JP2022184648A - 電動車両の制御方法及び電動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピッチング振動を抑制しつつ所望の加速度が得られる電動車両の制御方法及び制御装置を提供する。【解決手段】電動車両１に対する目標駆動力に基づいて、前輪１４の駆動力を定める第１前輪駆動力指令値Ｆf1*と、後輪１６の駆動力を定める第１後輪駆動力指令値Ｆr1*と、を演算し、第１前輪駆動力指令値Ｆf1*及び第１後輪駆動力指令値Ｆr1*に基づいて、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値を演算する。一方、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの検出値が取得される。そして、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値と検出値の差分に基づいて、ピッチング振動を抑制するために前輪１４と後輪１６の間で移動させるべき駆動力の大きさを表す駆動力移動量Ｔdが演算され、この駆動力移動量Ｔdに基づいて第１前輪駆動力指令値Ｆf1*及び第１後輪駆動力指令値Ｆr1*が補正される。【選択図】図６

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、電動車両におけるピッチング運動に起因した車体振動を抑制する車両の制御装置を開示している。この制御装置では、ピッチング運動の中心から所定の距離離れた位置における力学的な変動を推定する。そして、推定された変動に応じて、モータの出力トルクに対してフィルタリング処理を実行することによって、車体振動が抑制されるようにトルク指令値が補正される。

特開２０１３－２４０２５８号公報

しかしながら、上記の制御装置では、モータの出力トルクに対して、所定の周波数領域のゲインを小さくするフィルタリング処理が行われる。このため、実際のトルク応答は、本来の駆動力指令値に基づくトルク応答とは異なるトルク応答となる。その結果、モータの出力トルクに対してフィルタリング処理を実行する方法では、ピッチング運動に起因した車体振動（以下、ピッチング振動という）を抑制することができるものの、所望の加速度が得られないという問題がある。

本発明は、ピッチング振動を抑制しつつ所望の加速度が得られ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。

本発明のある態様は、前輪を駆動する第１モータと、後輪を駆動する第２モータと、を有する電動車両の制御方法である。この制御方法においては、電動車両に対する目標駆動力に基づいて、前輪の駆動力を定める前輪駆動力指令値と、後輪の駆動力を定める後輪駆動力指令値と、を演算し、前輪駆動力指令値及び後輪駆動力指令値に基づいて、電動車両に生じるピッチング振動の角速度または角度の規範値を演算する。一方、ピッチング振動を検出するセンサを用いて、ピッチング振動の角速度または角度の検出値が取得される。そして、ピッチング振動の角速度または角度の規範値と検出値の差分に基づいて、ピッチング振動を抑制するために前輪と後輪の間で移動させるべき駆動力の大きさを表す駆動力移動量が演算され、この駆動力移動量に基づいて前輪駆動力指令値及び後輪駆動力指令値が補正される。

本発明によれば、ピッチング振動を抑制しつつ所望の加速度が得られる電動車両の制御方法及び制御装置を提供することができる。

図１は、電動車両の構成を示すブロック図である。 図２は、電動車両の制御態様を示すフローチャートである。 図３は、アクセル開度と駆動力の関係を示すグラフである。 図４は、駆動力配分処理のブロック線図である。 図５は、加速時に電動車両に生じる力を示す説明図である。 図６は、ピッチ角制御演算のブロック線図である。 図７は、規範ピッチ角速度モデルのブロック線図である。 図８は、駆動力移動量からピッチ角速度までの逆モデルを示すブロック線図である。 図９は、駆動力移動量制限処理のブロック線図である。 図１０は、フロントモータトルク、リアモータトルク、ピッチ角、ピッチ角速度、及び、前後加速度の推移を示すグラフである。 図１１は、第２実施形態に係るピッチ制御演算処理のブロック線図である。 図１２は、ＦＦ補償処理のブロック線図である。 図１３は、規範ピッチ角モデルのブロック線図である。 図１４は、実ピッチ角モデルのブロック線図である。 図１５は、駆動力移動量からピッチ角までの逆モデルを示すブロック線図である。 図１６は、第２実施形態における規範ピッチ角速度モデルを示すブロック線図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

［第１実施形態］
図１は、電動車両１の構成を示すブロック図である。電動車両１は、電気自動車、ハイブリッド自動車、または、燃料電池自動車等、駆動力の一部または全部に電動モータの動力を利用する車両である。また、本実施形態の電動車両１は、いわゆる四輪駆動車両である。

図１に示すように、電動車両１は、フロント駆動システム２、リア駆動システム３、バッテリ４、及び、モータコントローラ５等を備える。

フロント駆動システム２は、電動車両１の前輪１４を駆動するための電気的及び機械的機構であり、モータコントローラ５によって制御される。具体的には、フロント駆動システム２は、前輪１４の他に、第１モータであるフロントモータ１０、フロントインバータ２０、及び、フロント減速機３０を備える。フロントモータ１０は、フロントインバータ２０のスイッチング動作に応じて、フロント減速機３０に駆動トルクを生じさせる。これにより、前輪１４は、フロント減速機３０から伝達される駆動トルクに応じて回転し、電動車両１に駆動力を生じさせる。なお、ここでいう駆動トルクには、いわゆる回生トルクが含まれる。

リア駆動システム３は、電動車両１の後輪１６を駆動するための電気的及び機械的機構であり、モータコントローラ５によって制御される。また、リア駆動システム３は、フロント駆動システム２と電気的及び機械的に対称に構成される。したがって、具体的には、リア駆動システム３は、後輪１６の他に、第２モータであるリアモータ１２、リアインバータ２２、及び、リア減速機３２を備える。そして、リアモータ１２は、リアインバータ２２のスイッチング動作に応じて、リア減速機３２に駆動トルクを生じさせる。これにより、後輪１６は、リア減速機３２から伝達される駆動トルクに応じて回転し、電動車両１に駆動力を生じさせる。

バッテリ４は、フロントインバータ２０とリアインバータ２２に電力を供給する。直流電源ラインに設けられた電圧センサ（図示しない）、またはバッテリコントローラ（図示しない）から送信される電源電圧値によって、モータコントローラ５は、バッテリ４の直流電圧Ｖ_dcを、車両情報の１つとして任意に取得可能である。

モータコントローラ５は、フロントモータ１０及びリアモータ１２を制御するように構成された１または複数のコンピュータであり、後述の各種演算を実行する演算器等として機能するようにプログラムされている。すなわち、モータコントローラ５は、電動車両１の制御装置である。これにより、モータコントローラ５は、フロントモータ１０もしくはリアモータ１２を動作させ、または、フロントモータ１０及びリアモータ１２を協働させることで、電動車両１の動作を制御する。

モータコントローラ５には、電動車両１の状態（車両状態）を示す各種の車両情報を、図示しないセンサ等を用いて任意に取得可能である。例えば、モータコントローラ５は、車速Ｖやアクセルの操作量を表すアクセル開度θを適宜取得し得る。また、モータコントローラ５は、フロント駆動システム２あるいはフロントモータ１０の動作状態を示す車両情報として、例えば、フロントモータ１０の回転子の電気角（以下、フロント回転子位相という）α_f、及び、フロントモータ１０に流れる電流Ｉ_fを取得する。同様に、モータコントローラ５は、リア駆動システム３あるいはリアモータ１２の動作状態を示す車両情報として、リアモータ１２の回転子の電気角（以下、リア回転子位相という）α_r、及び、リアモータ１２に流れる電流Ｉ_rを取得する。この他、モータコントローラ５は、電動車両１に生じるピッチング振動の角速度（以下、ピッチ角速度λ′という）または、ピッチング振動の角度（以下、ピッチ角λという）を取得し得る。本実施形態においては、モータコントローラ５は、ピッチ角速度λ′を取得する。なお、モータコントローラ５は、必要に応じて、直接的に取得する車両情報から他の車両情報を演算により求めることができる。

車速Ｖは、例えば、メータやブレーキコントローラ等の図示しないコントローラ等から取得される。また、車速Ｖは、フロントモータ１０（またはリアモータ１２）の回転数ωｍ、前輪１４（または後輪１６）の動半径Ｒ、及び、ファイナルギアのギア比を用いて、演算により求めてもよい。アクセル開度θ［％］は、図示しないアクセル開度センサを用いて検出される。

フロント回転子位相α_fは、フロントモータ１０に取り付けられた回転センサ１１によって検出される。同様に、リア回転子位相α_rは、リアモータ１２に取り付けられた回転センサ１３によって検出される。また、本実施形態においては、ピッチ角速度λ′は、ピッチレートセンサ１７によって検出される。但し、ピッチ角λ及びピッチ角速度λ′は、一方を微分または積分することにより他方を演算により求めることできるので、ピッチ角速度λ′を検出する代わりにピッチ角λを検出してもよい。この他、ピッチレートセンサ１７の代わりに、電動車両１の前後方向の加速度を検出する加速度センサを設ける場合、モータコントローラ５等のコントローラは、その出力値に基づいて、ピッチ角λ及び／またはピッチ角速度λ′を演算により求めることができる。

モータコントローラ５は、上記各種車両情報を表す入力信号に基づいて、フロントモータ１０及びリアモータ１２を制御するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成する。そして、モータコントローラ５は、生成したＰＷＭ信号に基づいて、フロントインバータ２０及びリアインバータ２２の駆動信号を生成する。

フロントインバータ２０及びリアインバータ２２は、モータコントローラ５から入力される駆動信号にしたがって動作し、バッテリ４から供給される直流電流を交流電流に変換して、フロントモータ１０及びリアモータ１２に出力する。フロントインバータ２０がフロントモータ１０に出力する電流Ｉ_fは電流センサ２６によって検出される。また、リアインバータ２２がリアモータ１２に出力する電流Ｉ_rは、電流センサ２８によって検出される。なお、フロントモータ１０及びリアモータ１２は、例えば三相交流モータであり、二相分の電流値から残りの一相の電流は演算によって求めることができる。このため、電流センサ２６，２８は、フロントモータ１０及びリアモータ１２に流れる電流Ｉ_f，Ｉ_rのうち任意の二相の電流を検出し、残り一相の電流はモータコントローラ５等のコントローラが演算により求めてもよい。

＜電動車両の全体制御＞
図２は、電動車両１の制御態様を示すフローチャートである。図２に示すように、ステップＳ２０１においては、モータコントローラ５は、入力処理を実行する。入力処理は、以下で説明する各種処理の演算等において必要な車両情報等を取得する処理である。

ステップＳ２０２においては、モータコントローラ５は、基本目標駆動力演算処理を実行する。基本目標駆動力演算処理は、目標駆動力指令値Ｆ^*（図４参照）を演算し、かつ、この目標駆動力指令値Ｆ^*を第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*（図４参照）と第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*（図４参照）に分配する処理である。すなわち、モータコントローラ５は、目標駆動力演算器及び駆動力分配器として機能する。

目標駆動力指令値Ｆ^*は、電動車両１に要求される駆動力、すなわち電動車両１に全体として生じさせるべき駆動力（以下、目標駆動力という）を定める指令値であり、アクセル開度θ及び車速Ｖに基づいて演算される。図３は、アクセル開度θと駆動力（目標駆動力）との関係を示すグラフである。図３に示すように、モータコントローラ５は、アクセル開度θに応じて目標駆動力を定めたテーブル（アクセル開度－駆動力テーブル）を予め保有しており、これを参照することにより、アクセル開度θ及び車速Ｖに応じた目標駆動力指令値Ｆ^*を演算する。なお、図３のグラフにおける横軸の回転数は、車速Ｖに基づいて演算により求められる。

第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*は、目標駆動力のうち、前輪１４で生じさせるべき駆動力（以下、前輪１４の駆動力という）を定める指令値である。同様に、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*は、目標駆動力のうち、後輪１６で生じさせるべき駆動力（以下、後輪１６の駆動力という）を定める指令値である。モータコントローラ５は、目標駆動力指令値Ｆ^*を駆動力分配処理によって第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*と第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に分配する。

図４は、駆動力配分処理Ｓ４０１のブロック線図である。図４に示すように、駆動力配分処理Ｓ４０１は、前輪駆動力演算処理Ｓ４０２と後輪駆動力演算処理Ｓ４０３とを含む。前輪駆動力演算処理Ｓ４０２は、目標駆動力指令値Ｆ^*に前輪１４用の分配比Ｋ_fを乗算することにより、目標駆動力指令値Ｆ^*から第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*を演算する処理である。後輪駆動力演算処理Ｓ４０３は、目標駆動力指令値Ｆ^*に後輪１６用の分配比「１－Ｋ_f」を乗算することにより、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*を演算する処理である。前輪１４用の分配比Ｋ_fは例えば電動車両１の動作状態等に応じて、ゼロから１の間の値に予め設定される。また、後輪１６用の分配比「１－Ｋ_f」は前輪１４用の分配比Ｋ_fによって自動的に決定される。

このように基本目標駆動力演算処理が実行されると、ステップＳ２０３（図２参照）では、モータコントローラ５は、ピッチ角制御演算処理を実行する。すなわち、モータコントローラ５は、ピッチ角制御演算部として機能する。ピッチ角制御演算処理は、電動車両１に生じる（または電動車両１に生じた）ピッチング振動を抑制するための演算を行う処理である。具体的には、ピッチ角制御演算処理では、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*をピッチング振動の程度に応じて補正することにより、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*が演算される。ピッチ角制御演算処理については、詳細を後述する。

ステップＳ２０４では、モータコントローラ５は、制振制御演算処理を実行する。制振制御演算処理は、いわゆるねじり振動等の駆動力伝達系で生じる振動を抑制するための演算を行う処理である。制振制御演算処理においては、モータコントローラ５は、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*を、前輪１４及び後輪１６の各ギア比及びタイヤ径に基づいて、モータトルク相当の値に変換することにより、前輪１４に対するモータトルク指令値Ｔ_f ^*及び後輪１６に対するモータトルク指令値Ｔ_r ^*を演算する。また、モータコントローラ５は、フロント回転子位相α_f等に基づいてフロントモータ１０の回転角速度ω_f（図示しない）を演算する。同様に、モータコントローラ５は、リア回転子位相α_r等に基づいてリアモータ１２の回転角速度ω_r（図示しない）を演算する。そして、モータコントローラ５は、前輪１４及び後輪１６の各モータトルク指令値Ｔ_f ^*，Ｔ_r ^*と、フロントモータ１０及びリアモータ１２の各回転角速度ω_f，ω_rと、に基づいて、最終的なモータトルク指令値（以下、制振制御後モータトルク指令値という）を、フロントモータ１０及びリアモータ１２についてそれぞれ演算する。この制振制御後モータトルク指令値に基づいて、フロントモータ１０及びリアモータ１２が駆動されることにより、駆動軸トルクの応答を犠牲にすることなく、ドライブシャフトのねじり振動等の駆動力伝達系で生じる振動が抑制される。なお、電動車両１がドライブシャフトを有しない場合や、機械的機構によりねじり振動等を抑制している場合には、ステップＳ２０４の制振制御演算処理は省略され得る。

ステップＳ２０５では、モータコントローラ５は、電流指令値演算処理を実行する。電流指令値演算処理は、フロントモータ１０及びリアモータ１２についてそれぞれｄ軸電流の目標値ｉ_d ^*とｑ軸電流の目標値ｉ_q ^*（以下、ｄｑ軸電流目標値ｉ_d ^*，ｉ_q ^*という）を演算する処理である。具体的には、モータコントローラ５は、制振制御後モータトルク指令値と、回転角速度ω_f，ω_rと、バッテリ４の直流電圧Ｖ_dcと、に基づいて、フロントモータ１０及びリアモータ１２についてそれぞれｄｑ軸電流目標値ｉ_d ^*，ｉ_q ^*を演算する。なお、モータコントローラ５は、制振制御後モータトルク指令値、回転角速度ω_f，ω_r、及び、バッテリ４の直流電圧Ｖ_dcと、ｄｑ軸電流目標値ｉ_d ^*，ｉ_q ^*と、を対応付けるテーブルを予め保有している。このため、モータコントローラ５は、このテーブルを参照することにより、フロントモータ１０及びリアモータ１２のｄｑ軸電流目標値ｉ_d ^*，ｉ_q ^*を演算する。

ステップＳ２０６では、モータコントローラ５は電流制御演算処理を実行する。電流制御演算処理は、ｄｑ軸電流目標値ｉ_d ^*，ｉ_q ^*に基づいて、フロントインバータ２０及びリアインバータ２２のスイッチング素子をそれぞれ開閉制御させるためのＰＷＭ信号を演算する処理である。

具体的には、モータコントローラ５は、電流Ｉ_f，Ｉ_rと、フロント回転子位相α_f及びリア回転子位相α_rと、を用いて、フロントモータ１０及びリアモータ１２のｄ軸電流ｉ_d及びｑ軸電流ｉ_q（以下、ｄｑ軸電流ｉ_d，ｉ_qという）をそれぞれ算出する。次いで、モータコントローラ５は、ｄｑ軸電流ｉ_d，ｉ_qとｄｑ軸電流目標値ｉ_d ^*，ｉ_q ^*の偏差に基づいて、フロントモータ１０及びリアモータ１２についてそれぞれｄ軸電圧指令値ｖ_d及びｑ軸電圧指令値ｖ_q（以下、ｄｑ軸電圧指令値ｖ_d，ｖ_qという）を演算する。その後、モータコントローラ５は、ｄｑ軸電圧指令値ｖ_d，ｖ_qと、フロント回転子位相α_f及びリア回転子位相α_rと、に基づいて、フロントモータ１０及びリアモータ１２についてそれぞれ三相電圧指令値を演算する。そして、モータコントローラ５は、この三相電圧指令値とバッテリ４の直流電圧Ｖ_dcに基づいて、フロントインバータ２０及びリアインバータ２２に入力するＰＷＭ信号をそれぞれ演算する。フロントインバータ２０及びリアインバータ２２は、このように算出されたＰＷＭ信号にしたがって内蔵するスイッチング素子を開閉する。その結果、フロントモータ１０及びリアモータ１２は、制振制御後モータトルク指令値で定められた所望のトルクでそれぞれに駆動される。

以下、ピッチ角制御演算処理について詳細を説明する。

＜ピッチ角制御演算処理で使用する伝達特性＞
図５は、加速時に電動車両１に生じる力を示す説明図である。ここでは、電動車両１の車体（以下、単に車体という）のばね上（サスペンションよりも上の部分）を剛体と仮定する。この場合、電動車両１には、電動車両１の駆動力の反力（以下、駆動力反力という）、慣性力、及び、サスペンションの作動状態によって定まる瞬間回転角θ_f，θ_rに応じた上下力が、車体のばね上に作用する。瞬間回転角θ_f，θ_rに応じた上下力とは、いわゆるアンチダイブ力及びアンチスカット力、または、これらによって生じるピッチングモーメントＭ_yである。

なお、以下で説明する運動方程式等で用いるパラメータは以下のとおりである。
重心高［ｍ］ Ｈ_g
前輪及び後輪の動半径［ｍ］ Ｒ_a
前輪の中心から重心までの距離［ｍ］ Ｌ_f
後輪の中心から重心までの距離［ｍ］ Ｌ_r
前輪サスペンションのばね係数［Ｎ／ｍ］ Ｋ_f
後輪サスペンションのばね係数［Ｎ／ｍ］ Ｋ_r
前輪のダンパ係数［Ｎ／（ｍ／ｓ）］ Ｃ_f
後輪のダンパ係数［Ｎ／（ｍ／ｓ）］ Ｃ_r
重心回りのピッチング慣性モーメント［ｋｇ／ｍ²］ Ｉ_y
ピッチ角［ｒａｄ］ λ
ピッチ角速度［ｒａｄ／ｓ］ λ′
前輪の瞬間回転角［ｒａｄ］ θ_f
後輪の瞬間回転角［ｒａｄ］ θ_r
前輪の駆動力［Ｎ］ Ｆ_f
後輪の駆動力［Ｎ］ Ｆ_r

ピッチングモーメントＭ_yは、上記各パラメータを用いて、下記の式（１）で表される。なお、瞬間回転角θ_f，θ_rは、ストローク時の変化が微小であるから、ここでは既知の固定値として扱う。すなわち、瞬間回転角θ_f，θ_rは、電動車両１の具板的構成に基づくシミュレーションまたは実験等によって予め定められる。

したがって、ピッチングの回転中心回りの運動方程式は、下記の式（２）で表される。また、式（２）における係数Ｃλ及び係数Ｋλは、下記の式（３）で表される。

そして、上記の式（２）をラプラス変換し、かつ、前輪１４の駆動力Ｆ_fが第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*に等しく、後輪１６の駆動力Ｆ_rが第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に等しいとする。これにより、下記の式（４）に示すように、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*の入力から、ピッチ角λの出力までの伝達特性Ｇ_pλ（ｓ）が得られる。式（４）に示すとおり、伝達特性Ｇ_pλ（ｓ）は２次系の応答である。

同様に、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*からピッチ角速度_λ′までの伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）は、下記の式（５）で表される。

第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*からピッチ角速度λ′までの規範応答に係る伝達特性Ｇ_rλ′（ｓ）は、ピッチング振動が最も低減された理想状態における伝達特性である。したがって、規範応答の伝達特性Ｇ_rλ′（ｓ）は、上記の伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）において減衰係数ζ_λを１とすることにより求められ、下記の式（６）で表される。

ピッチ角速度λ′の規範値（以下、規範ピッチ角速度という）λ_r′は、式（５）の第１式において、伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）の代わりに上記の式（６）を用いることによって求められる。すなわち、規範ピッチ角速度λ_r′は下記の式（７）で表される。ピッチ角速度λ′の規範値（規範ピッチ角速度λ_r′）とは、ピッチング振動が最も低減された理想状態において、ピッチング外乱ｄ等に起因して生じるピッチ角速度λ′の値をいう。

本実施形態のピッチ角制御演算処理では、後述するように、目標駆動力指令値Ｆ^*、すなわち第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*と第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*の和を一定に保つ。したがって、下記の式（８）に示すように、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に対して駆動力移動量Ｆ_dを加算または減算されることにより、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*が演算される。駆動力移動量Ｆ_d ^*は、ピッチング振動を抑制するために前輪１４と後輪１６の間で移動させるべき駆動力の大きさを表す。

なお、駆動力移動量Ｆ_dの符号は、後輪１６から前輪１４に移動させる方向を正とする。すなわち、後輪１６から前輪１４に駆動力を移動させる場合に駆動力移動量Ｆ_dは正であり、逆に前輪１４から後輪１６に駆動力を移動させる場合には駆動力移動量Ｆ_dは負である。

以下では、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*に駆動力移動量Ｆ_dを加算し、かつ、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*から駆動力移動量Ｆ_dを減算することを前提として、ピッチ角λの動特性を、任意の規範応答となるように導出する。

駆動力移動量Ｆ_dを適用した場合のピッチ角速度λ′の応答は、伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）を用いて、下記の式（９）で表される。よって、駆動力移動量Ｆ_dからピッチ角速度λ′までの伝達特性の逆モデルは、下記の式（１０）で表される。

また、規範ピッチ角速度λ_ｒ′に対するピッチング振動を生じる外乱（以下、ピッチング外乱という）を「ｄ」とする。このとき、ピッチング外乱ｄから規範ピッチ角速度λ_ｒ′への規範応答に係る伝達特性（以下、規範外乱応答という）Ｇ_rd（ｓ）は、下記の式（１１）で表される。

また、式（９）と、ピッチング外乱ｄに対する応答特性を決定する外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）と、を用いて、駆動力移動量Ｆ_dの演算式とピッチング外乱ｄを下記の式（１２）のように定義する。この場合、ピッチング外乱ｄからピッチ角速度λ′までの伝達特性は、下記の式（１３）で表される。

これらを用いて、式（１０）のとおり、伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）とゲインが同様でオーバーシュートがない伝達特性Ｇ_rd（ｓ）が得られるように、ピッチング外乱ｄからの応答を解くと、外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）は下記の式（１４）で表される。式（１４）に示すとおり、外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）は、伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）の固有振動数におけるバンドパスフィルタである。したがって、外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）の定常特性、すなわち、伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）の固有振動数近傍以外の振動数帯における特性はゼロである。

＜ピッチ角制御演算処理＞
図６は、ステップＳ２０３で実行するピッチ角制御演算処理のブロック線図である。図６に示すように、ピッチ角制御演算処理は、規範ピッチ角速度演算処理Ｓ６０１、差分演算処理Ｓ６０２、駆動力移動量演算処理Ｓ６０３、駆動力移動量制限処理Ｓ６０４、駆動力指令値補正処理Ｓ６０５、及び、位相調整処理Ｓ６０６を含む。なお、ピッチ角制御演算処理は、ピッチ角速度λ′の検出値をフィードバックすることにより、ピッチ角λの変動を補償するフィードバック補償処理（以下、ＦＢ補償処理という）である。

規範ピッチ角速度演算処理Ｓ６０１は、規範ピッチ角速度モデルにしたがって、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に基づき、規範ピッチ角速度λ_r′を演算する処理である。規範ピッチ角速度モデルの具体的内容については、詳細を後述する。

差分演算処理Ｓ６０２（図６参照）は、ピッチレートセンサ１７からピッチ角速度λ′の検出値を得て、規範ピッチ角速度λ_ｒ′との差分（λ_ｒ′－λ′）を演算する処理である。

駆動力移動量演算処理Ｓ６０３は、駆動力移動量Ｆ_dからピッチ角速度λ′の逆モデルを用いて、規範ピッチ角速度λ_ｒ′とピッチ角速度λ′の検出値の差分λ_ｒ′－λ′から、駆動力移動量Ｆ_dを演算する処理である。駆動力移動量Ｆ_dからピッチ角速度λ′の逆モデルについては、詳細を後述する。

駆動力移動量制限処理Ｓ６０４は、駆動力移動量演算処理Ｓ６０３で算出された駆動力移動量Ｆ_dに対して、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に基づく制限を施し、制限後駆動力移動量Ｆ_dLを算出する処理である。

例えば、駆動力移動量Ｆ_dが正の値であるとき、すなわち、ピッチング振動を低減するために後輪１６から前輪１４に駆動力を移動させる場合、駆動力移動量Ｆ_dを後輪１６の有する駆動力よりも小さくすることが望ましい。これは、駆動力移動量Ｆ_dが後輪１６の有する駆動力以上の値とすると、前輪１４は正の駆動力が生じて力行駆動されるが、後輪１６には負の駆動力が生じて回生駆動される状況が生じるからである。このように前輪１４と後輪１６で互いに逆向きの駆動力を生じさせる場合、揺り返しが発生し、あるいは、車体への負荷が大きくなるので、所望の運転が実現されない場合がある。したがって、駆動力移動量制限処理Ｓ６０４では、後輪１６の有する駆動力の範囲内に、後輪１６から前輪１４への駆動力移動量Ｆ_dを制限する。前輪１４から後輪１６に駆動力を移動させる場合、すなわち駆動力移動量Ｆ_dが負の値であるときも、これと同様である。駆動力移動量制限処理Ｓ６０４の具体的な処理内容については、詳細を後述する。

駆動力指令値補正処理Ｓ６０５は、制限後駆動力移動量Ｆ_dLに基づいて、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*を補正することにより、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*を演算する処理である。具体的には、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*に制限後駆動力移動量Ｆ_dLを加算することによって第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*が算出される。一方、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*から制限後駆動力移動量Ｆ_dLを減算することによって第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*が算出される。

位相調整処理Ｓ６０６は、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び／または第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*に対して、伝達特性Ｇ_r（ｓ）及び伝達特性Ｇ_rr（ｓ）で構成されるフィルタ（以下、位相調整フィルタという）によってフィルタリング処理を施す処理である。この位相調整フィルタは、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*から前輪１４までの動特性や位相と、第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*から後輪１６までの動特性や位相と、の相違がなくなるように、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び／または第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*を調整する。伝達特性Ｇ_r（ｓ）は、フロントモータ１０に対するモータトルク指令値（制振制御後モータトルク指令値）からフロントモータ１０の回転数への伝達特性であり、フロントモータ１０の応答遅れを表す。伝達特性Ｇ_rr（ｓ）は、リアモータ１２に対するモータトルク指令値（制振制御後モータトルク指令値）からリアモータ１２の回転数への伝達特性であり、リアモータ１２の応答遅れを表す。本実施形態においては、Ｇ_rr（ｓ）／Ｇ_r（ｓ）で表される位相調整フィルタによって、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*がフィルタリング処理され、第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*はそのまま出力される。

＜規範ピッチ角速度モデル＞
図７は、規範ピッチ角速度モデルのブロック線図である。図７に示すように、規範ピッチ角速度演算処理Ｓ６０１で用いる規範ピッチ角速度モデルは、式（７）に基づくものである。但し、本実施形態においては、規範ピッチ角速度モデルは、無駄時間フィルタリング処理と、伝達特性Ｇ_r（ｓ）及び伝達特性Ｇ_rr（ｓ）を用いたフィルタリング処理と、をさらに含む。

具体的には、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*は、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*から前輪１４の駆動力までの無駄時間τを持つオールパスフィルタｅ^-sτによってフィルタリングされる。次いで、伝達特性Ｇ_r（ｓ）によってフィルタリングされ、フロントモータ１０の応答遅れが考慮される。これらにより、規範ピッチ角速度λ_r′の位相とピッチ角速度λ′の検出値の位相が特に正確に一致する。なお、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*から前輪１４の駆動力までの無駄時間τは、モータコントローラ５等として機能するＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の演算時間や通信時間等である。

同様に、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*は、第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*から後輪１６の駆動力までの無駄時間τを持つオールパスフィルタｅ^-sτによってフィルタリングされる。次いで、伝達特性Ｇ_rr（ｓ）によってフィルタリングされ、リアモータ１２の応答遅れが考慮される。これにより、規範ピッチ角速度λ_r′の位相とピッチ角速度λ′の検出値の位相が特に正確に一致する。

上記フィルタリング処理を施された第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*は、式（７）にしたがって、瞬間回転角θ_f，θ_rに基づく係数Ｍ_f，Ｍ_r（式（４）参照）がそれぞれ乗算された後、加算される。その後、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*からピッチ角速度λ′までの規範応答に係る伝達特性Ｇ_rλ′（ｓ）によって、これらの和から規範ピッチ角速度λ_r′が算出される。

＜駆動力移動量からピッチ角速度の逆モデル＞
図８は、駆動力移動量Ｆ_dからピッチ角速度λ′までの逆モデルを示すブロック線図である。図８に示すように、駆動力移動量演算処理Ｓ６０３で用いる「駆動力移動量Ｆ_dからピッチ角速度λ′までの逆モデル」は、式（１２）に基づくものである。すなわち、駆動力移動量演算処理Ｓ６０３では、ピッチ角速度λ′の規範値（規範ピッチ角速度λ_r′）と検出値の差分λ_ｒ′－λ′に対して、伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）の逆モデル１／Ｇ_pλ′（ｓ）と外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）によるフィルタリング処理が施される。その後、瞬間回転角θ_f，θ_rに基づく係数Ｍ_f，Ｍ_rによって定まる所定の係数１／（Ｍ_f－Ｍ_r）が乗じられることにより、駆動力移動量Ｆ_dが算出される。

これにより、ピッチ角速度λ′が規範ピッチ角速度λ_ｒ′に一致または漸近して、ピッチング振動が抑制される駆動力移動量Ｆ_dが算出される。

＜駆動力移動量制限処理＞
図９は、駆動力移動量制限処理Ｓ６０４のブロック線図である。図９に示すように、駆動力移動量制限処理Ｓ６０４では、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*と駆動力移動量Ｆ_dが比較される。そして、これらのうち小さい方の値と、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*の符号反転値が比較され、これらのうち大きい方の値が制限後駆動力移動量Ｆ_dLとして出力される。これにより、駆動力移動量Ｆ_dは、前輪１４または後輪１６のうち、駆動力が減少する車輪が有する駆動力を超えない範囲に制限される。その結果、駆動力移動量制限処理Ｓ６０４では、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*の符号を同一に保持するように制限された制限後駆動力移動量Ｆ_dLが出力される。

例えば、駆動力移動量Ｆ_dが正の値であり、後輪１６から前輪１４に駆動力を移動させるとする。このとき、駆動力移動量Ｆ_dが第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*よりも小さい場合には、駆動力移動量Ｆ_ｄがそのまま制限後駆動力移動量Ｆ_ｄＬとして出力される。すなわち、駆動力移動量Ｆ_dが第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*よりも小さい範囲内であれば、駆動力移動量Ｆ_ｄに実質的な制限は生じない。一方、駆動力移動量Ｆ_dが後輪１６の第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*よりも大きい場合には、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*が制限後駆動力移動量Ｆ_dLとして出力される。すなわち、駆動力移動量Ｆ_dは、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*が上限となるように制限される。

これは、駆動力移動量Ｆ_ｄが負の値であり、前輪１４から後輪１６に駆動力を移動させるときも同様である。すなわち、駆動力移動量Ｆ_dが第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*よりも小さいときには駆動力移動量Ｆ_dがそのまま制限後駆動力移動量Ｆ_dLとなる。一方で、駆動力移動量Ｆ_dが第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*よりも大きいときには、駆動力移動量Ｆ_dは第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*が上限となるように制限される。

＜作用＞
以下、本実施形態に係る電動車両１の制御方法の作用を説明する。図１０は、（Ａ）フロントモータトルク、（Ｂ）リアモータトルク、（Ｃ）ピッチ角、（Ｄ）ピッチ角速度、及び、（Ｅ）前後加速度の推移を示すグラフである。なお、図１０において、実線は本実施形態に係る制御方法を実施した場合を表す。一方、破線は、モータの出力トルクに対してフィルタリング処理を施すことにより、ピッチング振動を抑制する比較例の推移を表す。また、図１０においては、電動車両１が停車した状態から時刻ｔ１にアクセルが急峻に踏み込まれ、目標駆動力指令値Ｆ^*がステップで増加し、その後、時刻ｔ２においてピッチング外乱ｄが生じたシーンを表している。

図１０（Ｃ）に示すように、時刻ｔ１において電動車両１が急発進する際にも、ピッチ角λにオーバーシュートは生じない。これは比較例においてもほぼ同様である。すなわち、本実施形態及び比較例の制御はともに急発進時のピッチング振動を抑制し得る。

しかし、図１０（Ｅ）に示すように、本実施形態の制御では、アクセルの踏み込みに応じた急峻な前後加速度が得られるが、比較例の制御では十分な前後加速度の上昇が得られない。

すなわち、比較例の制御では、モータの出力トルクに対してフィルタリング処理を施してピッチング振動を抑制するので、目標駆動力指令値Ｆ^*の一部が必ず低減される。このため、比較例の制御では、ピッチング振動が抑制される代わりに、アクセル操作に対応する所望の加速が得られない。

これに対し、本実施形態の制御では、ピッチ角速度λ′の検出値を用いたフィードバック制御によって第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*の分配を調整することで、目標駆動力指令値Ｆ^*を変えずにピッチング振動を抑制する。このため、本実施形態の制御によれば、ピッチング振動が抑制され、かつ、アクセル操作に対応する所望の加減速が得られる。

また、時刻ｔ２においてピッチング外乱ｄが生じると、図１０（Ｃ）に示すように、比較例の制御ではピッチ角λが大きくオーバーシュートする。これに対し、本実施形態の制御では、比較例よりもピッチング外乱ｄのオーバーシュートが小さい。すなわち、本実施形態の制御は、比較例の制御よりも、外乱によるピッチング振動（例えば揺り返し）を低減できる。

なお、上記第１実施形態においては、ピッチレートセンサ１７によってピッチ角速度λ′を検出し、ピッチ角速度λ′の規範値（規範ピッチ角速度λ_ｒ′）と検出値の差分に基づいて駆動力移動量Ｆ_dを算出しているが、これに限らない。例えば、ピッチ角λを直接的に検出し、または、ピッチ角速度λ′を用いてピッチ角λを算出することにより、ピッチ角λを間接的に検出してもよい。この場合も、モータコントローラ５は、ピッチ角λの規範値及び検出値を用いることで、ピッチ角速度λ′を用いる上記第１実施形態と同様にして駆動力移動量Ｆ_dを算出できる。具体的には、モータコントローラ５は、ピッチ角λの規範値（規範ピッチ角λ_r）とその検出値の差分λ_ｒ－λに基づいて、駆動力移動量Ｆ_dを算出できる。

以上のように、第１実施形態に係る制御方法は、前輪１４を駆動する第１モータであるフロントモータ１０と、後輪１６を駆動する第２モータであるリアモータ１２と、を有する電動車両１の制御方法である。この制御方法では、電動車両１に対する目標駆動力を定める目標駆動力指令値Ｆ^*に基づいて、前輪１４の駆動力を定める前輪駆動力指令値（第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*）と、後輪１６の駆動力を定める後輪駆動力指令値（第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*）と、が演算される。また、前輪駆動力指令値及び後輪駆動力指令値に基づいて、電動車両１に生じるピッチング振動の角速度（ピッチ角速度λ′）または角度（ピッチ角λ）の規範値（規範ピッチ角速度λ_r′または規範ピッチ角λ_r）が演算される。一方、ピッチング振動を検出するセンサを用いてピッチ角速度λ′またはピッチ角λの検出値が取得される。そして、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値と検出値の差分に基づいて、ピッチング振動を抑制するために前輪１４と後輪１６の間で移動させるべき駆動力の大きさを表す駆動力移動量Ｆ_dが演算され、この駆動力移動量Ｆ_dに基づいて前輪駆動力指令値及び後輪駆動力指令値が補正される。

このように、第１実施形態に係る制御方法では、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λを用いてピッチング振動を抑制するための駆動力移動量Ｆ_dを演算し、この駆動力移動量Ｆｄに基づいて前輪駆動力指令値及び後輪駆動力指令値が補正する。このため、第１実施形態に係る制御方法によれば、前輪１４及び後輪１６で生じる駆動力の和、すなわち、電動車両１に全体として生じさせる駆動力が保たれる。その結果、電動車両１のピッチング振動が抑制され、同時に、アクセル開度θ等に応じて定まる所望の加減速が得られる。すなわち、第１実施形態に係る制御方法によれば、運転者の運転操作に応じて要求される加減速と、ピッチング振動を低減するピッチ角λの制御が両立する。また、路面等から電動車両１にピッチング振動を生じさせるピッチング外乱ｄが加わったときには、ピッチ角λの変化が低減される。

また、第１実施形態に係る制御方法では、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値が、前輪１４及び後輪１６で生じる駆動力と、慣性力と、サスペンションの作動状態と、によって予め決定される前輪１４及び後輪１６の瞬間回転角θ_f，θ_rによって表される上下力に基づいて算出される。すなわち、電動車両１について予め定まる物理的なパラメータによってピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値が算出される。このため、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値は、電動車両１の具体的な構成に応じた実際的かつ正確な規範応答を表す値となる。その結果、第１実施形態に係る制御方法によれば、特に正確にピッチング振動が抑制される。

第１実施形態に係る制御方法では、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値は、前輪駆動力指令値（第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*）及び後輪駆動力指令値（第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*）から前輪１４及び後輪１６で生じる駆動力までの無駄時間τと、フロントモータ１０及びリアモータ１２の応答遅れと、に基づいて演算される。すなわち、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値は、オールパスフィルタｅ^-sτと伝達特性Ｇ_r（ｓ），Ｇ_rr（ｓ）で第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*をフィルタリング処理することによって演算される。これにより、規範ピッチ角速度λ_r′または規範ピッチ角λ_rの位相と、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの検出値の位相と、が特に正確に一致する。その結果、余分な駆動力移動量Ｆ_dの発生が抑えられ、特に正確にピッチング振動が抑制される。

第１実施形態に係る制御方法では、駆動力移動量Ｆ_dは、定常特性がゼロである外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）を用いて演算される。これにより、第１実施形態に係る制御方法は、ピッチ角λの制御に関して、過渡応答にだけ作用する制御系となっている。したがって、定常応答の範囲内においては、駆動力移動量Ｆ_dはゼロとなり、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*で定められるとおりの出力が実現される。すなわち、過渡的または一時的に必要となる場合を除いて、前輪１４及び後輪１６の間で駆動力が無駄に移動されることがない。その結果、車体への負担が低減される。

第１実施形態に係る制御方法では、外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）は、具体的に、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの共振周波数を通過させるバンドパスフィルタとなっている。このため、ピッチング外乱ｄによって生じるピッチング振動の共振周波数のゲインを低減するような駆動力移動量Ｆ_dが算出される。その結果、ピッチング外乱ｄによって生じるピッチング振動が特に良く低減される。

第１実施形態に係る制御方法では、駆動力移動量Ｆ_dは、駆動力移動量制限処理Ｓ６０４によって、前輪駆動力指令値（第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*）及び後輪駆動力指令値（第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*）の符号が互いに同一となる範囲でとり得る値に制限される。これにより、ピッチング振動を抑制するために駆動力が移動されても、前輪１４が力行駆動され、後輪１６が回生駆動されるような状況は生じない。その結果、車体への負担が低減される。また、燃費性能への跳ね返り（燃費の悪化）を防止できる。

第１実施形態に係る制御方法では、位相調整処理Ｓ６０６において、駆動力移動量Ｆ_dに基づいて補正された前輪駆動力指令値（第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*）及び／または後輪駆動力指令値（第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*）の動特性及び位相が調整される。第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*から前輪１４及び後輪１６の駆動力までの各動特性や位相が異なる場合、規範応答どおりのピッチ角応答が実現されない場合がある。しかし、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*から前輪１４及び後輪１６の駆動力までの各動特性や位相が調整されると、規範応答どおりのピッチ角応答を実現しやすい。

［第２実施形態］
上記第１実施形態においては、ステップＳ２０３で実行するピッチ角制御演算処理が、ピッチ角速度λ′の検出値をフィードバックするＦＢ補償処理によって構成されているが、これに限らない。ピッチ角制御演算処理は、ピッチ角速度λ′を推定し、その推定値を用いるフィードフォワード制御による補償処理（以下、ＦＦ補償処理という）によって構成することができる。また、ピッチ角制御演算処理は、ＦＦ補償処理とＦＢ補償処理の組み合わせによって構成されていてもよい。以下、本第２実施形態においては、ピッチ角制御演算処理が、ＦＦ補償処理と第１実施形態のＦＢ補償処理の組み合わせによって構成されている例を説明する。

図１１は、第２実施形態に係るピッチ角制御演算処理のブロック線図である。図１１に示すように、ステップＳ２０３のピッチ角制御演算処理が第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*を入力とすること、及び、ピッチ角制御演算処理によってこれらを補正した第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*が出力されることは、第１実施形態と同様である。但し、本第２実施形態においては、ピッチ角制御演算処理は、ＦＦ補償処理Ｓ１１０１とＦＢ補償処理Ｓ１１０２を含む。

ＦＦ補償処理Ｓ１１０１は、フィードフォワード制御によってピッチ角λの変動を補償することにより、電動車両１に生じる（または電動車両１に生じた）ピッチング振動を抑制する処理である。ＦＦ補償処理Ｓ１１０１では、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*をピッチング振動の程度に応じて補正される。ＦＦ補償処理Ｓ１１０１で補正された第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*（以下、ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*という）、及び、ＦＦ補償処理Ｓ１１０１で補正された第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*（以下、ＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*という）を出力する。ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*及びＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*は、ＦＢ補償処理Ｓ１１０２の入力となる。

なお、第１実施形態のピッチ角制御演算処理では、ピッチ角速度λ′の規範値と検出値が使用されているが、以下に詳述するように、本第２実施形態のＦＦ補償処理Ｓ１１０１では、ピッチ角速度λ′ではなく、ピッチ角λの規範値と推定値が使用される。但し、本実施形態のＦＦ補償処理Ｓ１１０１では、ピッチ角λの規範値及び推定値の代わりに、ピッチ角速度λ′の規範値及び推定値が使用されてもよい。

図１２は、ＦＦ補償処理Ｓ１１０１のブロック線図である。図１２に示すように、規範ピッチ角応答演算処理Ｓ１２０１、ピッチ角推定処理Ｓ１２０２、差分演算処理Ｓ１２０３、駆動力移動量演算処理Ｓ１２０４、駆動力移動量制限処理Ｓ１２０５、駆動力指令値補正処理Ｓ１２０６、及び、位相調整処理Ｓ１２０７を含む。

規範ピッチ角応答演算処理Ｓ１２０１は、規範ピッチ角モデルにしたがって、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に基づき、規範ピッチ角λ_rを演算する処理である。

図１３は、規範ピッチ角モデル（規範ピッチ角応答演算処理Ｓ１２０１）のブロック線図である。図１３に示すように、規範ピッチ角モデルは、下記の式（１５）に基づくものである。この規範ピッチ角モデルは、規範ピッチ角速度モデル（式（７）参照）と同様に導出される。また、規範ピッチ角モデルで使用される伝達特性Ｇ_rλ（ｓ）は、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*からピッチ角λまでの規範応答に係る伝達特性であり、式（４）の伝達特性Ｇ_pλ（ｓ）において減衰係数ζ_λを１としたものである。

ピッチ角推定処理Ｓ１２０２は、実ピッチ角モデルにしたがって、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に基づき、ピッチ角λの推定値であるピッチ角推定値λ＾を演算する処理である。

図１４は、実ピッチ角モデル（ピッチ角推定処理Ｓ１２０２）のブロック線図である。図１４に示すように、実ピッチ角モデルは、下記の式（１６）に基づくものである。この実ピッチ角モデルは、式（４）のピッチ角λをピッチ角推定値λ＾に置き換えたものである。

差分演算処理Ｓ１２０３は、規範ピッチ角λ_rとピッチ角推定値λ＾の差分（λ_r－λ＾）を演算する処理である。

駆動力移動量演算処理Ｓ１２０４は、駆動力移動量Ｔ_dFFからピッチ角λの逆モデルを用いて、規範ピッチ角λ_rとピッチ角推定値λ＾の差分λ_r－λ＾から、駆動力移動量Ｔ_dFFを演算する処理である。駆動力移動量演算処理Ｓ１２０４で演算する駆動力移動量Ｔ_dFFは、第１実施形態における駆動力移動量Ｆ_d及びＦＢ補償処理Ｓ１１０２で演算する駆動力移動量Ｆ_dFB（図示しない）と同様のものであるが、区別のためにＦＦの添字を付している。

図１５は、駆動力移動量Ｆ_dFFからピッチ角λまでの逆モデル（駆動力移動量演算処理Ｓ１２０４）を示すブロック線図である。図１５に示すように、駆動力移動量Ｆ_dFFからピッチ角λまでの逆モデルは、下記の式（１７）に基づくものである。すなわち、駆動力移動量Ｆ_dFFからピッチ角λまでの逆モデルは、式（１２）において、外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）を「１」に、規範ピッチ角速度λ_r′を規範ピッチ角λ_rに、ピッチ角速度λ′をピッチ角λに、それぞれ置き換えたものである。外乱応答フィルタＨ_d（ｓ）を「１」に置き換えるのは、本実施形態においてはＦＢ補償処理Ｓ１１０２でピッチング外乱ｄの応答が考慮されるので、ＦＦ補償処理Ｓ１１０１の段階ではピッチング外乱ｄを考慮する必要がないからである。

駆動力移動量制限処理Ｓ１２０５は、駆動力移動量演算処理Ｓ１２０４で演算された駆動力移動量Ｆ_dFFに対して、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に基づく制限を施し、制限後駆動力移動量Ｆ_dFFLを算出する処理である。駆動力移動量制限処理Ｓ１２０５において、駆動力移動量Ｆ_dFFを制限する目的、及び、制限後駆動力移動量Ｆ_dFFLの具体的な算出方法は、第１実施形態の駆動力移動量制限処理Ｓ６０４と同様である。

駆動力指令値補正処理Ｓ１２０６は、制限後駆動力移動量Ｆ_dFFLに基づいて、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*を補正することにより、ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆλ_f ^*及びＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆλ_r ^*を演算する処理である。具体的には、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*に制限後駆動力移動量Ｆ_dFFLを加算することによってＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆλ_f ^*が算出される。一方、第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*から制限後駆動力移動量Ｆ_dFFLを減算することによってＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆλ_r ^*が算出される。

位相調整処理Ｓ１２０７は、ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*及び／またはＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*に対して、伝達特性Ｇ_r（ｓ）及び伝達特性Ｇ_rr（ｓ）で構成される位相調整フィルタによってフィルタリング処理を施す処理である。すなわち、位相調整処理Ｓ１２０７の目的及び具体的な処理内容は、第１実施形態の位相調整処理Ｓ６０６と同様である。位相が調整されたＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆλ_f ^*及びＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*は、ＦＢ補償処理Ｓ１１０２で使用される。

ＦＢ補償処理Ｓ１１０２では、ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*及びＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*をピッチング振動の程度に応じて補正することにより、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*が演算される。

ＦＢ補償処理Ｓ１１０２の具体的な処理内容は、基本的に、第１実施形態のピッチ角制御演算処理（ステップＳ２０３）と同様である。但し、ＦＢ補償処理Ｓ１１０２では、入力として、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*の代わりに、ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*及びＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*を用いられる。また、ＦＢ補償処理Ｓ１１０２においては、規範ピッチ角速度λ_r′が伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）を用いて算出される。

図１６は、第２実施形態における規範ピッチ角速度モデル（規範ピッチ角速度演算処理Ｓ６０１）を示すブロック線図である。図１６に示すように、ＦＢ補償処理Ｓ１１０２で使用する規範ピッチ角速度モデルでは、オールパスフィルタｅ^-sτと伝達特性Ｇ_r（ｓ）によって、ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*がフィルタリングされる。また、同様に、ＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*は、オールパスフィルタｅ^-sτと伝達特性Ｇ_rr（ｓ）によってフィルタリングされる。これらは第１実施形態のピッチ角制御演算処理と同様である。

一方、ＦＢ補償処理Ｓ１１０２で使用する規範ピッチ角速度モデルは、上記のフィルタリング処理を除く部分が下記の式（１８）に基づくものである。すなわち、伝達特性Ｇ_rλ′（ｓ）の代わりに、伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）が用いられる。これは、本実施形態においては、全段階でＦＦ補償処理Ｓ１１０１が行われているので、ここでは伝達特性Ｇ_pλ′（ｓ）を用いる方がより正確に規範ピッチ角速度λ_r′を求められるからである。

上記のように構成される第２実施形態の制御によれば、第１実施形態の制御と同様に、電動車両１のピッチング振動が抑制され、同時に、アクセル開度θ等に応じて定まる所望の加減速が得られる。

さらに、第２実施形態の制御は、無駄時間τのゆらぎに対して特に堅牢である。すなわち、第２実施形態の制御では、ＦＦ補償処理Ｓ１１０１を組み合わせたことにより、無駄時間τのゆらぎの影響が低減され、制御性能が向上する。

例えば、第１実施形態または第２実施形態のＦＢ補償処理Ｓ１１０２を単独で実行する場合、第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*及び第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*に対するピッチ角速度λ′がフィードバックされるので、同時に、各種の通信、演算、及び、ピッチ角速度λ′の検出等のタイミングのばらつきによって生じる無駄時間τにゆらぎ（微小変化）もフィードバックされる。その結果、この無駄時間τのゆらぎによって制御性能が低下する場合がある。一方、ＦＦ補償処理Ｓ１１０１は、フィードフォワード処理であるから、こうした無駄時間τのゆらぎの影響を受けない。このため、第２実施形態の制御のようにピッチ角制御演算処理においてＦＦ補償処理Ｓ１１０１とＦＢ補償処理Ｓ１１０２を実行すると、ピッチング振動を抑制しつつ所望の加減速が得られる上に、無駄時間τのゆらぎが生じたとしても制御性能が維持される。

なお、上記第２実施形態では、ＦＦ補償処理Ｓ１１０１において、ピッチ角λの規範値（規範ピッチ角λ_r）と推定値（ピッチ角推定値λ＾）に基づいて駆動力移動量Ｔ_dFFを演算しているが、これに限らない。ＦＦ補償処理Ｓ１１０１では、ピッチ角速度λ′の規範値（規範ピッチ角速度λ_r′）とその推定値（規範ピッチ角速度推定値（図示しない））に基づいて駆動力移動量Ｔ_dFFを演算することができる。規範ピッチ角速度推定値は、規範ピッチ角推定値λ＾と同様にして算出される。また、規範ピッチ角速度λ_r′と規範ピッチ角速度推定値から駆動力移動量Ｔ_dFFを算出する方法も、ピッチ角λの規範値及び推定値を用いる場合と同様である。

以上のように、第２実施形態に係る電動車両１の制御方法では、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*が算出される。そして、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に基づいて、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値（例えば規範ピッチ角λ_r）が演算される。また、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*に基づいて、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの推定値（例えばピッチ角推定値λ＾）が演算される。そして、この規範値と推定値の差分（例えばλ_r－λ＾）に基づいて、駆動力移動量である第１駆動力移動量（Ｔ_dFF）が演算される。その後、第１駆動力移動量（Ｔ_dFF）に基づいて、第１前輪駆動力指令値Ｆ_f1 ^*及び第１後輪駆動力指令値Ｆ_r1 ^*を補正する第１補正（駆動力指令値補正処理Ｓ１２０６）が実行される。これにより、第１補正後の前輪駆動力指令値（ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*）、及び、第１補正後の後輪駆動力指令値（ＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*）が演算される。さらに、ピッチ角速度λ′またはピッチ角λの規範値（例えば規範ピッチ角速度λ_r′）と検出値（例えばピッチ角速度λ′）の差分（λ_ｒ′－λ′）に基づいて、駆動力移動量である第２駆動力移動量（ＦＢ補償処理Ｓ１１０２の駆動力移動量Ｔ_dFB）が演算される。そして、第２駆動力移動量（Ｔ_dFB）に基づいて、第１補正後の前輪駆動力指令値（ＦＦ補償後前輪駆動力指令値Ｆ_λf ^*）、及び、第１補正後の後輪駆動力指令値（ＦＦ補償後後輪駆動力指令値Ｆ_λr ^*）を補正する第２補正（駆動力指令値補正処理Ｓ６０５）が実行される。これにより、最終的な前輪駆動力指令値（第２前輪駆動力指令値Ｆ_f2 ^*）及び最終的な後輪駆動力指令値（第２後輪駆動力指令値Ｆ_r2 ^*）が演算される。

この構成により、第２実施形態に係る電動車両１の制御方法によれば、ピッチング振動を抑制しつつ所望の加減速が得られる上に、無駄時間τのゆらぎが生じたとしても制御性能が維持される。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態等で説明した構成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限定する趣旨ではない。例えば、規範ピッチ角速度λ_r′を式（６）の伝達特性Ｇ_rλ′（ｓ）を用いて算出しているが、変化率リミッタ等を用いた任意の応答としてもよい。規範ピッチ角λ_rについても同様である。

１：電動車両、２：フロント駆動システム、３：リア駆動システム、４：バッテリ、５：モータコントローラ、１０：フロントモータ、１１：回転センサ、１２：リアモータ、１３：回転センサ、１４：前輪、１６：後輪、１７：ピッチレートセンサ、２０：フロントインバータ、２２：リアインバータ、２６：電流センサ、２８：電流センサ、３０：フロント減速機、３２：リア減速機、Ｓ４０１：駆動力配分処理、Ｓ４０２：前輪駆動力演算処理、Ｓ４０３：後輪駆動力演算処理、Ｓ６０１：規範ピッチ角速度演算処理、Ｓ６０２：差分演算処理、Ｓ６０３：駆動力移動量演算処理、Ｓ６０４：駆動力移動量制限処理、Ｓ６０５：駆動力指令値補正処理、Ｓ６０６：位相調整処理、Ｓ１１０１：ＦＦ補償処理、Ｓ１１０２：ＦＢ補償処理、Ｓ１２０１：規範ピッチ角応答演算処理、Ｓ１２０２：ピッチ角推定処理、Ｓ１２０３：差分演算処理、Ｓ１２０４：駆動力移動量演算処理、Ｓ１２０５：駆動力移動量制限処理、Ｓ１２０６：駆動力指令値補正処理、Ｓ１２０７：位相調整処理

Claims (9)

1. 前輪を駆動する第１モータと、後輪を駆動する第２モータと、を有する電動車両の制御方法であって、
   前記電動車両に対する目標駆動力を定める目標駆動力指令値に基づいて、前記前輪の駆動力を定める前輪駆動力指令値と、前記後輪の駆動力を定める後輪駆動力指令値と、を演算し、
   前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値に基づいて、前記電動車両に生じるピッチング振動の角速度または角度の規範値を演算し、
   前記ピッチング振動を検出するセンサを用いて前記角速度または前記角度の検出値を取得し、
   前記角速度または前記角度の前記規範値と前記検出値の差分に基づいて、前記ピッチング振動を抑制するために前記前輪と前記後輪の間で移動させるべき駆動力の大きさを表す駆動力移動量を演算し、
   前記駆動力移動量に基づいて前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値を補正する、
   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、
   前記角速度または前記角度の前記規範値は、前記前輪及び前記後輪で生じる駆動力と、慣性力と、サスペンションの作動状態と、によって予め決定される前記前輪及び前記後輪の瞬間回転角によって表される上下力に基づいて算出される、
   電動車両の制御方法。
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、
   前記角速度または前記角度の前記規範値は、前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値から前記前輪及び前記後輪で生じる駆動力までの無駄時間と、前記第１モータ及び前記第２モータの応答遅れと、に基づいて演算される、
   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、
   前記駆動力移動量は、定常特性がゼロであるフィルタを用いて演算される、
   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、
   前記フィルタが、前記角速度または前記角度の共振周波数を通過させるバンドパスフィルタである、
   電動車両の制御方法。
6. 請求項１～５のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記駆動力移動量は、前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値の符号が互いに同一となる範囲でとり得る値に制限される、
   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、
   前記駆動力移動量に基づいて補正された前記前輪駆動力指令値及び／または前記後輪駆動力指令値の動特性及び位相を調整する、
   電動車両の制御方法。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載の電動車両の制御方法であって、
   前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値を算出し、
   前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値に基づいて、前記角速度または前記角度の前記規範値を演算し、
   前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値に基づいて、前記角速度または前記角度の推定値を演算し、
   前記規範値と前記推定値の差分に基づいて、前記駆動力移動量である第１駆動力移動量を演算し、
   前記第１駆動力移動量に基づいて、前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値を補正する第１補正を実行することにより、前記第１補正後の前記前輪駆動力指令値、及び、前記第１補正後の前記後輪駆動力指令値を演算し、
   前記規範値と前記検出値の差分に基づいて、前記駆動力移動量である第２駆動力移動量を演算し、
   前記第２駆動力移動量に基づいて、前記第１補正後の前記前輪駆動力指令値、及び、前記第１補正後の前記後輪駆動力指令値を補正する第２補正を実行することにより、最終的な前記前輪駆動力指令値及び最終的な前記後輪駆動力指令値を演算する、
   電動車両の制御方法。
9. 前輪を駆動する第１モータと、後輪を駆動する第２モータと、を有する電動車両の制御装置であって、
   前記制御装置は、
   前記電動車両に対する目標駆動力に基づいて、前記前輪の駆動力を定める前輪駆動力指令値と、前記後輪の駆動力を定める後輪駆動力指令値と、を演算し、
   前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値に基づいて、前記電動車両に生じるピッチング振動の角速度または角度の規範値を演算し、
   前記ピッチング振動を検出するセンサを用いて前記角速度または前記角度の検出値を取得し、
   前記角速度または前記角度の前記規範値と前記検出値の差分に基づいて、前記ピッチング振動を抑制するために前記前輪と前記後輪の間で移動させるべき駆動力の大きさを表す駆動力移動量を演算し、
   前記駆動力移動量に基づいて前記前輪駆動力指令値及び前記後輪駆動力指令値を補正する、
   電動車両の制御装置。

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