JP2017085846A - 電動車両の制御方法、及び、制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】停止制御中において、ブレーキパッドの摩擦係数μの変化やバラツキ等の影響により、推定された摩擦制動量と実際に車両に作用している摩擦制動量とに乖離が生じても、摩擦ブレーキが解放された際の車両の前進或いは後退を抑止する技術を提供する。【解決手段】モータの回転速度を検出し、モータに作用する外乱トルクを推定し、車両状態に基づいて、摩擦制動部による摩擦制動量を検出または推定し、推定した摩擦制動量に応じて外乱トルクを補正する。そして、電動車両が停車間際になると、モータの回転速度の低下とともに、モータトルクが外乱トルクの推定値に収束するようにモータを制御する停止時のトルク制御を実行し、停車間際以降において、摩擦制動量が予め設定された所定値より大きい場合は、停止時のトルク制御を中止するとともに、アクセル開度とモータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくトルク制御を実行する。【選択図】図１

Description

本発明は、電動車両の制御方法、及び、制御装置に関する。

従来、電動機の回生制動力を任意に設定し得る設定手段を設け、設定手段によって設定された回生制動力で電動機の回生を行う電気自動車用回生ブレーキ制御装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１１−１７２３２３号公報

しかしながら、特許文献１に開示された技術は、設定手段によって設定された回生制動力が大きい場合には、設定された回生制動力で電気自動車が減速して速度がゼロになったときに、車体の前後方向に振動（加速度振動）が発生するという問題を有している。

この問題に対して、本願発明者らは、モータトルクからモータ回転速度までの伝達特性に基づき構成された車両モデルを用いて、モータ回転速度の低下とともにモータトルクを調整し、概ね勾配抵抗となる外乱トルク推定値に収束させる停止制御を実行することを検討している。これにより、平坦路、登坂路、降坂路によらず、加速度振動の無い滑らかな減速を停車間際で実現し、なおかつ、停車状態を保持することを検討している。

ところで、バッテリ満充電時に回生電力が制限されるシーンや、ドライバのブレーキペダル操作により制動するシーンにおいては、ドライバの意図する制動力を満足させるために、摩擦ブレーキによる摩擦制動力を車両に与える必要がある。この摩擦制動力は、モータトルクに対して勾配外乱に関連しない抵抗成分として作用するため、摩擦ブレーキが解放された際にモータトルクにより車両の停車状態を保持するためには、当該摩擦制動力の大きさ（摩擦制動量）に応じて外乱トルク推定値を補正して、外乱トルク推定値と勾配外乱とを一致させる必要がある。

しかしながら、外乱トルク推定値を補正する際に用いる摩擦制動量は、ブレーキ制動量指令値や、ブレーキペダルの踏み込み量に対応したブレーキ液圧センサ値から推定されるため、ブレーキパッドの摩擦係数（μ）の変化やバラツキ等の影響によって、推定された摩擦制動量と実際に車両に作用しているブレーキ制動量とに乖離が生じる場合がある。そうすると、該摩擦制動量に応じて補正された外乱トルク推定値と勾配抵抗とが一致せず、例えば平坦路であっても、登坂路や降坂路と誤推定してしまい、摩擦ブレーキが解放された際に車両が前進或いは後退し、停車状態を保持することができない課題がある。

本発明は、停止制御中において、ブレーキパッドの摩擦係数μの変化やバラツキ等の影響により、推定された摩擦制動量と実際に車両に作用している摩擦制動量とに乖離が生じても、摩擦ブレーキが解放された際の車両の前進或いは後退を抑止し、停車状態を保持することができる技術を提供することを目的とする。

本発明による電動車両の制御方法は、走行駆動源として機能するとともに車両に回生制動力を与えるモータと、車両に摩擦制動力を与える摩擦制動部と、を備える電動車両の制御方法であって、モータの回転速度を検出し、モータに作用する外乱トルクを推定し、車両状態に基づいて、摩擦制動部による摩擦制動量を検出または推定し、摩擦制動量に応じて外乱トルクを補正する。そして、電動車両が停車間際になると、モータの回転速度の低下とともに、モータトルクが外乱トルクの推定値に収束するようにモータを制御する停止時のトルク制御を実行し、停車間際以降において、摩擦制動量が予め設定された所定値より大きい場合は、停止時のトルク制御を中止するとともに、アクセル開度とモータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくトルク制御を実行する。

本発明によれば、摩擦制動量に応じて停止制御を中止するとともに、アクセル開度とモータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくドライバの意図に応じたトルク制御を実行する。これにより、推定された摩擦制動量と実際に車両に作用している摩擦制動量とに乖離が生じても、摩擦ブレーキが解放された際の停車状態を保持することができる。

図１は、一実施の形態における電動車両の制御装置を備えた電気自動車の主要構成を示すブロック図である。 図２は、モータコントローラによって行われるモータ電流制御の処理の流れを示すフローチャートである。 図３は、第１のアクセル開度−トルクテーブルの一例を示す図である。 図４は、第２のアクセル開度−トルクテーブルの一例を示す図である。 図５は、第３のアクセル開度−トルクテーブルの一例を示す図である。 図６は、停止制御中止判断処理における停止制御中止判断結果に基づいて実行されるトルク切替を説明するための図である。 図７は、停止制御中止判断処理の流れを表したフローチャートである。 図８は、車両の駆動力伝達系をモデル化した図である。 図９は、停止制御処理を実現するためのブロック図である。 図１０は、モータ回転速度に基づいてモータ回転速度Ｆ／Ｂトルクを算出する方法を説明するための図である。 図１１は、外乱トルク推定器による外乱トルク推定値の算出を実現するためのブロック図である。 図１２は、制振制御処理を説明するためのブロック図である。 図１３は、一実施形態における電動車両の制御装置による制御結果を説明するための図である。 図１４は、一実施形態における電動車両の制御装置による制御結果を説明するための図である。 図１５は、一実施形態における電動車両の制御装置による制御結果を説明するための図である。

以下では、本発明による電動車両の制御装置を、電動機（モータ）を駆動源とする電気自動車に適用した例について説明する。

図１は、一実施形態における電動車両の制御装置を備えた電気自動車の主要構成を示すブロック図である。特に、本実施形態における車両の制御装置は、アクセルペダルの操作のみで車両の加減速や停止を制御することができる車両に適用することができる。この車両では、ドライバは、加速時にアクセルペダルを踏み込み、減速時や停止時には、踏み込んでいるアクセルペダルの踏み込み量を減らすか、または、アクセルペダルの踏み込み量をゼロとする。なお、登坂路においては、車両の後退を防ぐためにアクセルペダルを踏み込みつつ停止状態に近づく場合もある。

モータコントローラ２には、車速Ｖ、アクセル開度ＡＰ、モータ（三相交流モータ）４の回転子位相α、モータ４の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ等の車両状態を示す信号がデジタル信号として入力される。モータコントローラ２は、入力された信号に基づいて、モータ４を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。また、モータコントローラ２は、生成したＰＷＭ信号に応じてインバータ３の駆動信号を生成する。モータコントローラ２はさらに、後述する方法により、摩擦制動量指令値を生成する。

インバータ３は、相ごとに備えられた２個のスイッチング素子（例えば、ＩＧＢＴやＭＯＳ−ＦＥＴ等のパワー半導体素子）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の電流を交流に変換し、モータ４に所望の電流を流す。

モータ４は、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し、減速機５およびドライブシャフト８を介して、左右の駆動輪９ａ、９ｂに駆動力を伝達する。また、モータ４は、車両の走行時に駆動輪９ａ、９ｂに連れ回されて回転するときに、回生駆動力を発生させることで、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。この場合、インバータ３は、モータ４の回生運転時に発生する交流電流を直流電流に変換して、バッテリ１に供給する。

電流センサ７は、モータ４に流れる３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗを検出する。ただし、３相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗの和は０であるため、任意の２相の電流を検出して、残りの１相の電流は演算により求めてもよい。

回転センサ６は、例えば、レゾルバやエンコーダであり、モータ４の回転子位相αを検出する。

液圧センサ１０は、摩擦ブレーキ１２のブレーキ液圧を検出する。

ブレーキコントローラ１１は、モータコントローラ２で生成された摩擦制動量指令値に応じたブレーキ液圧を発生させる。ブレーキコントローラ１１はまた、液圧センサ１０により検出されるブレーキ液圧が摩擦制動量指令値に応じて決まる値に追従するようにフィードバック制御を行う。

摩擦ブレーキ１２は、摩擦制動部として機能する。具体的には、摩擦ブレーキ１２は、左右の駆動輪９ａ、９ｂに設けられ、ブレーキ液圧に応じてブレーキパッドをブレーキロータに押しつけて、車両に制動力を発生させる。以下の説明では、この制動力の大きさをブレーキ制動力と呼ぶ。

図２は、モータコントローラ２によって行われるモータ電流制御の処理の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ２０１では、車両状態を示す信号がモータコントローラ２に入力される。ここでは、車速Ｖ（ｍ／ｓ）、アクセル開度θ（％）、モータ４の回転子位相α（ｒａｄ）、モータ４の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）、モータ４に流れる三相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、バッテリ１とインバータ３間の直流電圧値Ｖ_dc（Ｖ）、ブレーキ制動量推定値Ｂ、及び、ブレーキペダルＳＷが入力される。

車速Ｖ（ｍ／ｓ）は、制動力を伝達する車輪（制動輪）、或いは、車両駆動時において駆動力を伝達する車輪（駆動輪９ａ、９ｂ）の車輪速である。車速Ｖは、図示しない車速センサや、他のコントローラより通信にて取得される。または、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）は、回転子機械角速度ωｍにタイヤ動半径ｒを乗算し、ファイナルギアのギア比で除算することにより求められる。

アクセル開度θ（％）は、図示しないアクセル開度センサから取得されるか、図示しない車両コントローラ等の他のコントローラから通信にて取得される。

モータ４の回転子位相α（ｒａｄ）は、回転センサ６から取得される。モータ４の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）は、回転子角速度ω（電気角）をモータ４の極対数ｐで除算して、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）を求め、求めたモータ回転速度ωｍに６０／（２π）を乗算することによって求められる。回転子角速度ωは、回転子位相αを微分することによって求められる。

モータ４に流れる電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ（Ａ）は、電流センサ７から取得される。

直流電圧値Ｖ_dc（Ｖ）は、バッテリ１とインバータ３間の直流電源ラインに設けられた電圧センサ（不図示）、または、バッテリコントローラ（不図示）から送信される電源電圧値から求められる。

ブレーキ制動量推定値Ｂは、液圧センサ１０が検出したブレーキ液圧センサ値から取得される。あるいは、ドライバのペダル操作によるブレーキペダルの踏み込み量を検出するストロークセンサ（不図示）等による検出値を使用しても良い。また、モータコントローラ２や、他のコントローラにより生成された摩擦制動量指令値を通信等により取得して、取得した摩擦制動量指令値を、ブレーキ制動量推定値Ｂとして用いてもよい。

ブレーキペダルＳＷは、ドライバがブレーキ操作を行ったか否かを判別するスイッチ信号であって、ブレーキペダルに付設されたブレーキスイッチ（不図示）から取得される。なお、ブレーキペダルＳＷ＝１の場合は、ドライバによりブレーキペダルが操作されていることを示し、ブレーキペダルＳＷ＝０の場合は、ブレーキペダルが操作されていないことを示す。

ステップＳ２０２のトルク目標値算出処理では、モータコントローラ２が第１のトルク目標値Ｔｍ１^*を設定する。具体的には、ステップＳ２０１で入力されたアクセル開度θおよびモータ回転速度ωｍに応じて算出される駆動力特性の一態様を表した図３に示す第１のアクセル開度−トルクテーブルを参照することにより、第１のトルク目標値Ｔｍ１^*を設定する。

ただし、後述するステップＳ２０３の停止制御中止判断処理にて、停止制御を中止すると判断された際は、モータコントローラ２は、第１のアクセル開度−トルクテーブルよりも、アクセル開度が小さい領域における回生制動量が小さくなるように設定された図４に示す第２のアクセル開度−トルクテーブルを参照することにより、トルク目標値としての第４のトルク目標値Ｔｍ４^*を設定する。なお、アクセル開度０[％]、かつ、モータ回転速度０[ｒｐｍ]におけるトルク目標値[Ｎｍ]が正トルクとなる、いわゆるクリープトルクを出力する図５に示す第３のアクセル開度−トルクテーブルを参照することにより、第４のトルク目標値Ｔｍ４^*を設定してもよい。

ステップＳ２０３の停止制御中止判断処理では、モータ回転速度や車輪速相当の車速Ｖ[ｍ／ｓ]に対して微分処理を行い、微分処理によって得た値に基づいて、タイヤのスリップ状態を推定する。車速Ｖ[ｍ／ｓ]を微分して得た値が所定値以上であれば、タイヤはスリップ状態であると判断し、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐを１にセットする。

また、ブレーキペダルＳＷが１、すなわちドライバによりブレーキ操作がされている場合も、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐを１にセットする。本ステップで実行される停止制御中止判断処理の詳細については、後述する。

ステップＳ２０４では、コントローラ２が停止制御処理を行う。具体的には、コントローラ２が、停車間際か否かを判定し、停車間際でない場合は、ステップＳ２０２で算出した第１のトルク目標値Ｔｍ１^*を第３のモータトルク指令値Ｔｍ３^*に設定し、停車間際の場合は、第２のトルク目標値Ｔｍ２^*を第３のモータトルク指令値Ｔｍ３^*に設定する。この第２のトルク目標値Ｔｍ２^*は、モータ回転速度の低下とともに外乱トルク指令値Ｔｄに収束するものであって、登坂路では正トルク、降坂路では負トルク、平坦路では概ねゼロである。これにより、路面の勾配に関わらず、停車状態を維持することができる。

またさらに、第３のモータトルク指令値Ｔｍ３^*は、上述のステップ２０３において判断された停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐに応じて、図６に示す通りに切り替えられて、最終トルク目標値（トルク目標値Ｔｍ^*）としての第５のトルク目標値Ｔｍ５^*に設定される。

図６は、停止制御中止判断処理における停止制御中止判断結果に基づいて実行されるトルク切替を説明するための図である。図に示す通り、第３のトルク目標値Ｔｍ３^*は、ｆｌｇ_ｓｔｏｐ＝０（停止制御を中止しない）の時に、第５のトルク目標値Ｔｍ５^*に設定される。ｆｌｇ_ｓｔｏｐ＝１（停止制御を中止する）の時は、ステップＳ２０２の処理で算出される第４のトルク目標値Ｔｍ４^*が、第５のトルク目標値Ｔｍ５^*に設定される。停止制御処理の詳細については後述する。

ステップＳ２０５では、モータコントローラ２が制振制御処理を行う。具体的には、モータコントローラ２が、トルク目標値Ｔｍ^*としての第５のトルク目標値Ｔｍ５^*とモータ回転速度ωｍとに対して制振制御処理を施す。これにより、トルク目標値Ｔｍ^*は、駆動軸トルクの応答を犠牲にせずトルク伝達系振動（ドライブシャフトの捩じり振動等）を抑制するものとなる。制振制御処理の詳細については後述する。

続くステップＳ２０６では、コントローラ２が電流指令値算出処理を行う。具体的には、ステップＳ２０５で算出したトルク目標値Ｔｍ^*に加え、モータ回転速度ωｍや直流電圧値Ｖｄｃに基づいて、ｄ軸電流目標値ｉｄ^*、ｑ軸電流目標値ｉｑ^*を求める。例えば、トルク指令値、モータ回転速度、および直流電圧値と、ｄ軸電流目標値およびｑ軸電流目標値との関係を定めたテーブルを予め用意しておいて、このテーブルを参照することにより、ｄ軸電流目標値ｉｄ^*およびｑ軸電流目標値ｉｑ^*を求める。

ステップＳ２０７では、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑをそれぞれ、ステップＳ２０６で求めたｄ軸電流目標値ｉｄ^*およびｑ軸電流目標値ｉｑ^*と一致させるための電流制御を行う。このため、まず初めに、ステップＳ２０１で入力された三相交流電流値ｉｕ、ｉｖ、ｉｗと、電動モータ４の回転子位相αとに基づいて、ｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを求める。続いて、ｄ軸、ｑ軸電流指令値ｉｄ^*、ｉｑ^*と、ｄ軸、ｑ軸電流ｉｄ、ｉｑとの偏差から、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑを算出する。

そして、ｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑと、電動モータ４の回転子位相αから、三相交流電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを求める。求めた三相交流電圧指令値ｖｕ、ｖｖ、ｖｗと電流電圧値Ｖｄｃから、ＰＷＭ信号ｔｕ（％）、ｔｖ（％）、ｔｗ（％）を求める。このようにして求めたＰＷＭ信号ｔｕ、ｔｖ、ｔｗにより、インバータ３のスイッチング素子を開閉することによって、電動モータ４をトルク目標値Ｔｍ^*で指示された所望のトルクで駆動することができる。

＜停止制御中止判断処理＞
ここで、本発明に特徴的な、前述のステップＳ２０３において実行される停止制御中止判断処理の詳細について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。

図７は、停止制御中止判断処理を表したフローチャートである。停止制御中止判断処理は、モータコントローラ２において一定のサイクルで常時実行され、ステップＳ２０４で実行される停止制御を中止するか否かを判断する。停止制御を中止すると判断された場合は、停止制御処理において、図６を参照して先に述べたとおり、第４のトルク目標値Ｔｍ４^*が第５のトルク目標値Ｔｍ５^*に設定される。そして、本処理において停止制御を中止すると判断された場合であって、且つ、前回処理時においては停止制御を継続する（中止しない）と判断されていた場合は、第３のトルク目標値Ｔｍ３^*が第５のトルク目標値Ｔｍ５^*に設定される。

以下に説明するスリップ判断処理では、図２のステップＳ２０４に係る停止制御処理において用いられる種々の制御パラメータを、停止制御において通常用いられる制御パラメータ（通常時の制御パラメータ）よりも速応性を上げた停止制御再開時の制御パラメータに設定し、設定された停止制御再開時の制御パラメータを所定時間Ｔ１経過するまで継続させる。以下、ステップＳ２０３において実行される、停止制御中止判断処理、および、停止制御を中止した後、再度停止制御を再開する場合に設定される停止制御再開時の制御パラメータを所定時間Ｔ１の間継続させるための処理を、フローを元に説明する。

ステップＳ７０１では、モータコントローラ２は、ブレーキ制動量推定値Ｂが所定値より大きいか否か判定する。本実施形態においては当該所定値を０に設定するため、モータコントローラ２は、ブレーキ制動量推定値Ｂが０か否かを判定する。すなわち、ブレーキ制動量推定値Ｂが０であり、車両に対して勾配に関連しない抵抗成分が作用していない場合は、ステップＳ７０４の処理が実行される。ブレーキ制動量推定値Ｂが０ではなく、車両に対して勾配に関連しない抵抗成分が作用している場合は、ステップＳ７０２の処理が実行される。なお、本ステップにおいてブレーキ制動量推定値Ｂと比較する所定値は、ブレーキパッドの摩擦係数μが変化することにより生じる外乱トルクの推定誤差の許容量に応じて適宜設定される。

ステップＳ７０２では、モータコントローラ２は、モータ回転速度ωｍを微分した値の絶対値、すなわち、モータ回転速度の前回値ωｍ_ｚとモータ回転速度の今回値ωｍの差分の絶対値で表されるモータ回転加速度｜ｄω／ｄｔ｜を算出する。そして、モータ回転加速度｜ｄω／ｄｔ｜と、車両の駆動輪がスリップ状態にあると判断可能なモータ回転加速度ｓｌｉｐ１[ｒａｄ／ｓ^２]とを比較し、｜ｄω／ｄｔ｜＜ｓｌｉｐ１が成立する場合は、車両はスリップ状態ではないと判断し、続くステップＳ７０３の処理を実行する。｜ｄω／ｄｔ｜≧ｓｌｉｐ１が成立する場合は、車両はスリップ状態であると判断して、ステップＳ７０５の処理が実行される。なお、車両の駆動輪がスリップ状態にあると判断可能なモータ回転加速度は、通常想定し得る車両の減速度や、路面の勾配変化に基づく変化量以上の値となる。

ステップＳ７０３では、モータコントローラ２は、ブレーキペダルＳＷが０（ＯＦＦ）か１（ＯＮ）かを判定する。ブレーキペダルＳＷが０であり、ドライバの、少なくともブレーキペダル操作による車両停止要求がないと判定された場合は、ステップＳ７０４の処理が実行される。ブレーキペダルＳＷが１であり、ドライバのブレーキペダル操作による車両停止要求があると判断さる場合は、ステップＳ７０４の処理が実行される。

ステップＳ７０４では、モータコントローラ２は、ステップＳ７０１〜Ｓ７０３の処理によって、勾配に関連しない抵抗が車両に作用していないと判定された場合、および、勾配に関連しない抵抗が車両に作用していると判定された場合であっても、車輪がスリップ状態にないと判定され、且つ、ドライバのブレーキ操作による車両停止要求がないと判定された場合は、停止制御を継続すると判断し、停止制御中止判断処理ｆｌｇ_ｓｔｏｐを０に設定する。設定後、ステップＳ７０６の処理が実行される。

ステップＳ７０５では、モータコントローラ２は、ステップＳ７０１〜Ｓ７０３の処理によって、車両に勾配に関連しない抵抗が作用していると判定された場合であって、車輪がスリップ状態にある、或いは、ドライバのブレーキ操作による車両停止要求があると判定された場合は、停止制御を中止すると判断し、停止制御中止判断処理ｆｌｇ_ｓｔｏｐを１に設定する。設定後、ステップＳ７０６の処理が実行される。

ステップＳ７０６では、モータコントローラ２は、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが、前回処理との比較において、０（停止制御継続）から１（停止制御中止）に変化したか否かを判定する。すなわち、停止制御中止判断フラグの前回値ｆｌｇ_ｓｔｏｐ_ｚが０であって、且つ、本処理における停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが１の場合は、続くステップＳ７０７の処理が実行され、それ以外の場合はステップＳ７０８の処理が実行される。

ステップＳ７０７では、モータコントローラ２は、外乱トルク推定値の前回値を保持する。具体的には、外乱トルク推定値の前回値Ｔｄ_ｚを、外乱トルク推定値Ｔｄ_ｈｏｌｄとしてメモリ或いはレジスタ等の記憶回路に格納する。格納した後、続くステップＳ７１１の処理を実行する。

ステップＳ７０８では、モータコントローラ２は、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが、前回処理との比較において、１（停止制御中止）から０（停止制御継続）に変化したか否かを判定する。すなわち、停止制御中止判断フラグの前回値ｆｌｇ_ｓｔｏｐ_ｚが１であって、且つ、本処理における停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが０の場合は、続くステップＳ７０９の処理が実行され、それ以外の場合はステップＳ７１０の処理が実行される。

ステップＳ７０９では、モータコントローラ２は、タイマ１に所定のタイマ時間Ｔ１を設定する。タイマ１は、後述するステップＳ７１３の処理において設定される停止制御再開時の制御パラメータから、通常時の制御パラメータに戻すタイミングを計るためのタイマである。タイマ１にタイマ時間Ｔ１が設定された後、タイマ１のカウントダウン処理を行うステップＳ７１２の処理が実行される。

ステップＳ７１０では、モータコントローラ２は、タイマ１のカウント値が０か否かを判断する。タイマ１が０の場合は、停止制御処理の制御パラメータを、停止制御再開時の制御パラメータから、通常時の制御パラメータに戻すタイミングであるため、続くステップＳ７１１の処理を実行する。タイマ１が０でない場合は、タイマ１のカウントダウン処理を行うステップＳ７１２の処理が実行される。

ステップＳ７１１では、モータコントローラ２は、停止制御処理に用いられる制御パラメータとして通常時の制御パラメータを設定し、本処理を終了する。

ステップＳ７１２では、モータコントローラ２は、タイマ１のカウント値から１を減算し、タイマ１に再び格納することで、演算周期毎にタイマ１をカウントダウンする処理を行う。タイマ１がカウントダウンされた後、続くステップＳ７１３の処理が実行される。

ステップＳ７１３では、モータコントローラ２は、停止制御処理に用いられる制御パラメータとして停止制御再開時のパラメータを設定し、本処理を終了する。停止制御再開時のパラメータとは、上述の通り通常時の制御パラメータよりも速応性を上げた制御パラメータであり、通常時の制御パラメータに対して以下３つの処理を行う事により設定される。

すなわち、（１）図１０の乗算器６０１において、モータ回転速度フィードバックトルクＴωを算出する際にモータ回転速度ωｍに乗算されるゲインＫｖｒｅｆを、通常時よりも大きい値に設定する。（２）外乱トルク推定器５０２が有する図１１の制御ブロック８０５で示すＨｚ（ｓ）なる２次式の分子と２次式の分母とで構成されるフィルタ（式（１３）参照）において、分母の減衰係数ζｃを、通常時よりも小さい値に設定する。（３）図１１の制御ブロック８０２で示すローパスフィルタＨ（ｓ）の時定数を、通常時よりも小さい値に設定する。これにより、速応性を上げた停止制御開始時のパラメータが設定される。

＜停止制御処理＞
まず、本実施形態における電動車両の制御装置の、モータトルクＴｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇ_p（ｓ）について説明する。なお、この伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、外乱トルクの推定も含めた停止制御処理において、車両の駆動力伝達系をモデル化した車両モデルとして用いられる。

図８は、車両の駆動力伝達系をモデル化した図であり、同図における各パラメータは、以下に示すとおりである。
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：車両の重量
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：タイヤの荷重半径
ω_m：モータ回転速度
Ｔ_m：トルク目標値Ｔｍ^*
Ｔ_d：駆動輪のトルク
Ｆ：車両に加えられる力
Ｖ：車両の速度
ω_w：駆動輪の角速度
Ｔ_b：摩擦制動量（モータ軸換算トルク）（≧０）
そして、図８より、以下の運動方程式を導くことができる。

ただし、式（１）〜（３）中の符号の右上に付されているアスタリスク（^*）は、時間微分を表している。

式（１）〜（５）で示す運動方程式に基づいて、モータ４のトルク目標値Ｔｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）を求めると、次式（６）で表される。

ただし、式（６）中の各パラメータは、次式（７）で表される。

式（６）に示す伝達関数の極と零点を調べると、次式（８）の伝達関数に近似することができ、１つの極と１つの零点は極めて近い値を示す。これは、次式（８）のαとβが極めて近い値を示すことに相当する。

従って、式（８）における極零相殺（α＝βと近似する）を行うことにより、次式（９）に示すように、Ｇｐ（ｓ）は、（２次）／（３次）の伝達特性を構成する。

また、ステップＳ２０５の制振制御（フィードフォワード補償器）を併用する際は、Ｇｐ（ｓ）と制振制御のアルゴリズムにより、車両モデルＧｐ（ｓ）は、次式（１０）で示すとおり、制振制御を適用した場合の車両応答Ｇｒ（ｓ）と見なすことができる。

なお、制振制御（Ｆ／Ｆ補償器）は、特開２００１−４５６１３号公報に記載されている制振制御でも良いし、特開２００２−１５２９１６号公報に記載されている制振制御であっても良い。

続いて、図９〜１１を参照して、停止制御処理の詳細について説明する。

図９は、停止制御処理を実現するためのブロック図である。停止制御処理は、モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１と、外乱トルク推定器５０２と、加算器５０３と、トルク比較器５０４とを用いて行われる。以下、それぞれの構成について詳細を説明する。

モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、検出されたモータ回転速度ωｍに基づいて、モータ回転速度フィードバックトルク（以下、モータ回転速度Ｆ／Ｂトルクと呼ぶ）Ｔωを算出する。詳細は図１０を用いて説明する。

図１０は、モータ回転速度ωｍに基づいて、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する方法を説明するための図である。モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、乗算器６０１を備え、モータ回転速度ωｍにゲインＫｖｒｅｆを乗算することにより、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する。ただし、Ｋｖｒｅｆは、電動車両の停止間際に電動車両を停止させるのに必要な負（マイナス）の値であり、例えば、実験データ等により適宜設定される。モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωは、モータ回転速度ωｍが大きいほど、大きい制動力が得られるトルクとして設定される。

なお、モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、モータ回転速度ωｍにゲインＫｖｒｅｆを乗算することによりモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出するものとして説明したが、モータ回転速度ωｍに対する回生トルクを定めた回生トルクテーブルや、モータ回転速度ωｍの減衰率を予め記憶した減衰率テーブル等を用いて、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出してもよい。

図９に戻って説明を続ける。外乱トルク推定器５０２は、検出されたモータ回転速度ωｍと、第３のトルク目標値Ｔｍ３^*とに基づいて、外乱トルク推定値Ｔ_dを算出する。ただし、停止制御中止判断フラグの前回値ｆｌｇ_ｓｔｏｐ_ｚが１、且つ、本処理中における停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが０の場合は、外乱トルク推定値Ｔ_dを、停止制御中止判断処理において保持した外乱トルク推定値Ｔｄ_ｈｏｌｄと一致させるため、外乱トルク推定器５０２における各フィルタ処理を初期化する。外乱トルク推定器５０２の詳細は図１１を用いて説明する。

図１１は、モータ回転速度ωｍと、第５のトルク目標値Ｔｍ５^*と、摩擦ブレーキ制動量推定値Ｂおよび車速Ｖに基づいて算出されるブレーキトルク推定値とに基づいて、外乱トルク推定値Ｔ_dを算出する方法を説明するためのブロック図である。外乱トルク推定器５０２は、制御ブロック８０１と、制御ブロック８０２と、ブレーキトルク推定器８０３と、減算器８０４と、制御ブロック８０５とを備える。

制御ブロック８０１は、Ｈ（ｓ）／Ｇｒ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタとしての機能を担っており、モータ回転速度ωｍに対してフィルタリング処理を施すことにより、第１のモータトルク推定値を算出する。Ｈ（ｓ）は、分母次数と分子次数との差分が、制振制御を適用した場合のモータトルクＴｍとモータ回転速度ωｍとの伝達特性Ｇｒ（ｓ）（式（１０）参照）の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性を有するローパスフィルタである。

制御ブロック８０２は、Ｈ（ｓ）なる伝達特性を有するローパスフィルタとしての機能を担っており、第３のトルク目標値Ｔｍ３^*に対してフィルタリング処理を行うことにより、第２のモータトルク推定値を算出する。

ブレーキトルク推定器８０３は、摩擦ブレーキ制動量推定値Ｂと、車速Ｖとに基づいて、ブレーキトルク推定値を算出する。ブレーキトルク推定器８０３では、摩擦ブレーキ制動量推定値Ｂからモータ軸のトルク換算を行うための乗算処理や、液圧センサ１０により検出された液圧センサ値から実制動力までの応答性等を考慮してブレーキトルク推定値が算出される。

減算器８０４は、第２のモータトルク推定値から第１のモータトルク推定値とブレーキトルク推定値とを減算し、減算して得た値を制御ブロック８０５に出力する。

制御ブロック８０５は、Ｈｚ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタであり、減算器８０４の出力に対してフィルタリング処理を行う事により、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。

ここで、伝達特性Ｈｚ（ｓ）について説明する。上記式（１０）を書き換えると、次式（１１）が得られる。ただし、式（１１）中のζz、ωz、ωpはそれぞれ、式（１２）で表される。

以上より、Ｈｚ（ｓ）を次式（１３）で表すことができる。

上記の通り算出される外乱トルク推定値Ｔｄは、図１１に示す通り、外乱オブザーバにより推定されるものであって、車両に作用する外乱を表すパラメータである。

ここで、車両に作用する外乱としては、空気抵抗、乗員数や積載量に起因する車両質量の変動によるモデル化誤差、タイヤの転がり抵抗、路面の勾配抵抗等が考えられるが、停車間際やイニシャルスタート時に支配的となる外乱要因は勾配抵抗である。外乱要因は運転条件により異なるが、外乱トルク推定器５０２は、モータトルク指令値Ｔｍ^*と、モータ回転速度ωｍと、制振制御を適用した場合の車両モデルＧｒ（ｓ）とに基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出するので、上述した外乱要因を一括して推定することができる。これにより、いかなる運転条件においても、減速からの滑らかな停車を実現することができる。

図９に戻って説明を続ける。加算器５０３は、モータ回転速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１によって算出されたモータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωと、外乱トルク推定器５０２によって算出された外乱トルク推定値Ｔｄとを加算することによって、第２のトルク目標値Ｔｍ２^*を算出する。モータ回転速度ωｍが低下して０に近づくと、モータ回転速度Ｆ／ＢトルクＴωも０に近づくため、第２のトルク目標値Ｔｍ２^*は、モータ回転速度ωｍの低下に応じて、外乱トルク推定値Ｔｄに収束していく。

トルク比較器５０４は、第１のトルク目標値Ｔｍ１^*と第２のトルク目標値Ｔｍ２^*の大きさを比較し、値が大きい方のトルク目標値を第３のトルク目標値Ｔｍ３^*に設定する。車両の走行中、第２のトルク目標値Ｔｍ２^*は第１のトルク目標値Ｔｍ１^*よりも小さく、車両が減速して停車間際（車速が所定車速以下）になると、第１のトルク目標値Ｔｍ１^*よりも大きくなる。従って、トルク比較器５０４は、第１のトルク目標値Ｔｍ１^*が第２のトルク目標値Ｔｍ２^*より大きければ、停車間際以前と判断して、第１のトルク目標値Ｔｍ１^*を第３のトルク目標値Ｔｍ３^*として設定する。また、トルク比較器５０４は、第２のトルク目標値Ｔｍ２^*が第１のトルク目標値Ｔｍ１^*より大きくなると、車両が停車間際と判断して、第１のトルク目標値Ｔｍ１^*ではなく第２のトルク目標値Ｔｍ２^*を第３のトルク目標値Ｔｍ３^*として設定する。なお、停車状態を維持するため、第２のトルク目標値Ｔｍ２^*は、登坂路では正トルク、降坂路では負トルク、平坦路では概ねゼロに収束する。

そして、図６を参照して上述した通り、停止制御中止判断処理において、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが０（停止制御継続）に設定されている場合に、第３のトルク目標値Ｔｍ３^*が、最終トルク目標値としての第５のトルク目標値Ｔｍ５^*に設定される。

以上が停止制御処理の詳細である。このような処理を行うことにより、車両が走行している路面の勾配に関わらず、モータトルクのみで滑らかに停車し、停車状態を保持することができる。

＜制振制御＞
ここで、上述の図２に係るステップＳ２０５で実行される制振制御の詳細について、図１２を用いて説明する。

図１２は、本実施形態において用いる制振制御処理の詳細を説明するブロック図である。フィードフォワード補償器９０８（以下、Ｆ／Ｆ補償器という）は、上記式（１０）で示した車両応答Ｇｒ（ｓ）と、車両へのトルク入力とモータの回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）の逆系から構成されるＧｒ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタとしての機能を担っており、第５のトルク目標値Ｔｍ５^*に対してフィルタリング処理を行うことにより、フィードフォワード補償による制振制御処理を行う。

なお、Ｆ／Ｆ補償器９０８にて行う制振制御Ｆ／Ｆ補償は、特開２００１−４５６１３号公報に記載されている制振制御でもよいし、特開２００２−１５２９１６号公報に記載されている制振制御でもよい。

制御ブロック９０３、９０４は、フィードバック制御（以下、フィードバックのことをＦ／Ｂという）にて用いられるフィルタである。制御ブロック９０３は上述したＧｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタであり、加算器９０５から出力される、Ｆ／Ｆ補償器９０８の出力と後述する制御ブロック９０４の出力とを加算して得た値に対してフィルタリング処理を行う。そして、減算器９０６において制御ブロック９０３から出力された値からモータ回転速度ωｍが減算される。減算された値は制御ブロック９０４に入力される。制御ブロック９０４は、ローパスフィルタＨ（ｓ）と、車両へのトルク入力とモータの回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）の逆系とから構成されるＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタであり、減算器９０６からの出力に対してフィルタリング処理を行う。当該フィルタリング処理が行われ、Ｆ／Ｂ補償トルクとして算出された値は、ゲイン補償器９０７に出力される。

ゲイン補償器９０７は、ゲインＫ_FBを有するフィルタであり、ゲインＫ_FBの値を調整することで、制振制御処理において用いるＦ／Ｂ補償器の安定性を調整することができる。ゲイン補償器９０７によってゲイン調整されたＦ／Ｂ補償トルクＴ_F/Bは、加算器９０５へ出力される。

そして、加算器９０５において、Ｆ／Ｆ補償器９０８による制振制御処理がなされた第５のトルク目標値Ｔｍ５^*と、前述のＦ／Ｂ補償トルクとして算出した値Ｔ_F/Bとが加算されることで、車両のトルク伝達系の振動を抑制するモータトルク指令値Ｔｍ^*が算出される。

なお、図１２を参照して上述した制振制御は一例であり、特開２００３−９５６６号公報に記載されている制振制御でもよいし、特開２０１０−２８８３３２号公報に記載されている制振制御でもよい。

以上が、本実施形態の電動車両の制御装置の詳細である。以下では、車両が平坦路を走行中に、モータ４の回生トルク指令に加えて、ドライバのブレーキペダル操作により車両にさらにブレーキ制動量が加わる場面において、本実施形態の電動車両の制御装置を電気自動車に適用した場合の制御結果について、図１３〜図１５を参照して、従来例との比較に基づき説明する。

図１３（ａ）は、従来例による制御結果のタイムチャートを示し、図１３（ｂ）は、本実施形態による制御結果のタイムチャートを示す。図１３は、上から順に、トルク指令値、車速Ｖ、前後加速度、外乱トルク推定値、および、ブレーキ制動量が加えられたか否かの指標としてのブレーキペダルＳＷを表している。また、トルク指令値を表す図中における点線は停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐを示す（０：停止制御継続、１：停止制御中止）。

まず、従来例にかかる制御結果について、図１３（ａ）を参照して説明する。

時刻ｔ０では、回生トルクにて制動している状態であり、外乱トルク推定値は平坦路相当の値を推定している。

時刻ｔ１では、ドライバがブレーキペダルを踏み込むことによって車両にブレーキ制動量が加わるとともに、ブレーキペダルＳＷが１となる。

時刻ｔ２では、車両に作用するブレーキ制動量を推定したブレーキ制動量推定値Ｂに応じて外乱トルク推定値が補正されている。しかしながら、ブレーキパッドのμ変化等の影響によって、ブレーキ制動量推定値Ｂに対して車両に実際に作用するブレーキ制動量が小さいため、外乱トルク推定器５０２における減算器８０４において実際値以上のブレーキトルク推定値が減算される。その結果、平坦路では０となるべき外乱トルク推定値が、負の値を示しており、降坂傾向に誤推定されてしまう。

時刻ｔ３からｔ４では、外乱トルク推定値が降坂傾向に誤推定された状態で停止制御が実行されるため、トルク指令値が負の値に収束する。しかしながら、ドライバのブレーキ操作によって、車両に対して、トルク指令値による負方向へのモータトルクより大きいブレーキトルクが作用するため、車両の停車状態は維持される。

時刻ｔ５では、ドライバのブレーキペダル操作により、車両へのブレーキ制動力が解除される。しかしながら、外乱トルク推定値は降坂傾向に誤推定されており、トルク指令値は負の値を示すため、車両が後退してしまう。

時刻ｔ６では、ブレーキ制動力は解除されているため、停止制御により与えられるモータトルクによって、後退している車両を停止させる。

次に、本実施形態にかかる制御結果について図１３（ｂ）を参照して説明する。

時刻ｔ０では、回生トルクにて制動している状態であり、外乱トルク推定値は平坦路相当の値を推定している。

時刻ｔ１では、ドライバのブレーキペダル操作により車両にブレーキ制動量が加わるとともに、ブレーキペダルＳＷが１となり、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが１に設定されるため、停止制御を中止して、停止制御処理において算出される第３のトルク目標値Ｔｍ３^*から、第４のトルク目標値Ｔｍ４^*へ切り替わる。

時刻ｔ２からｔ３では、ブレーキ制動量と、第４のトルク目標値Ｔｍ４^*とにより車両が減速していく。

時刻ｔ３からｔ４では、主にドライバのブレーキペダル操作によるブレーキ制動量によって、車両が停止する。

時刻ｔ５では、ドライバのブレーキペダル操作によって車両に加えられたブレーキ制動量が解除され、ブレーキペダルＳＷが０となるため、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐは０となる。従って、外乱トルク推定値は、図７に係るステップＳ７０７の処理において保持された外乱トルク推定値Ｔｄ_ｈｏｌｄを初期値とするとともに、ステップＳ７１３において設定された即応性を挙げた制御パラメータに基づく停止制御が実行される。

時刻ｔ５からｔ６では、外乱トルク推定値は平坦路相当を示しており、勾配抵抗と一致しているため、車両の停車状態が保持される。

次に、図１４を参照して車両が平坦路を走行中にモータ４の回生トルクによって減速している際に、ドライバのブレーキペダル操作により、車両にブレーキ制動量が加えられ、さらに、路面状態に起因して車両がスリップ状態となるシーンにおける制御結果について説明する。なお、本制御においては、ブレーキペダルＳＷ信号は検知せず、摩擦ブレーキ制動量推定値Ｂ、及び、車両のスリップ状態に基づいて、停止制御を中止するか否かが判断される。

図１４（ａ）は、従来例による制御結果のタイムチャートを示し、図１４（ｂ）は、本実施形態による制御結果のタイムチャートを示す。図１４は、上から順に、トルク指令値、車速Ｖ、スリップ率、前後加速度、外乱トルク推定値、および、ブレーキ制動量を表している。また、トルク指令値を表す図中における点線は停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐを示す（０：停止制御継続、１：停止制御中止）。車速Ｖを示す図中における点線は、車体速Ｖｃを示す。

また横軸に示す時間軸において、路面状態は以下の通り変化する。すなわち、時刻ｔ０〜ｔ２は、通常のアスファルト路面等の高μ路、時刻ｔ２〜ｔ４は、氷結路面等の低μ路、時刻ｔ４〜ｔ６は、高μ路である。

まず、従来例にかかる制御結果について図１４（ａ）を参照して説明する。

時刻ｔ０では、回生トルク指令にて制動している状態であり、外乱トルク推定値は平坦路相当の値を推定している。

時刻ｔ１では、回生制動に摩擦ブレーキ制動量を上乗せして制動することで前後加速度がより負側、すなわち制動側に増加する。なお、外乱トルク推定値は、ブレーキトルク推定値を補正することで、実際の路面状況に即した平坦路相当になっている。

時刻ｔ２〜ｔ４では、車両の走行路面が低μ路となり、車両がスリップ状態となるため車速が急峻にゼロに近づくロック傾向になり、その後、スリップ状態からグリップ状態に戻り、車速が急峻に増加することで、外乱トルク推定値が上下し振動的になる。そのため、外乱トルク推定値に基づいて算出されるトルク指令値（モータトルク）も振動している。その結果、前後加速度が前後に揺すられるため、ドライバに不快な振動を与えてしまう。

次に、本実施形態にかかる制御結果について図１４（ｂ）を参照して説明する。

時刻ｔ０では、回生トルク指令にて制動している状態であり、外乱トルク推定値は平坦路相当の値を推定している。

時刻ｔ１では、回生制動に加えて摩擦ブレーキ制動量Ｂが立ち上がることで前後加速度が制動側に増加するが、外乱トルク推定値は、ブレーキ制動量推定値Ｂに基づいて算出されるブレーキトルク推定値により補正されることで平坦路相当になっている。

時刻ｔ２からｔ４では、車両の走行路面が低μ路となり、車速が急峻にゼロに近づくロック傾向になる。そのため、摩擦ブレーキ制動量ＢがＯＮするのに加えて、車両がスリップ状態にあると判断されるので、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが１に設定されるとともに、停止制御処理において算出される第３のトルク目標値Ｔｍ３^*が、アクセル開度−トルクテーブルを参照して算出される第４のトルク目標値Ｔｍ４^*へ切り替わる。その結果、停止制御を中止して、停止間際にモータトルクを外乱トルク推定値に収束させない制御に切り替わる。これにより、ドライバのアクセル操作に応じて算出される第４のトルク目標値Ｔｍ４^*に基づいて車両が操作されるため、スリップが収束傾向となり、従来例では発生していた外乱トルク推定値の振動を抑止し、前後加速度の振動をなくすことができる。

時刻ｔ４からｔ５では、路面状態が、低μ路から高μ路に戻り、スリップ状態判断フラグｆｌｇ_ｓｌｉｐが０に設定される。その後、所定のＴ１時間の間、図７のステップＳ７１３において設定された速応性を上げた停止制御開始時の速度パラメータによる停止制御によって、モータトルクが外乱トルク推定値に収束されるとともに、車両が減速していく。

そして、Ｔ１時間経過後のｔ５〜ｔ６において、通常時の制御パラメータが設定された停止制御によって車両が停止される。

次に、図１５を参照して、車両が平坦路を走行中にバッテリ１が満充電となり、回生電力が制限されたためにブレーキ制動量が立ち上がる場面において、さらに、路面状態に起因して車両がスリップ状態となるシーンにおける制御結果について説明する。

図１５（ａ）は、従来例による制御結果のタイムチャートを示し、図１５（ｂ）は、本実施形態による制御結果のタイムチャートを示す。図１４は、上から順に、トルク指令値、車速Ｖ、スリップ率、前後加速度、外乱トルク推定値、および、ブレーキ制動量を表している。また、トルク指令値を表す図中における点線は停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐを示す（０：停止制御継続、１：停止制御中止）。車速Ｖを示す図中における点線は、車体速Ｖｃを示す。

また、横軸に示す時間軸において、路面状態は以下の通り変化する。すなわち、時刻ｔ０〜ｔ２は、通常のアスファルト路面等の高μ路、時刻ｔ２〜ｔ４は、氷結路面等の低μ路、時刻ｔ４〜ｔ６は、高μ路である。

まず、従来例にかかる制御結果について、図１５（ａ）を参照して説明する。

時刻ｔ０では、バッテリ１が満充電であるため、ドライバのアクセルペダル操作によらずにブレーキ制動量Ｂが立ち上がることで制動している状態であり、外乱トルク推定値は平坦路相当の値を推定している。

時刻ｔ１以降では、車両が回生可能な低速域に入るため、摩擦ブレーキ制動が弱まり、回生トルクが増加し始める。回生トルクと摩擦ブレーキ１２によるブレーキトルクの切り替えは、各制動力の総量が変化しないようにスムーズに実行されるので、当該切り替えによる前後加速度の変化は生じない。なお、外乱トルク推定値は、ブレーキ制動量Ｂに応じて算出されるブレーキトルク推定値により補正されることで、実際の路面状況に即した平坦路相当になっている。

時刻ｔ２〜ｔ４では、車両の走行路面が低μ路となり、車両がスリップ状態となるため車速が急峻にゼロに近づくロック傾向になり、その後、スリップ状態からグリップ状態に戻り、車速が急峻に増加することで、外乱トルク推定値が上下し振動的になる。そのため、外乱トルク推定値に基づいて算出されるトルク指令値（モータトルク）も振動している。その結果、前後加速度が前後に揺すられるため、ドライバに不快な振動を与えてしまう。

続いて、本実施形態にかかる制御結果について、図１５（ｂ）を参照して説明する。

時刻ｔ０では、バッテリ１が満充電であるため、ドライバのアクセルペダル操作によらずにブレーキ制動量Ｂが立ち上がることで制動している状態であり、外乱トルク推定値は平坦路相当の値を推定している。

時刻ｔ１以降では、車両が回生可能な低速域に入るため、摩擦ブレーキ制動が弱まり、回生トルクが増加し始める。回生トルクと摩擦ブレーキ１２によるブレーキトルクの切り替えは、各制動力の総量が変化しないようにスムーズに実行されるので、当該切り替えによる前後加速度の変化は生じない。なお、外乱トルク推定値は、ブレーキ制動量Ｂに応じて算出されるブレーキトルク推定値により補正されることで、実際の路面状況に即した平坦路相当になっている。

時刻ｔ２からｔ４では、車両の走行路面が低μ路となり、車速が急峻にゼロに近づくロック傾向になる。そのため、摩擦ブレーキ制動量ＢがＯＮするのに加えて、車両がスリップ状態にあると判断されるので、停止制御中止判断フラグｆｌｇ_ｓｔｏｐが１に設定されるとともに、停止制御処理において算出される第３のトルク目標値Ｔｍ３^*が、アクセル開度−トルクテーブルを参照して算出される第４のトルク目標値Ｔｍ４^*へ切り替わる。その結果、停止制御を中止して、停止間際にモータトルクを外乱トルク推定値に収束させない制御に切り替わる。これにより、ドライバのアクセル操作に応じて算出される第４のトルク目標値Ｔｍ４^*に基づいて車両が操作されるため、スリップが収束傾向となり、従来例では発生していた外乱トルク推定値の振動を抑止し、前後加速度の振動をなくすことができる。

時刻ｔ４からｔ５では、路面状態が、低μ路から高μ路に戻り、スリップ状態判断フラグｆｌｇ_ｓｌｉｐが０に設定される。その後、所定のＴ１時間の間、図７のステップＳ７１３において設定された速応性を上げた停止制御開始時の速度パラメータによる停止制御によって、モータトルクが外乱トルク推定値に収束されるとともに、車両が減速していく。

そして、Ｔ１時間経過後のｔ５〜ｔ６において、通常時の制御パラメータが設定された停止制御によって車両が停止される。

以上、一実施形態に係る電動車両の制御装置は、走行駆動源として機能するとともに車両に回生制動力を与えるモータ４と、車両に摩擦制動力を与える摩擦制動部（例えば摩擦ブレーキ１２）と、を備える電動車両の制御方法を実現する装置であって、モータ４の回転速度を検出し、モータ４に作用する外乱トルクを推定し、車両状態に基づいて、摩擦制動部による摩擦制動量を検出または推定し、摩擦制動量推定値Ｂに応じて外乱トルク推定値を補正する。そして、電動車両が停車間際になると、モータ４の回転速度の低下とともに、モータトルクが外乱トルク推定値に収束するようにモータ４を制御する停止時のトルク制御（停止制御）を実行し、停車間際以降において、摩擦制動量推定値Ｂが予め設定された所定値より大きい場合は、停止時のトルク制御を中止するとともに、アクセル開度とモータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくトルク制御を実行する。

これにより、推定された摩擦制動量と実際に車両に作用しているブレーキ制動量とに乖離が生じても、摩擦制動量が予め設定された所定値より大きい場合は、停止制御を中止するとともに、アクセル開度とモータ回転速度より算出される駆動力特性に基づくドライバの意図に応じた制動力のコントロールが可能となる。このように、摩擦制動量が予め設定された所定値より大きい場合には、停止間際にモータトルクを外乱トルク推定値に収束させないことで、摩擦ブレーキが解放された際、停止制御の影響で車両が前進或いは後退することを抑止し、停車状態を保持することができる。

また、一実施形態の電動車両の制御装置によれば、摩擦制動部は電動車両の駆動輪９ａ、９ｂに作用する摩擦ブレーキ１２であって、摩擦制動量は、摩擦ブレーキ１２により車両に作用する摩擦制動力の大きさである。また、摩擦制動量は、ドライバのブレーキペダル操作に応じて増減する。これにより、人の飛び出し等による緊急制動時にドライバがブレーキペダルを操作する場合には、停止制御を中止して、車両の制動をドライバのブレーキペダル操作に委ねることができる。

また、一実施形態の電動車両の制御装置によれば、停車間際以降において停止制御を中止する場合は、停止制御を中止する時における外乱トルク推定値を保持し、停車間際以降において停止制御が中止された後、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となった場合は、停止制御を中止する際に保持した値を外乱トルク推定値の初期値に設定するとともに、停止制御を再開する。これにより、一定勾配の路面において摩擦制動量が所定値以下となった場合は、停止制御再開時の外乱トルク推定値を改めて算出することなく、正しい値で外乱トルク推定値を初期値として、停止制御を再開することができる。

また、一実施形態の電動車両の制御装置によれば、停車間際以降において、停止制御が中止された後、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となった場合は、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となってから所定時間Ｔ１経過するまでの間、停止制御にかかる制御パラメータの速応性を上げるとともに、駆動力特性に基づくトルク制御を中止して、停止制御を実行する。これにより、停止制御再開時に外乱トルク推定値を勾配外乱へと速やかに一致させることができる。

また、一実施形態の電動車両の制御装置によれば、電動車両の駆動輪９ａ、９ｂがスリップしているか否かを推定し、停車間際以降において、摩擦制動量が予め設定された所定値より大きく、且つ、駆動輪９ａ、９ｂがスリップしていると推定した場合は、停止制御を中止するとともに、アクセル開度と前記モータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくトルク制御を実行する。これにより、車両がスリップすることで、停止制御処理において用いられる車両モデル（Ｇｐ（ｓ）、Ｇｒ（ｓ））が成立しない場合は、停止制御を中止して、停止間際にモータトルクを外乱トルク推定値に収束させない制御に切り替わるので、停止制御の影響により車両が前後に揺れることを抑止することができる。

また、一実施形態の電動車両の制御装置によれば、停車間際以降において、停止制御を中止する場合は、停止制御を中止する時における外乱トルク推定値を保持し、停車間際以降において、停止制御が中止された後、所定値以下の摩擦制動量が検出または推定され、且つ、駆動輪９ａ、９ｂがスリップしていないと推定した場合は、停止制御を中止する際に保持した値を外乱トルク推定値の初期値に設定するとともに、駆動力特性に基づくトルク制御を中止して、停止制御を再開する。これにより、一定勾配の路面において摩擦制動量が所定値以下となり、かつ、車両がスリップ状態からグリップ状態に戻った場合に、停止制御再開時の外乱トルク推定値を改めて算出することなく、正しい値で外乱トルク推定値を初期値として、停止制御を再開することができる。

また、一実施形態の電動車両の制御装置によれば、停車間際以降において、停止制御が中止された後、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となり、且つ、前記駆動輪９ａ、９ｂがスリップしていないと推定した場合は、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となってから所定時間Ｔ１経過するまでの間、停止制御にかかる制御パラメータの速応性を上げるとともに、駆動力特性に基づくトルク制御を中止して、停止制御を実行する。これにより、停止制御再開時に外乱トルク推定値を勾配外乱へと速やかに一致させることができる。また、車両がグリップ状態に戻り停止制御が再開された時の路面状況が登坂路であっても、車両の後退が抑止され、速やかに停車することができる。

本発明は、上述した一実施形態に限定されることはない。例えば、図７を参照して説明した停止制御中止判断処理に係るフローでは、ステップＳ７０１〜ステップＳ７０３の全ての処理を順次実行していたが、必ずしも全てを実行する必要はなく、例えば、ブレーキペダルＳＷを検知せず（ステップＳ７０３）、ブレーキ制動量推定値Ｂと駆動輪９ａ、９ｂのスリップ状態に基づいて（ステップＳ７０１、７０２）、停止制御を中止するか否かを判断してもよい。

２…モータコントローラ（外乱トルク推定部、外乱トルク補正部、摩擦制動量取得部）
４…モータ
６…回転センサ（モータ回転速度検出部）
９ａ、９ｂ…駆動輪
１１…ブレーキコントローラ（摩擦制動量取得部）
１２…摩擦ブレーキ（摩擦制動部）

Claims (9)

1. 走行駆動源として機能するとともに車両に回生制動力を与えるモータと、車両に摩擦制動力を与える摩擦制動部と、を備える電動車両の制御方法において、
   前記モータの回転速度を検出し、
   前記モータに作用する外乱トルクを推定し、
   車両状態に基づいて、前記摩擦制動部による摩擦制動量を検出または推定し、
   前記摩擦制動量に応じて前記外乱トルクを補正し、
   電動車両が停車間際になると、前記モータの回転速度の低下とともに、前記モータトルクが前記外乱トルクの推定値に収束するように前記モータを制御する停止時のトルク制御を実行し、
   前記停車間際以降において、前記摩擦制動量が予め設定された所定値より大きい場合は、前記停止時のトルク制御を中止するとともに、アクセル開度と前記モータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくトルク制御を実行する、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
2. 前記摩擦制動部は電動車両の車輪に作用する摩擦ブレーキであって、
   前記摩擦制動量は、前記摩擦ブレーキにより車両に作用する摩擦制動力の大きさである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電動車両の制御方法。
3. 前記摩擦制動量は、ドライバのブレーキペダル操作に応じて増減する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の電動車両の制御方法。
4. 前記停車間際以降において、前記停止時のトルク制御を中止する場合は、前記停止時のトルク制御を中止する時における前記外乱トルクの値を保持し、
   前記停車間際以降において、前記停止時のトルク制御が中止された後、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となった場合は、前記停止時のトルク制御を中止する際に保持した値を前記外乱トルクの初期値に設定するとともに、前記停止時のトルク制御を再開する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法。
5. 前記停車間際以降において、前記停止時のトルク制御が中止された後、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となった場合は、
   摩擦制動量が予め設定された所定値以下となってから所定時間経過するまでの間、前記停止時のトルク制御にかかる制御パラメータの速応性を上げるとともに、前記駆動力特性に基づくトルク制御を中止して、当該停止時のトルク制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法。
6. 電動車両の駆動輪がスリップしているか否かを推定し、
   前記停車間際以降において、前記摩擦制動量が予め設定された所定値より大きく、且つ、前記駆動輪がスリップしていると推定した場合は、前記停止時のトルク制御を中止するとともに、アクセル開度と前記モータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくトルク制御を実行する、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法。
7. 前記停車間際以降において、前記停止時のトルク制御を中止する場合は、前記停止時のトルク制御を中止する時における前記外乱トルクの値を保持し、
   前記停車間際以降において、前記停止時のトルク制御が中止された後、所定値以下の摩擦制動量が検出または推定され、且つ、前記駆動輪がスリップしていないと推定した場合は、前記停止時のトルク制御を中止する際に保持した値を前記外乱トルクの初期値に設定するとともに、前記駆動力特性に基づくトルク制御を中止して、前記停止時のトルク制御を再開する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の電動車両の制御方法。
8. 前記停車間際以降において、前記停止時のトルク制御が中止された後、摩擦制動量が予め設定された所定値以下となり、且つ、前記駆動輪がスリップしていないと推定した場合は、
   摩擦制動量が予め設定された所定値以下となってから所定時間経過するまでの間、前記停止時のトルク制御にかかる制御パラメータの速応性を上げるとともに、前記駆動力特性に基づくトルク制御を中止して前記停止時のトルク制御を再開する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の電動車両の制御方法。
9. 走行駆動源として機能するとともに車両に回生制動力を与えるモータと、車両に摩擦制動力を与える摩擦制動部と、を備える電動車両の制御装置において、
   前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出部と、
   前記モータに作用する外乱トルクを推定する外乱トルク推定部と、
   車両状態に基づいて、前記摩擦制動部による摩擦制動量を検出または推定する摩擦制動量取得部と、
   前記摩擦制動量に応じて前記外乱トルクを補正する外乱トルク補正部と、を備え、
   電動車両が停車間際になると、前記モータの回転速度の低下とともに、前記モータトルクが前記外乱トルクの推定値に収束するように制御する停止時のトルク制御を実行し、
   前記停車間際以降において、前記摩擦制動量が予め設定された所定値より大きい場合は、前記停止時のトルク制御を中止するとともに、アクセル開度と前記モータの回転速度とに応じて算出される駆動力特性に基づくトルク制御を実行する、
   ことを特徴とする電動車両の制御装置。

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