JP2015216743A - 電動車両の駆動力制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でサグ地点での速度低下を抑制できる電動車両の駆動力制御装置。【解決手段】運転者の要求駆動力に基づいて目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段１１と、モータの回転速度に基づいて駆動系に生ずるねじれ振動を抑制するための補正量を演算し且つ補正量に含まれる外乱トルク成分を除去する外乱除去手段１９を備えるねじれ振動抑制手段２０と、目標駆動力に外乱除去手段から出力される補正量を加算することにより、モータトルク指令値を演算する指令値演算手段１３と、電動車両がサグ開始地点に達したかどうかを判断するサグ地点判断手段２１と、サグ地点判断手段により電動車両がサグ開始地点に達したと判断されたとき、外乱除去手段を通過させずに補正量を指令値演算手段に出力させる制御手段２２とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の駆動力制御装置に関する。

高速道路の路線上には、運転者にとって道路勾配の変化の把握が視覚的に困難な上り坂のサグと呼ばれる地点がある。このサグ地点では、自然渋滞がしばしば発生する。この渋滞は、運転者がサグの登り勾配を認識できずに走行速度が低下することにより引き起こされる。

特許文献１に記載された情報提供システムは、サグ地点手前で車両に向けて走行速度が低下しないよう注意を喚起することで、サグ地点での渋滞を回避している。

また、特許文献２に記載された車両用警告装置は、サグ地点手前で運転者に車速が低下するおそれがあることを音声により注意するとともに、それでも車速が復帰しないまま所定距離走行した場合にアクセル開度を調整することにより車速を復帰する。

特開２００９−３０１１７１号公報 特開２００８−２５７６３５号公報

しかしながら、特許文献１に記載された情報提供システムでは、注意を喚起するのみであり、走行速度の低下をなくすことは困難であった。

また、特許文献２に記載された車両用警告装置では、車速をモニターしながらアクセル開度を制御するなどの複雑な構成が必要であった。

本発明の課題は、簡単な構成でサグ地点での速度低下を抑制することができる電動車両の駆動力制御装置を提供することにある。

本発明は、電動車両の駆動系におけるモータの駆動力を制御する駆動力制御装置であって、運転者の要求駆動力に基づいて目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、前記モータの回転速度に基づいて前記駆動系に生ずるねじれ振動を抑制するための補正量を演算し且つ前記補正量に含まれる外乱トルク成分を除去する外乱除去手段を備えるねじれ振動抑制手段と、前記目標駆動力に前記前記外乱除去手段から出力される補正量を加算することにより、モータトルク指令値を演算する指令値演算手段と、前記電動車両がサグ開始地点に達したかどうかを判断するサグ地点判断手段と、前記サグ地点判断手段により前記電動車両がサグ開始地点に達したと判断されたとき、前記外乱除去手段を通過させずに前記補正量を前記指令値演算手段に出力させる制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、電動車両がサグ開始地点に達したときには、外乱除去手段を通過させない（バイパスする）で走行抵抗分を補正値に入れて走行抵抗による速度低下を補正する。これにより、平坦路から登板路に移ったときに勾配による走行抵抗が発生するが、この走行抵抗を補正するので、簡単な構成でサグ地点での速度低下を抑制することができる。

本発明の第１の実施形態の電動車両の駆動力制御装置の構成ブロック図である。 本発明の第１の実施形態の電動車両の駆動力制御装置のサグ地点におけるシュミレーション結果を示す図である。 本発明の第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置の構成ブロック図である。 本発明の第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置のサグ地点におけるシュミレーション結果を示す図である。 本発明の第３の実施形態の電動車両の駆動力制御装置の構成ブロック図である。 本発明の第３の実施形態の電動車両の駆動力制御装置のサグ地点におけるシュミレーション結果を示す図である。

以下、本発明の実施の形態の電動車両の駆動力制御装置について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態の電動車両の駆動力制御装置は、ドライブシャフトのねじれ振動を抑制するために、外乱除去手段１９としてのハイパスフィルタを通過させることにより外乱トルクを補正しないようにしている。

この構成を利用して、サグ地点においては、ハイパスフィルタを通過させない（バイパスする）で走行抵抗分を補正値に入れて走行抵抗による速度低下を補正することにより、平坦路から登板路に移ったときに勾配による走行抵抗が発生するが、この走行抵抗を補正することにより、簡単な構成でサグ地点での速度低下を抑制することを特徴とする。

（第１の実施形態）
本発明の実施の形態に係る電動車両の駆動力制御装置は、電気自動車（ＥＶ）等の電動車両に搭載可能である。本発明の実施の形態に係る電動車両の駆動力制御装置は、図１に示すように、目標駆動力設定手段１１、除算手段１２、指令値演算手段１３、ねじれ振動抑制手段２０、サグ地点判断手段２１、フィルタ切替手段２２を備える。指令値演算手段１３には制御対象であるプラント３０が接続されている。

プラント３０は、電動車両の駆動系であり、モータと、モータに出力軸及び駆動軸を介して連結された車輪を有する。モータは、指令値演算手段１３により演算されるモータトルク指令値Ｔ_Ｍにより回転される。電動車両の駆動系において、急峻にモータを回転させたときに、駆動軸（ドライブシャフト）のねじれにより振動（ねじれ振動）が生じる。このねじれ振動を抑制するために、指令値演算手段１３がモータトルク指令値Ｔ_Ｍを演算する際に補正が行われる。

目標駆動力設定手段１１は、運転者のアクセルペダル操作に対応する要求駆動力Ｔｒに基づいて目標駆動力Ｔ_Ｄ ^＊［Ｎｍ］を設定する。目標駆動力Ｔ_Ｄ ^＊は除算手段１２に入力される。

除算手段１２は、目標駆動力設定手段１１により設定された目標駆動力Ｔ_Ｄ ^＊を減速機（図示省略）の減速比Ｎで除算する。除算後の目標駆動力は、換言すれば補正前のモータトルク指令値（第１のモータトルク指令値）であり、指令値演算手段１３に入力される。

指令値演算手段１３は、除算手段１２により演算された第１のモータトルク指令値に、フィルタ切替手段２２を介してねじれ振動抑制手段２０により演算された補正量を加算することにより、車両を駆動するモータの最終的なモータトルク指令値（第２のモータトルク指令値）Ｔ_Ｍ［Ｎｍ］を演算する。モータトルク指令値Ｔ_Ｍはプラント３０に入力され、モータトルク指令値Ｔ_Ｍに一致又追従するようにモータトルクを発生させてモータを回転させる。また、運転者のブレーキ操作による制動トルクＦ_Ｂ［Ｎ］もプラント３０に入力される。

ねじれ振動抑制手段２０は、推定値演算手段１５、偏差演算手段１６、乗算手段１７、雑音除去手段１８及び外乱除去手段１９を有する。推定値演算手段１５は、プラント３０内のモータの実際の回転速度ω_Ｍ［ｒａｄ／ｓ］に基づいて、理想車両モデルの逆系を表すモデル（逆モデル）を用いて、モータトルク推定値を演算する。モータの回転速度ω_Ｍは、例えばプラント３０内のモータの出力軸に取り付けられた回転速度検出手段１４により検出可能である。

車両モデルは、パワーユニット、パワートレーン及びモータＥＣＵ遅れ等の目標特性を示すものである。そして、理想車両モデルは、車両駆動系においてバックラッシュがなく、且つ完全な剛体であると仮定した車両モデルである。ここでは理想車両モデルの逆モデルを用いる。逆モデルの伝達特性（伝達関数）Ｇｍ（ｓ）は、例えば以下の式（１）で表すことができる。

Ｇｍ（ｓ）＝Ｊ_Ｔｓ／（０．００１ｓ＋１） …（１）
ここで、Ｊ_Ｔ［Ｎｍｓ^２］はモータ軸換算総合イナーシャ（慣性モーメント）であり、ｓはラプラス演算子である。即ち、推定値演算手段１５はモータの回転速度ω_Ｍに対して微分を行う微分器である。

ねじれ振動抑制手段２０は、指令値演算手段１３により演算されてフィードバックされたモータトルク指令値Ｔ_Ｍと、推定値演算手段１５により演算されたモータトルク推定値とに基づいて、第１のモータトルク指令値に対する補正量を演算する。

ねじれ振動抑制手段２０により演算される補正量は、上述したような駆動系に生じるねじれ振動を抑制することを主としたものであり、モータトルク指令値Ｔ_Ｍとモータトルク推定値との偏差が０又は小さくなるように求められる。この補正量は、それに含まれている雑音（ノイズ）及び外乱トルク成分が除去されて演算される。本発明の実施の形態においては、外乱トルク成分とは、空気抵抗等の走行抵抗トルク成分と、ブレーキ操作による制動トルク成分を意味する。

偏差演算手段１６は、指令値演算手段１３により演算された最終的なモータトルク指令値Ｔ_Ｍから、推定値演算手段１５により演算されたモータトルク推定値を減算することにより、モータトルク指令値Ｔ_Ｍとモータトルク推定値との偏差を演算する。モータトルク指令値Ｔ_Ｍとモータトルク推定値との偏差は、雑音除去手段１８に入力される。

雑音除去手段１８としては、例えばローパスフィルタが使用可能である。雑音除去手段１８は、偏差演算手段１６により演算された偏差に対して動的な補正処理を行い、偏差に含まれている、モータトルク推定値を演算したときの雑音（ノイズ）を除去する。理想車両モデルの逆系は微分器であり、微分器に入力するモータ回転速度信号に含まれる量子化誤差や、センサの電気信号処理回路で生じる雑音の影響が微分器の計算結果に表れやすい。雑音除去手段１８は、雑音を減衰させることによって、適切な補正量を演算することができる。

雑音除去手段１８の伝達特性（伝達関数）Ｇｌ（ｓ）は、例えば以下の式（２）で表すことができる。

Ｇｌ（ｓ）＝ω_ｃ／（ｓ＋ω_ｃ） …（２）
ここで、ω_ｃ［ｒａｄ／ｓ］はカットオフ周波数であり、ｓはラプラス演算子である。カットオフ周波数ω_ｃはプラント３０の反共振周波数に対応して適宜設定可能である。雑音除去手段１８により雑音が除去された第１の補正量は乗算手段１７に入力される。

乗算手段１７は、雑音除去手段１８により雑音が除去された補正量に比例ゲインＫ（例えばＫ＝２）を乗算することにより、駆動系に生じるねじれ振動を抑制するための補正量（第１の補正量）を演算する。比例ゲインＫの値は適宜設定可能である。第１の補正量は、モータトルク指令値Ｔ_Ｍとモータトルク推定値との偏差を０とするか又は小さくするものである。第１の補正量は外乱除去手段１９に入力される。

なお、推定値演算手段１５により演算されたモータトルク推定値に直接、雑音除去手段１８を適用して雑音を除去する方法が考えられるが、その場合、偏差演算手段１６が雑音除去手段１８によって遅れが生じたモータトルク推定値と、遅れが生じていないモータトルク指令値の偏差を演算することになり、時間的なずれが生じる。ここでは、偏差演算手段１６によりモータトルク指令値とモータトルク推定値との偏差を演算した後に、雑音除去手段１８を適用しているため、モータトルク指令値とモータトルク推定値とに時間的な遅れは発生せず、精度よく補正を行うことができる。

外乱除去手段１９は、雑音除去手段１８により雑音が除去された第１の補正量に対して動的な補正処理を行い、第１の補正量に含まれている外乱トルク成分を除去する。外乱除去手段１９は、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）により第１の補正量の高域側を通過させ、低域側を遮断して、第１の補正量に含まれている外乱トルク成分を除去することにより最終的な補正量（第２の補正量）を演算する。

ハイパスフィルタは、以下の式（３）、（４）で表すような伝達関数Ｇｈ１（ｓ）、Ｇｈ２（ｓ）をそれぞれ用いることができる。

Ｇｈ１（ｓ）＝ｓ／（ｓ＋ω_ＨＰＦ） …（３）
Ｇｈ２（ｓ）＝ｓ^２／（ｓ＋ω_ＨＰＦ）^２ …（４）
式（３）、（４）において、ｓはラプラス演算子であり、ω_ＨＰＦ［ｒａｄ／秒］はカットオフ周波数である。カットオフ周波数ω_ＨＰＦを大きくするほど、より広い周波数帯域の外乱トルク成分を除去することができるが、ねじれ振動の抑制効果（振動抑制性能）は逆に低下するというトレードオフの関係がある。このため、外乱トルク成分の除去と、振動抑制性能とが両立するような値に設定することが好ましい。

ハイパスフィルタのカットオフ周波数ω_ＨＰＦは、例えば０．３Ｈｚとすることで、ねじれ振動の周波数（例えば１０Ｈｚ近辺）を通過させつつ、ねじれ振動の周波数に対して相対的に周波数が小さい外乱トルク成分を遮断することができる。ハイパスフィルタを通過したねじれ振動成分についてはそれを打ち消すための補正量が演算される。一方、外乱トルク成分はハイパスフィルタで遮断されるので、外乱トルク成分を打ち消す分の補正は行われない。 指令値演算手段１３は、除算手段１２により演算された第１のモータトルク指令値に、外乱除去手段１９により外乱トルク成分を除去した補正量を加算することにより第２のモータトルク指令値Ｔ_Ｍ［Ｎｍ］を演算する。

以上の構成によれば、推定値演算手段１５が理想車両モデルの逆モデルを用いてモータトルク推定値を演算し、ねじれ振動抑制手段２０がモータトルク推定値とモータトルク指令値との偏差を０又は小さくするような補正量を演算することにより、駆動系に生じるねじれ振動を抑制することができる。また、外乱除去手段１９が、補正量に含まれている外乱トルク成分を除去することにより、ねじれ振動のみを抑制することができる。

次に、第１の実施形態の電動車両の駆動力制御装置が特徴とする構成について説明する。サグ地点判断手段２１は、電動車両がサグ開始地点に達したどうかを判断し、サグ地点判断信号をフィルタ切替手段２２に出力する。サグ開始地点の判断は、平坦路から登板路への切り替わる地点で行われる。サグ終了地点の判断は、登板路から平坦路への切り替わる地点で行われる。

サグ地点判断手段２１は、電動車両がサグ開始地点に達したときには、サグ地点判断信号として“１”をフィルタ切替手段２２に出力し、電動車両がサグ開始地点に達しないとき又は電動車両がサグ終了地点に達したときには、サグ地点判断信号として“０”をフィルタ切替手段２２に出力する。サグ地点判断手段２１は、ＶＩＣＳ（Vehicle Information Communication System）やナビゲーションやＧＰＳ（Global Positioning System）などの外部情報からサグ開始地点又はサグ終了地点であることを判断する。

フィルタ切替手段２２は、本発明の制御手段に対応し、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“０”を入力したとき、外乱除去手段１９を選択する。フィルタ切替手段２２は、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“１”を入力したとき、即ち、電動車両がサグ開始地点に達したと判断されたとき、外乱除去手段１９を通過させずに乗算手段１７からの補正量（走行抵抗分）を指令値演算手段１３に出力させる。

即ち、電動車両がサグ開始地点に達したときには、外乱除去手段１９を通過させない（バイパスする）で走行抵抗分を補正値に入れて走行抵抗による速度低下を補正する。これにより、平坦路から登板路に移ったときに勾配による走行抵抗が発生するが、この走行抵抗を補正するので、簡単な構成でサグ地点での速度低下を抑制することができる。

また、サグ地点判断手段２１により電動車両がサグ終了地点に達したと判断された場合には、フィルタ切替手段２２は、外乱除去手段１９を通過させるように切り替える。これにより、サグ地点による速度低下のおそれがなくなったので、通常の処理に戻すことができる。

また、外乱除去手段１９を通過させない期間中にブレーキが操作された場合には、フィルタ切替手段２２は、ブレーキ操作信号に基づき、外乱除去手段１９を通過させるように切り替えることもできる。即ち、勾配の影響を取り出そうとするときにブレーキの影響も一緒に取り出してしまい、同時にキャンセルしてしまうので、ブレーキ操作が行なわれたときには、通常の処理に戻すことで、ブレーキ操作を優先させることができる。

図２に、本発明の第１の実施形態の電動車両の駆動力制御装置のサグ地点におけるシュミレーション結果を示す。図２において、縦軸は車速であり、横軸は時間である。５００秒までは勾配０％の平坦路であり、５００秒〜７００秒まで勾配３％の勾配抵抗を与え、７００秒から再び勾配０％の平坦路であるときの従来例と第１の実施形態との車速を測定した。

第１の実施形態では、５００秒まではハイパスフィルタがオン（通過）であり、５００秒（サグ開始判断）〜７００秒（サグ終了判断）まではハイパスフィルタがオフ（非通過）であり、７００秒からはハイパスフィルタがオン（通過）である。

従来例では、点線で示すように登板路において車速が大幅に低下するが、第１の実施形態では、実線で示すように登板路において車速がほとんど低下しないことが確認できる。

（第２の実施形態）
走行抵抗は、勾配抵抗と空気抵抗と転がり抵抗とブレーキ抵抗とで構成されている。第１の実施形態では、外乱除去手段１９を通過させない場合には、走行抵抗を補正するので、勾配抵抗だけではなく、空気抵抗と転がり抵抗も補正してしまう。

第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置は、サグ開始時に、空気抵抗と転がり抵抗とを補正せずに、勾配抵抗のみを補正することにより、サグ開始前と後との速度差を、より小さくするようにしたことを特徴とする。

図３は、本発明の第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置の構成ブロック図である。第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置は、第１の実施形態の電動車両の駆動力制御装置の構成に、さらに、車速算出手段２３、空気抵抗トルク算出手段２４、転がり抵抗トルク算出手段２５、トルク演算手段２６、補正トルク切替手段２７を備えている。

車速算出手段２３は、電動車両の走行速度を算出するもので、メーターなどからの車速信号を出力する。空気抵抗トルク算出手段２４は、車速算出手段２３からの電動車両の走行速度と以下の式（５）とより空気抵抗トルクを算出する。

Ｔａ＝λＳＶ^２・Ｒｔ／Ｎ …（５）
ここで、λは空気抵抗係数であり、Ｓは車両前面投影面積であり、Ｖは車両走行速度であり、Ｒｔはタイヤ有効径であり、Ｎは減速比である。

転がり抵抗トルク算出手段２５は、以下の式（６）より転がり抵抗トルクを算出する。

Ｔｒ＝Ｗμ・Ｒｔ／Ｎ …（６）
ここで、Ｗは車両重量であり、μは転がり抵抗係数であり、Ｒｔはタイヤ有効径であり、Ｎは減速比である。

トルク演算手段２６は、空気抵抗トルク算出手段２４で算出された空気抵抗トルクと
転がり抵抗トルク算出手段２５で算出された転がり抵抗トルクとを加算して、加算された値を補正トルク切替手段２７に出力する。

補正トルク切替手段２７は、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“０”を入力したとき、即ち、電動車両がサグ開始地点に達していないとき又は電動車両がサグ終了地点に達したときには、トルク補正値としてゼロを入力し、ゼロを指令値演算手段１３ａに出力する。

また、フィルタ切替手段２２は、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“０”を入力したとき、即ち、電動車両がサグ開始地点に達していないとき又は電動車両がサグ終了地点に達したときには、乗算手段１７からの補正トルクを外乱除去手段１９を通過させて指令値演算手段１３ａに出力する。指令値演算手段１３ａは、フィルタ切替手段２２からの補正トルクにモータトルク指令値Ｔ_Ｍを加算する。このため、空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクとの減算による補正が行われない。

次に、補正トルク切替手段２７は、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“１”を入力したとき、即ち、電動車両がサグ開始地点に達したときには、トルク補正値としてトルク演算手段２６から空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクとを加算した値を入力する。

フィルタ切替手段２２は、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“１”を入力したとき、即ち、電動車両がサグ開始地点に達したときには、乗算手段１７から外乱除去手段１９をバイパスした補正トルクを指令値演算手段１３ａに出力する。指令値演算手段１３ａは、乗算手段１７からフィルタ切替手段２２を介する補正トルクから、補正トルク切替手段２７からの空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクとを減算して勾配抵抗トルクを得て、勾配抵抗トルクにモータトルク指令値Ｔ_Ｍを加算して、勾配抵抗のトルクのみを補正する。

即ち、ハイパスフィルタを外すだけだと、空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクによるトルクの段差が発生してしまうので、フィルタ切替時に、補正トルクから空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクとを減算することで、この後に発生する勾配抵抗だけを取り出して、勾配抵抗によって減速してしまうことを防ぐことができる。従って、より速度を一定に保つようにすることができる。

図４に本発明の第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置のサグ地点におけるシュミレーション結果を示す。図４において、５００秒までは勾配０％の平坦路であり、５００秒〜７００秒まで勾配３％の勾配抵抗を与え、７００秒から再び勾配０％の平坦路であるときの従来例と第２の実施形態との車速を測定した。

なお、第２の実施形態では、サグ開始地点の判断は、平坦路から登板路への切り替わる地点の手前の平坦路で行われる。サグ終了地点の判断は、登板路から平坦路への切り替わる地点を通過後の平坦路で行われる。

第２の実施形態では、４００秒まではハイパスフィルタがオン（通過）であり、４００秒（サグ開始判断）〜８００秒（サグ終了判断）まではハイパスフィルタがオフ（非通過）と補正トルク（勾配抵抗）であり、８００秒からはハイパスフィルタがオン（通過）である。第２の実施形態では、実線で示すように、従来例や図２に示す第１の実施形態に対して、速度の低下をさらに抑制できていることが確認できる。即ち、登板路にさしかかっても、車速が低下する度合いが小さいことを確認できる。

（第３の実施形態）
第２の実施形態では、空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクとを式（５）（６）により算出し、使用している。しかし、演算に用いる転がり抵抗や車両重量に誤差が生ずると、空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクとの合算値に誤差が生ずることになるため、サグ地点での減速抑制性能が悪化するおそれがある。

転がり抵抗は、路面状況、車両重量、乗員数により変化する量であり、正確な値を得るためには、マップ化やセンサの追加などが必要となる。

第３の実施形態の電動車両の駆動力制御装置は、第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置で説明した式（５）（６）を用いることなく、空気抵抗と転がり抵抗の合算値を求めることを特徴とする。

図５は、本発明の第３の実施形態の電動車両の駆動力制御装置の構成ブロック図である。第３の実施形態の電動車両の駆動力制御装置は、第１の実施形態の電動車両の駆動力制御装置の構成に、さらに、補正トルク切替手段２７ａ、メモリ２８（記憶手段）を備えている。

メモリ２８は、サグ地点判断手段２１により電動車両がサグ開始地点（平坦路から登板路への切り替わる地点の手前の平坦路）に達したと判断されたときの乗算手段１７から外乱除去手段１９へ入力される補正量を記憶する。

空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクの合算トルクは、平坦路のサグ開始地点の、外乱除去手段１９を入れる前の補正トルクから、外乱除去手段１９を入れた後の補正トルクを除算した値になる。外乱除去手段１９を入れる前の補正トルクの値は、空気抵抗と転がり抵抗と勾配抵抗とブレーキ抵抗との合計トルク値である。

平坦路でブレーキがオフのときには、勾配抵抗とブレーキ抵抗がゼロであることから、補正トルクは、空気抵抗と転がり抵抗の合算値になる。速度が一定である場合、空気抵抗と転がり抵抗とは変化しないため、メモリ２８に記憶される値は、空気抵抗と転がり抵抗との合算トルクとして扱うことができ、誤差も生じない。

次に、補正トルク切替手段２７ａは、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“１”を入力したとき、即ち、電動車両がサグ開始地点に達したときには、トルク補正値としてメモリ２８に記憶された空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクとを加算した値を読み出して指令値演算手段１３ｂに出力する。

一方、フィルタ切替手段２２は、サグ地点判断手段２１からサグ地点判断信号として“１”を入力したとき、外乱除去手段１９を通過させずに乗算手段１７からの補正量を指令値演算手段１３ｂに出力する。登板路では、勾配抵抗があるので、補正量として、勾配抵抗と空気抵抗と転がり抵抗とが指令値演算手段１３ｂに出力される。

指令値演算手段１３ｂは、フィルタ切替手段２２からの勾配抵抗と空気抵抗と転がり抵抗との合算トルク値から、補正トルク切替手段２７ａからの空気抵抗と転がり抵抗との合算トルク値を減算して勾配抵抗トルクを得て、勾配抵抗トルクにモータトルク指令値Ｔ_Ｍを加算して、勾配抵抗のトルクのみを補正する。

即ち、ハイパスフィルタをいきなり外すと、空気抵抗トルクと転がり抵抗トルクによるトルクの段差が発生してしまうので、フィルタ切替時に、これらの成分をメモリ２８に記憶しておき、そのあとこれらの成分を減算し続けることで、この後に発生する勾配抵抗だけを取り出して、勾配抵抗によって減速してしまうことを防ぐことができる。従って、より速度を一定に保つようにすることができる。また、第２の実施形態の電動車両の駆動力制御装置で説明した式（５）（６）を用いて演算する処理も不要となり、処理負担が軽減される。

なお、サグ地点判断信号として“０”がフィルタ切替手段２２、補正トルク切替手段２７に入力されたときの動作は、第２の実施形態で説明した動作と同じであるので、ここでは、その説明は省略する。

図６に、本発明の第３の実施形態の電動車両の駆動力制御装置のサグ地点におけるシュミレーション結果を示す。図６において、５００秒までは勾配０％の平坦路であり、５００秒〜７００秒まで勾配３％の勾配抵抗を与え、７００秒から再び勾配０％の平坦路であるときの従来例と第１の実施形態との車速を測定した。

なお、第３の実施形態では、サグ開始地点の判断は、平坦路から登板路への切り替わる地点の手前の平坦路で行われる。サグ終了地点の判断は、登板路から平坦路への切り替わる地点を通過後の平坦路で行われる。

第３の実施形態では、４００秒まではハイパスフィルタがオン（通過）であり、４００秒（サグ開始判断）〜８００秒（サグ終了判断）まではハイパスフィルタがオフ（非通過）と補正トルク（勾配抵抗）であり、８００秒からはハイパスフィルタがオン（通過）である。第３の実施形態では、実線で示すように、従来例や図２に示す第１の実施形態に対して、速度の低下をさらに抑制できていることが確認できる。即ち、登板路にさしかかっても、車速が低下する度合いが小さいことが確認できる。

１１ 目標駆動力設定手段
１２ 除算手段
１３ 指令値演算手段
１４ 回転速度検出手段
１５ 推定値演算手段
１６，３４ 偏差演算手段
１７ 乗算手段
１８ 雑音除去手段
１９ 外乱除去手段（ＨＰＦ）
２０，２０ａ ねじれ振動抑制手段
２１ サグ地点判断手段
２２ フィルタ切替手段
２３ 車速算出手段
２４ 空気抵抗トルク算出手段
２５ 転がり抵抗トルク算出手段
２６ トルク演算手段
２７ 補正トルク切替手段
２８ メモリ
３０ プラント

Claims (6)

1. 電動車両の駆動系におけるモータの駆動力を制御する駆動力制御装置であって、
   運転者の要求駆動力に基づいて目標駆動力を設定する目標駆動力設定手段と、
   前記モータの回転速度に基づいて前記駆動系に生ずるねじれ振動を抑制するための補正量を演算し且つ前記補正量に含まれる外乱トルク成分を除去する外乱除去手段を備えるねじれ振動抑制手段と、
   前記目標駆動力に前記外乱除去手段から出力される補正量を加算することによりモータトルク指令値を演算する指令値演算手段と、
   前記電動車両がサグ開始地点に達したかどうかを判断するサグ地点判断手段と、
   前記サグ地点判断手段により前記電動車両がサグ開始地点に達したと判断されたとき、前記外乱除去手段を通過させずに前記補正量を前記指令値演算手段に出力させる制御手段と、
   を備えることを特徴とする電動車両の駆動力制御装置。
2. 前記サグ地点判断手段により前記電動車両がサグ開始地点に達したと判断されたとき、前記電動車両の車両速度に基づいて空気抵抗トルクを算出するとともに転がり抵抗トルクを算出する抵抗トルク算出手段を備え、
   前記指令値演算手段は、前記モータトルク指令値から前記空気抵抗トルクと前記転がり抵抗トルクとを減算することを特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動力制御装置。
3. 前記サグ地点判断手段により前記電動車両がサグ開始地点に達したと判断されたとき、前記外乱除去手段へ入力される前記補正量を記憶する記憶手段を備え、
   前記指令値演算手段は、前記モータトルク指令値から前記記憶手段に記憶された前記補正量を減算することを特徴とする請求項１記載の電動車両の駆動力制御装置。
4. 前記制御手段は、前記サグ地点判断手段により前記電動車両がサグ終了地点に達したと判断されたとき、前記外乱除去手段を通過させて前記補正量を前記指令値演算手段に出力させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電動車両の駆動力制御装置。
5. 前記外乱除去手段を通過させない期間中にブレーキが操作された場合には、前記制御手段は、前記外乱除去手段を通過させることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の電動車両の駆動力制御装置。
6. 前記ねじれ振動抑制手段は、
   前記モータの回転速度に基づいて理想車両モデルの逆系を表すモデルを用いてモータトルク推定値を演算する推定値演算手段と、
   前記モータの駆動力を制御するためのモータトルク指令値と前記モータトルク推定値との偏差を演算する偏差演算手段と、
   前記偏差にゲインを乗算する乗算手段と、
   前記偏差に含まれる雑音を除去する雑音除去手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の電動車両の駆動力制御装置。
   
   

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