインＫｆｂを大きく設定すると、車速Ｖ等によっては可聴域の高周波ノイズを含む音振が発生し、ドライバに違和感を与える場合がある。このため、上記のように上下振動が発生する走行抵抗が大きい走行シーンを判断する。そして、少なくとも硬路面で軟路面用の高いフィードバックゲインＫｆｂを使用しないように切り替えることで、適切な音振抑制性能を維持しつつ、上下振動に対する的確かつ十分な制振効果を得ることができる。

電動車両１００の制御方法の一態様は、推定外乱算出ステップでは、モータ回転速度ωｍとモータ回転速度推定値ωｍ＾と偏差Δから所定周波数帯域の成分を抽出することによって推定外乱ｄ＾を算出し、補正量変更ステップは、走行抵抗に基づいて所定周波数帯域を変更する周波数帯域変更ステップを含む。これにより、上下振動が発生した場合、推定外乱ｄ＾には確実に上下振動の共振周波数ｆｐ１の成分が含まれるようになるので、上下振動に対する的確かつ十分な制振効果を特に得やすい。

また、電動車両１００の制御方法の一態様は、周波数帯域変更ステップでは、走行抵抗に基づいて所定周波数帯域の下限値を変更する。通常は、前後振動の共振周波数ｆｐと比較して、上下振動の共振周波数ｆｐ１は低周波数であるから、所定周波数帯域の上限値である高周波側のカットオフ周波数ｆ_HCでなく、下限値である低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCを調整すれば足りる。したがって、所定周波数帯域の下限値を変更すれば、僅かな調整で的確かつ十分な上限振動の抑制効果を得ることができる。

さらに、電動車両１００の制御方法の一態様は、周波数帯域変更ステップでは、走行抵抗に基づいて所定周波数帯域の下限値を低周波側に変更することにより、所定周波数帯域を拡大する。このように所定周波数帯域の下限値を低周波側に変更し、外乱推定フィルタ７１３の低周波側の感度（ゲイン）を上げることで、必要最小限の調整で推定外乱ｄ＾に上下振動の共振周波数ｆｐ１を含ませることができる。その結果、特に的確かつ十分に上下振動の制振効果を得ることができる。

電動車両１００の制御方法の一態様は、走行抵抗検出ステップでは、モータ回転速度ωｍを用いて推定する第１のモータトルク推定値Ｔ１＾と、電動車両１００に入力する最終トルク指令値Ｔｍｆを用いて推定する第２のモータトルク推定値Ｔ２＾と、の偏差であるトルク推定偏差Ｔδ＾に基づいて走行抵抗を表す外乱トルク推定値Ｔｄ＾を演算する。これにより、砂地、深雪、または泥濘等の走行抵抗を的確に推定することができる。そして、この外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じて、駆動トルク目標値Ｔｍのフィードバック補正の補正量を変更するので、特に的確かつ十分な上下振動の抑制効果を得ることができる。

また、電動車両１００の制御方法の一態様では、走行抵抗検出ステップは、電動車両１００の前後方向の加速度である車両前後加速度Ａｃに基づいて勾配抵抗推定値Ｔｇ＾を算出する勾配抵抗推定値算出ステップと、第１のモータトルク推定値Ｔ１＾と第２のモータトルク推定値Ｔ２＾との偏差であるトルク推定偏差Ｔδ＾から勾配抵抗推定値Ｔｇ＾を減算して走行抵抗を演算する勾配抵抗減算ステップと、を含む。すなわち、走行抵抗を表す外乱トルク推定値Ｔｄ＾の算出において、勾配抵抗推定値Ｔｇ＾が減算される。これにより、路面の走行抵抗は、路面の勾配の影響を低減または除去して評価される。したがって、勾配抵抗の影響を低減等した外乱トルク推定値Ｔｄ＾に応じて、駆動トルク目標値Ｔｍのフィードバック補正の補正量を変更するので、特に的確かつ十分な上下振動の抑制効果を得ることができる。

上記実施形態は、電動モータ４を動力源とする電動車両１００の制御装置であって、電動車両１００の車両情報に基づいて、駆動トルク目標値Ｔｍを設定する駆動トルク目標値設定部と、電動モータ４の回転速度であるモータ回転速度ωｍに基づいて駆動トルク目標値Ｔｍを補正することにより、車両駆動系の共振を抑制する最終トルク指令値Ｔｍｆを算出する最終トルク指令値算出部と、電動車両１００が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部と、走行抵抗に基づいて駆動トルク目標値Ｔｍの補正量を変更する補正量変更部と、を備える電動車両の制御装置を含む。モータコントローラ２は、駆動トルク目標値設定部、走行抵抗検出部、最終トルク指令値算出部、及び、補正量変更部として機能する。

なお、上記実施形態の電動車両１００の制御方法は、砂地路面等における的確かつ十分な制振効果が得られる範囲内で、一部の構成を変更または省略し、または、新たな構成を付加してよい。例えば、上記実施形態においては、補正量変更ステップがゲイン変更ステップと周波数帯域変更ステップの両方を含んでいるが、ゲイン変更ステップまたは周波数帯域変更ステップのいずれか一方のみで補正量変更ステップを構成してもよい。ゲイン変更ステップまたは周波数帯域変更ステップのいずれか一方のみを実施する場合でも、砂地路面等の軟路面において、電動車両１００の前後振動だけでなく、上下振動を抑制する効果が得られるからである。ただし、上記実施形態のように、ゲイン変更ステップと周波数帯域変更ステップの両方を実施する場合、電動車両１００は、特に的確かつ十分な上下振動の抑制効果を得やすい。

また、上記実施形態では、周波数帯域変更ステップにおいて、外乱推定フィルタ７１３の低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCを定める周波数ｆｑを、前後振動の共振周波数ｆｐと上下振動の共振周波数ｆｐ１で切り替えているが、周波数ｆｑは、連続的または段階的に変更することができる。例えば、上記実施形態においては、上下振動の共振周波数ｆｐ１をほぼ一定のものとしているが、厳密にいえば、軟路面であってもその路面の種類及び路面の状態によって発生する共振周波数ｆｐ１は異なる。また、路面の種類及び路面の状態によっては、共振周波数が異なる複数の上下振動が発生する場合がある。したがって、路面の種類及び路面の状態に基づいて、周波数ｆｑは、共振周波数ｆｐ及び共振周波数ｆｐ１の２値に限らず、連続的または段階的に変更すれば、さらに的確に上下振動を抑制できる場合がある。このような路面の種類及び路面の状態の取得において、モータコントローラ２は、上記実施形態における外乱トルク推定値Ｔｄ＾の他に、地図情報、位置情報、及び／または天候に関する情報等を併用できる。

また、上記実施形態では、周波数帯域変更ステップにおいて、モータコントローラ２は、外乱推定フィルタ７１３の低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCを変更しているが、低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCを変更する代わりに、または、低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCの変更に加えて、高周波側のカットオフ周波数ｆ_HCを変更してよい。多くの場合、上下振動の共振周波数ｆｐ１は前後振動の共振周波数ｆｐよりも低周波数であるが、軟路面の具体的な特性等によっては、前後振動の共振周波数ｆｐよりも高周波数の上下振動が発生する場合がある。また、軟路面の具体的な特性等によっては、前後振動の共振周波数ｆｐよりも低周波数の上下振動とともに、前後振動の共振周波数ｆｐよりも高周波数の上下振動が発生する場合がある。このような場合に、周波数帯域変更ステップにおいて、モータコントローラ２が高周波側のカットオフ周波数ｆ_HCを変更すれば、高周波数の上下振動を的確かつ十分に抑制できる。なお、モータコントローラ２が高周波側のカットオフ周波数ｆ_HCを変更可能とするには、上記実施形態の低周波側のカットオフ周波数ｆ_LCの切り替えと同様に、式（２６）において共振周波数ｆｐの部分を変数にし、発生する高周波数の上下振動の共振周波数を考慮し、外乱トルク推定値Ｔｄ＾の値に応じてこれを切り替えればよい。

また、上記実施形態では、周波数帯域変更ステップにおいて、上下振動が発生する場合に、カットオフ周波数ｆ_LCをさらに低周波側に切り替える。これは、ｆｑ＝ｆｐとする場合に上下振動の共振周波数ｆｐ１よりもカットオフ周波数ｆ_LCの方が大きいからである。ただし、周波数帯域変更ステップにおいて、モータコントローラ２が、カットオフ周波数ｆＬＣを低周波側に切り替えるか、高周波側に切り替えるかは任意である。すなわち、周波数帯域変更ステップにおいては、カットオフ周波数ｆ_LCを高周波側に切り替えることができる。例えば、ｆｑ＝ｆｐとする場合に上下振動の共振周波数ｆｐ１よりもカットオフ周波数ｆ_LCの方が小さい外乱推定フィルタを使用するのであれば、上記実施形態とは逆に、上下振動が発生しないことを判断して、カットオフ周波数ｆ_LCを高周波側に切り替えることにより、上下振動の共振周波数ｆｐ１を除くことができる。このような制御は、上下振動を的確かつ十分に抑制しつつ、かつ、路面の走行抵抗に応じた音振抑制性能を確保するものである。高周波側のカットオフ周波数ｆ_HCを可変にする場合も上記と同様である。

上記実施形態の電動車両１００の制御方法は、外乱トルク推定値Ｔｄ＾の算出により、路面の走行抵抗を検出しているが、路面の走行抵抗を適切に把握できれば、上記実施形態における外乱トルク推定値Ｔｄ＾の算出以外の方法で路面の走行抵抗を検出してよい。また、勾配抵抗の推定等についても同様であり、勾配抵抗の推定等は上記実施形態の方法以外の方法で推定等してよい。

なお、上記実施形態においては、１つの電動モータ４を用いて左右一対の駆動輪９ａ，９ｂを駆動する２輪駆動（２ＷＤ）の電動車両１００を用いて説明したが、本発明は４輪駆動（４ＷＤ）の電動車両１２００にも好適である。図１２に示すように、４ＷＤの電動車両１２００は、例えば、フロント駆動システム１２０１ｆと、リア駆動システム１２０１ｒと、フロント駆動システム１２０１ｆ及びリア駆動システム１２０１ｒに共通のバッテリ１２１０及びモータコントローラ１２２０と、を備える。

フロント駆動システム１２０１ｆは、フロントインバータ３ｆ、フロント駆動モータ４ｆ、フロント減速機５ｆ、フロント回転センサ６ｆ、フロント電流センサ７ｆ、フロントドライブシャフト８ｆ、及び、一対のフロント駆動輪９ａｆ，９ｂｆを備える。また、リア駆動システム１２０１ｒは、リアインバータ３ｒ、リア駆動モータ４ｒ、リア減速機５ｒ、リア回転センサ６ｒ、リア電流センサ７ｒ、リアドライブシャフト８ｒ、及び、一対のリア駆動輪９ａｒ，９ｂｒを備える。

フロントインバータ３ｆ及びリアインバータ３ｒは、電動車両１００のインバータ３に対応する。フロント駆動モータ４ｆ及びリア駆動モータ４ｒは、電動車両１００の電動モータ４に対応する。フロント減速機５ｆ及びリア減速機５ｒは、電動車両１００の減速機５に対応する。フロント回転センサ６ｆ及びリア回転センサ６ｒは、電動車両１００の回転センサ６に対応し、フロント回転子位相αｆとリア回転子位相αｒをそれぞれモータコントローラ１２２０に入力する。フロント電流センサ７ｆ及びリア電流センサ７ｒは、電動車両１００の電流センサ７に対応し、フロント電流ｉｕｆ，ｉｖｆ，ｉｗｆとリア電流ｉｕｒ，ｉｖｒ，ｉｗｒをそれぞれモータコントローラ１２２０に入力する。フロントドライブシャフト８ｆ及びリアドライブシャフト８ｒは、電動車両１００のドライブシャフト８に対応する。フロント駆動輪９ａｆ，９ｂｆ及びリア駆動輪９ａｒ，９ｂｒは、電動車両１００の駆動輪９ａ，９ｂに対応する。

バッテリ１２１０は、電動車両１００のバッテリ１に対応する１または複数のバッテリである。バッテリ１２１０は、フロントインバータ３ｆ及びリアインバータ３ｒを介してフロント駆動モータ４ｆ及びリア駆動モータ４ｒにそれぞれ電力を供給し、または回生電力の入力を受ける。

モータコントローラ１２２０は、電動車両１００のモータコントローラ２に対応し、電動車両１００のモータコントローラ２と同様に、フロント駆動システム１２０１ｆ及びリア駆動システム１２０１ｒを制御する。ただし、モータコントローラ１２２０は、フロント駆動システム１２０１ｆまたはリア駆動システム１２０１ｒのいずれかにおいて電動車両１００と同様に路面の走行抵抗を検出すればよい。また、モータコントローラ１２２０は、検出した路面の走行抵抗に基づいて、フロント駆動システム１２０１ｆまたはリア駆動システム１２０１ｒのいずれかの駆動トルク目標値Ｔｍの補正量を変更することにより、砂地路面等における上下振動を抑制できる。また、フロント駆動システム１２０１ｆ及びリア駆動システム１２０１ｒの両方において路面の走行抵抗に基づいた駆動トルク目標値Ｔｍの補正量を変更する場合、モータコントローラ１２２０は、フロント駆動システム１２０１ｆとリア駆動システム１２０１ｒで独立に駆動トルク目標値Ｔｍの補正量を変更できる。もちろん、モータコントローラ１２２０は、フロント駆動システム１２０１ｆ及びリア駆動システム１２０１ｒで共通に駆動トルク目標値Ｔｍの補正量を変更してもよい。

１ ：バッテリ
２ ：モータコントローラ
３ ：インバータ
３ｆ ：フロントインバータ
３ｒ ：リアインバータ
４ ：電動モータ
４ｆ ：フロント駆動モータ
４ｒ ：リア駆動モータ
５ ：減速機
５ｆ ：フロント減速機
５ｒ ：リア減速機
６ ：回転センサ
６ｆ ：フロント回転センサ
６ｒ ：リア回転センサ
７ ：電流センサ
７ｆ ：フロント電流センサ
７ｒ ：リア電流センサ
８ ：ドライブシャフト
８ｆ ：フロントドライブシャフト
８ｒ ：リアドライブシャフト
９ａ ：駆動輪
９ａｆ ：フロント駆動輪
９ａｒ ：リア駆動輪
９ｂ ：駆動輪
９ｂｆ ：フロント駆動輪
９ｂｒ ：リア駆動輪
１００ ：電動車両
５０１ ：第１のモータトルク推定フィルタ
５０２ ：第２のモータトルク推定フィルタ
５０３ ：減算器
５０４ ：乗算器
５０５ ：減算器
７０１ ：制振フィルタ
７０２ ：外乱抑制フィルタ
７０３ ：加算器
７１１ ：車両モデル
７１２ ：減算器
７１３ ：外乱推定フィルタ
７１４ ：乗算器
１２００ ：電動車両
１２０１ｆ ：フロント駆動システム
１２０１ｒ ：リア駆動システム
１２１０ ：バッテリ
１２２０ ：モータコントローラ

Claims (9)

1. 電動モータを動力源とする電動車両の制御方法であって、
   前記電動車両の車両情報に基づいて、駆動トルク目標値を設定する駆動トルク目標値設定ステップと、
   前記電動車両のモデルに基づいて、前記電動モータの回転速度の推定値であるモータ回転速度推定値を算出するモータ回転速度推定値算出ステップと、
   前記電動モータの実際の回転速度であるモータ回転速度と、前記モータ回転速度推定値と、の偏差に基づいて、前記電動車両に加わる外乱の推定値である推定外乱を算出する推定外乱算出ステップと、
   前記推定外乱に基づいて前記駆動トルク目標値を補正することにより、車両駆動系の共振を抑制する最終トルク指令値を算出する最終トルク指令値算出ステップと、
   前記電動車両が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出ステップと、
   前記走行抵抗に基づいて前記駆動トルク目標値の補正量を変更する補正量変更ステップと、
   を含む電動車両の制御方法。
2. 請求項１に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記推定外乱にゲインを乗じるゲイン乗算ステップを有し、
   前記補正量変更ステップは、前記走行抵抗に基づいて前記ゲインの値を変更するゲイン変更ステップを含む、
   電動車両の制御方法。
3. 請求項２に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記ゲイン変更ステップでは、前記走行抵抗が大きいほど前記ゲインの値を大きく設定する、
   電動車両の制御方法。
4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記推定外乱算出ステップでは、前記モータ回転速度と前記モータ回転速度推定値と偏差から所定周波数帯域の外乱成分を抽出することによって前記推定外乱を算出し、
   前記補正量変更ステップは、前記走行抵抗に基づいて前記所定周波数帯域を変更する周波数帯域変更ステップを含む、
   電動車両の制御方法。
5. 請求項４に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記周波数帯域変更ステップでは、前記走行抵抗に基づいて前記所定周波数帯域の下限値を変更する、
   電動車両の制御方法。
6. 請求項５に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記周波数帯域変更ステップでは、前記走行抵抗に基づいて前記所定周波数帯域の下限値を低周波側に変更することにより、前記所定周波数帯域を拡大する、
   電動車両の制御方法。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記走行抵抗検出ステップでは、前記モータ回転速度を用いて推定する第１のモータトルク推定値と、前記電動車両に入力する最終トルク指令値を用いて推定する第２のモータトルク推定値と、の偏差に基づいて前記走行抵抗を演算する、
   電動車両の制御方法。
8. 請求項７に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記走行抵抗検出ステップは、
   前記電動車両の前後方向の加速度に基づいて勾配抵抗推定値を算出する勾配抵抗推定値算出ステップと、
   前記第１のモータトルク推定値と前記第２のモータトルク推定値との偏差から前記勾配抵抗推定値を減算して前記走行抵抗を演算する勾配抵抗減算ステップと、
   を含む電動車両の制御方法。
9. 電動モータを動力源とする電動車両の制御装置であって、
   前記電動車両の車両情報に基づいて、駆動トルク目標値を設定する駆動トルク目標値設定部と、
   前記電動車両のモデルに基づいて、前記電動モータの回転速度の推定値であるモータ回転速度推定値を算出するモータ回転速度推定値算出部と、
   前記電動モータの実際の回転速度であるモータ回転速度と、前記モータ回転速度推定値と、の偏差に基づいて、前記電動車両に加わる外乱の推定値である推定外乱を算出する推定外乱算出部と、
   前記推定外乱に基づいて前記駆動トルク目標値を補正することにより、車両駆動系の共振を抑制する最終トルク指令値を算出する最終トルク指令値算出部と、
   前記電動車両が走行する路面の走行抵抗を検出する走行抵抗検出部と、
   前記走行抵抗に基づいて前記駆動トルク目標値の補正量を変更する補正量変更部と、
   を備える電動車両の制御装置。

Images