JP5524808B2 - 電動車両用制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、蓄電装置からの電力を電動機に供給して駆動力を得る電動車両用制御装置に関する。

電動車両に関する技術の１つとして、走行モータ（電動機）の制御技術がある（例えば、特許文献１）。特許文献１では、力行状態と回生状態との切替りに伴う走行モータの変位によって生じるトルクショックの発生を防止することを課題としている（要約参照）。この課題を解決するため、特許文献１では、指令トルクが駆動トルクから回生トルクに又は回生トルクから駆動トルクに切り替わるとき、指定トルクを所定時間ゼロにする（要約、図７〜図１０参照）。

ところで、車両の走行モードとして、ノーマルモード、スポーツモード、エコノミーモード等を設けることが行われている（例えば、特許文献２）。

特開平１０―３０４５０９号公報 特開２００７―３０２０５５号公報

上記のように、特許文献１の制御では、力行状態から回生状態への切替り時又は回生状態から力行状態への切替り時（以下、両切替り時をまとめて「零クロス時」という。）に指令トルクを所定時間ゼロにする。換言すると、特許文献１では、零クロス時のトルクショックを抑制することを優先している。その結果、零クロス時において、ドライバによるアクセルペダルの操作と走行モータの駆動力との間に若干の応答遅れが発生するおそれがある。このような若干の応答遅れは、電動車両の出力応答性を優先する走行モード（例えば、スポーツモード）が選択されている場合、ドライバに違和感を与えるおそれがある。

この発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、零クロス時において、各走行モードに応じた電動機の制御が可能な電動車両用制御装置を提供することを目的とする。

この発明に係る電動車両用制御装置は、蓄電装置からの電力を電動機に供給して駆動力を得るものであって、アクセル開度に対する駆動力特性について、前記電動車両の出力応答性を優先する第１走行モードと、前記第１走行モードよりも電費を優先する第２走行モードとを含む複数の走行モードを設定し、前記アクセル開度と車速に基づき前記電動機の目標駆動力を決定し、前記アクセル開度が大きいほど前記目標駆動力を高くする目標駆動力決定部と、前記目標駆動力について、回生側の零近傍値である第１零クロス閾値と、力行側の零近傍値である第２零クロス閾値とを設定し、前記第１零クロス閾値と前記第２零クロス閾値との間の零クロス域の幅を、前記第１走行モードのときよりも前記第２走行モードのときに広くする零クロス域設定部と、前記電動機の駆動力の変化を、前記目標駆動力が前記零クロス域外であるときよりも、前記目標駆動力が前記零クロス域内にあるときに緩やかにして前記電動機を制御する零クロス制御部とを備えることを特徴とする。

前記零クロス制御部は、前記目標駆動力が前記零クロス域内であるときの前記電動機の駆動力の変化を、前記第１走行モードのときよりも前記第２走行モードのときに緩やかにして前記電動機を制御してもよい。

この発明によれば、目標駆動力が零クロス域内にあるときに電動機の駆動力の変化を緩やかにする制御（以下「零クロス制御」という。）に入るタイミング及び零クロス制御を終了するタイミングを走行モードに応じて変化させる。このため、電動車両の出力応答性を優先する第１走行モードではドライバの意思に合わせた加速感を提供可能であると共に、第１走行モードよりも電費を優先する第２走行モードでは、力行状態と回生状態とが切り替わる零クロス時における振動や衝撃を低減することが可能となる。

この発明の一実施形態に係る制御装置としての電子制御装置（ＥＣＵ）を搭載した電動車両の概略構成図である。 走行モータのトルクと前記走行モータの変位との関係を示す３つの状態を示す図である。 零クロス時における目標駆動力の一例を示す図である。 前記ＥＣＵの目標駆動力算出機能を用いて前記目標駆動力を算出する第１フローチャートである。 前記ＥＣＵの目標駆動力算出機能を用いて前記目標駆動力を算出する第２フローチャートである。 前記ＥＣＵがフィルタ係数及び第１上限変化量を算出するフローチャートである。 走行モード毎に車速とフィルタ係数との関係を規定した特性図である。 走行モード毎に車速と第１上限変化量との関係を規定した特性図である。 前記ＥＣＵが零クロス域の特性を設定するフローチャートである。 走行モード毎に車速と第２上限変化量との関係を規定した特性図である。 走行モード毎に車速と下側閾値及び上側閾値との関係を規定した特性図である。 前記目標駆動力と電動車両の前後方向の加速度とマウントショックとの関係の一例を簡易的に示す説明図である。

１．全体的な構成の説明
［全体構成］
図１は、この発明の一実施形態に係る制御装置としての電子制御装置３４（以下「ＥＣＵ３４」という。）を搭載した電動車両１０の概略構成図である。電動車両１０（以下「車両１０」ともいう。）は、ＥＣＵ３４に加え、走行モータ１２（以下「モータ１２」という。）と、インバータ１４と、バッテリ１６と、アクセルペダル１８と、開度センサ２０と、車速センサ２２と、加速度センサ２４と、電流センサ２６、２８と、レゾルバ３０と、モード切替スイッチ３２とを有する。

［電力系］
モータ１２は、３相交流ブラシレス式であり、インバータ１４を介してバッテリ１６から供給される電力に基づいて車両１０の駆動力Ｆ［Ｎ］（又はトルク［Ｎ・ｍ］）を生成する。また、モータ１２は、回生を行うことで生成した電力（回生電力Ｐｒｅｇ）［Ｗ］をバッテリ１６に出力することでバッテリ１６を充電する。回生電力Ｐｒｅｇは、図示しない補機に対して出力してもよい。

インバータ１４は、３相フルブリッジ型の構成とされて、直流／交流変換を行い、直流を３相の交流に変換してモータ１２に供給する一方、回生動作に伴う交流／直流変換後の直流をバッテリ１６に供給する。

バッテリ１６は、複数のバッテリセルを含む蓄電装置（エネルギストレージ）であり、例えばリチウムイオン２次電池又はキャパシタ等を利用することができる。本実施形態ではリチウムイオン２次電池を利用している。なお、インバータ１４とバッテリ１６との間に図示しないＤＣ／ＤＣコンバータを設け、バッテリ１６の出力電圧又はモータ１２の出力電圧を昇圧又は降圧してもよい。

［各種センサ］
開度センサ２０は、アクセルペダル１８の原位置からの踏込み量（アクセル開度θｐ）［°］を検出し、ＥＣＵ３４に出力する。車速センサ２２は、車両１０の実際の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出し、ＥＣＵ３４に出力する。加速度センサ２４は、車両１０の加速度ΔａＶ［ｋｍ／ｈ］を検出し、ＥＣＵ３４に出力する。

電流センサ２６は、モータ１２におけるＵ相の電流（Ｕ相電流Ｉｕ）を検出し、ＥＣＵ３４に出力する。同様に、電流センサ２８は、モータ１２におけるＷ相の電流（Ｗ相電流Ｉｗ）を検出し、ＥＣＵ３４に出力する。なお、電流センサ２６、２８は、モータ１２の３相のうちの２つの相を検出するものであれば、Ｕ相とＷ相の組合せ以外の電流を検出するものであってもよい。

レゾルバ３０は、モータ１２の図示しない出力軸又は外ロータの回転角度（モータ１２の図示しないステータに対して固定された座標系での回転角度）である電気角θを検出し、ＥＣＵ３４に出力する。

［モード切替スイッチ３２］
モード切替スイッチ３２は、車両１０の走行モードとしてのノーマルモード（以下「Ｎモード」という。）、スポーツモード（以下「Ｓモード」という。）及びエコノミーモード（以下「Ｅモード」という。）を切替え可能である。モード切替スイッチ３２は、いずれの走行モードが選択されているかをＥＣＵ３４に通知する。

Ｓモードは、Ｎモード及びＥモードと比較して、車両１０の出力応答性を優先する走行モードであり、電費ではＮモード及びＥモードに劣る。出力応答性を優先するため、本実施形態では、モータ１２の目標駆動力Ｆｔａｒ［Ｎ］（又は目標トルク［Ｎ・ｍ］）の単位時間当たりの上限変化量を大きく設定する（詳細は後述する）。また、Ｓモードでは、Ｎモード及びＥモードと比較してその他の設定を変更することもできる。例えば、特許文献２に記載のように、可変減衰力ダンパの減衰力、前後左右制動力配分によるヨーコントロールの介入量、電動パワーステアリングの操舵反力、前後左右トルク配分可能な四輪駆動機構の制御、トランスミッションの制御、及び燃料噴射／ドライブ・バイ・ワイヤ装置（ＦＩ／ＤＢＷ）の制御の設定を変更することが可能である（段落［００１６］の表１参照）。

Ｅモードは、Ｎモード及びＳモードと比較して、電費を優先する走行モードであり、車両１０の出力応答性ではＮモード及びＥモードに劣る。電費を優先するため、本実施形態では、目標駆動力Ｆｔａｒ（又は目標トルク）の単位時間当たりの上限変化量を小さく設定する（詳細は後述する）。また、Ｅモードでは、Ｎモード及びＳモードと比較してその他の設定を変更することもできる。例えば、Ｓモードと同様、特許文献２に記載のような設定変更をすることが可能である（段落［００１６］の表１参照）。

［ＥＣＵ３４］
ＥＣＵ３４は、各種センサ及びモード切替スイッチ３２からの出力に基づいてインバータ１４を制御することにより、モータ１２の出力を制御する。ＥＣＵ３４は、入出力部４０と、演算部４２と、記憶部４４とを有する。

図１に示すように、本実施形態における演算部４２は、モータ１２の目標駆動力Ｆｔａｒを算出する目標駆動力算出機能５０と、目標駆動力Ｆｔａｒ又はこれに基づく目標トルクに基づいてインバータ１４を制御するインバータ制御機能５２とを備える。本実施形態において、目標駆動力算出機能５０は、走行モードＭ毎に零クロス域７０（図３）を設定し、零クロス域７０を用いて目標駆動力Ｆｔａｒを算出する（詳細は後述する）。

記憶部４４は、演算部４２が実行するソフトウェアや各種データを記憶するものであり、不揮発性メモリと揮発性メモリを備える。

２．本実施形態の制御
（１）目標駆動力Ｆｔａｒの算出
（ａ）基本的な考え方
（ｉ）零クロス時におけるモータ１２の変位
図２には、モータ１２のトルクとモータ１２の変位との関係を示す３つの状態（状態Ａ、Ｂ、Ｃ）が示されている。図２において、モータ１２は、ばね部材６０ａ、６０ｂに支持され、モータ１２の両側（図２中、左右方向）にはモータマウントの一部としてのストッパ６２ａ、６２ｂが配置されている。また、図２では、図中左側が車両１０の前側（進行方向）を示し、図中右側が車両１０の後ろ側（進行方向とは反対の方向）を示す。さらに、図２では、力行時のトルクを駆動トルクと表記し、回生時のトルクを回生トルクと表記している。

図２において、状態Ａは、モータ１２が基準位置にある状態であり、状態Ｂは、モータ１２が車両１０の後ろ側に変位した状態であり、状態Ｃは、モータ１２が車両１０の前側に変位した状態である。

図２に示すように、駆動トルクが増加した場合（状態Ａ→状態Ｂ）又は回生トルクが減少した場合（状態Ｃ→状態Ａ）、モータ１２は、相対的に車両１０の後方に向かって変位する。また、駆動トルクが減少した場合（状態Ｂ→状態Ａ）又は回生トルクが増加した場合（状態Ａ→状態Ｃ）、モータ１２は、相対的に車両１０の前方に向かって変位する。

より具体的には、駆動トルクの増加が急であると、モータ１２は、車両１０の後方に勢いよく変位し、その結果、モータ１２用のストッパ６２ｂに当たり（状態Ａ→状態Ｂ）、マウントショック（モータマウント側との衝突）が発生する。また、駆動トルクの減少が急であると、モータ１２は、車両１０の前方に勢いよく変位し、その結果、ばね部材６０ｂが一気に伸びて（状態Ｂ→状態Ａ）、マウント振動（モータマウント側の振動）が発生する。

さらに、回生トルクの増加が急であると、モータ１２は、車両１０の前方に勢いよく変位し、その結果、モータ１２用のストッパ６２ａに当たり（状態Ａ→状態Ｃ）、マウントショックが発生する。さらにまた、回生トルクの減少が急であると、モータ１２は、車両１０の後方に勢いよく変位し、その結果、ばね部材６０ａが一気に伸びて（状態Ｃ→状態Ａ）、マウント振動が発生する。

（ｉｉ）零クロス時における駆動力Ｆの変化の制限
上記のようなマウントショックやマウント振動を防止するため、本実施形態では、零クロス時における駆動力Ｆの変化を制限する。このため、本実施形態では、目標駆動力Ｆｔａｒの算出において零クロス域７０（図３）を設定する。

図３には、零クロス時における目標駆動力Ｆｔａｒの一例が示されている。図３の時点Ｔ１では、目標駆動力Ｆｔａｒが負の値であり、車両１０は回生状態である。また、時点Ｔ１から時点Ｔ２までは、目標駆動力Ｆｔａｒは、零クロス域７０外にある。このため、目標駆動力Ｆｔａｒの傾きは比較的大きくなっている。

一方、時点Ｔ２から時点Ｔ４までは、目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０内にある。このため、目標駆動力Ｆｔａｒの傾きは比較的小さく制限されている。従って、零クロス時において回生トルクの減少及び駆動トルクの増加は緩やかになり、上記のようなマウントショックやマウント振動は抑制される。時点Ｔ４より後において目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０外となると、駆動力Ｆの変化の制限を終了する。その結果、目標駆動力Ｆｔａｒの傾きは元に戻る。

車両１０が回生状態から力行状態に移行する場合とは反対に、車両１０が力行状態から回生状態に移行した場合も同様である。すなわち、目標駆動力Ｆｔａｒの変化を制限し、駆動トルクの減少及び回生トルクの増加を緩やかにすることで、マウントショックやマウント振動を抑制することが可能となる。

なお、上記のような処理は、特許文献１で挙げられているような零クロス時のバックラッシュが消滅する際のショック（特許文献１の段落［０００２］）を弱めるために用いることもできる。

（ｂ）処理の詳細
図４及び図５には、ＥＣＵ３４の目標駆動力算出機能５０を用いてモータ１２の目標駆動力Ｆｔａｒを算出するフローチャートが示されている。ステップＳ１において、ＥＣＵ３４は、暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐ［Ｎ］を算出する。暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐは、最終的な目標駆動力Ｆｔａｒを求めるための暫定値であり、アクセル開度θｐ及び車速Ｖに基づいて算出される。すなわち、アクセル開度θｐが大きいほど及び車速Ｖが低いほど暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐを高くする。

ステップＳ２において、ＥＣＵ３４は、第１暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ１［Ｎ］を算出する。第１暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ１は、ステップＳ１で算出した暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐと前回の目標駆動力Ｆｔａｒとの差である。理解の容易化のため、以下では、前回の演算周期で算出した目標駆動力Ｆｔａｒを「目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）」と、今回の演算周期で算出する目標駆動力Ｆｔａｒを「目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）」と表記する。また、複数の目標駆動力Ｆｔａｒを総称する場合はそのまま「目標駆動力Ｆｔａｒ」と表記する。

ステップＳ３において、ＥＣＵ３４は、フィルタ係数Ｇ及び第１上限変化量ΔＦｍａｘ１［Ｎ］を算出する。フィルタ係数Ｇは、目標駆動力Ｆｔａｒの大きさを調整するための係数である。第１上限変化量ΔＦｍａｘ１は、単位時間当たり（又は演算周期毎）に許容される目標駆動力Ｆｔａｒの変化量であり、目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０外にあるときに用いる。

図６には、ＥＣＵ３４がフィルタ係数Ｇ及び第１上限変化量ΔＦｍａｘ１を算出するフローチャートが示されている。ステップＳ２１において、ＥＣＵ３４は、モード切替スイッチ３２からの出力に基づいて現在の走行モード（以下「走行モードＭ」という。）を判定する。ステップＳ２２において、ＥＣＵ３４は、車速センサ２２から車速Ｖを取得する。

ステップＳ２３において、ＥＣＵ３４は、走行モードＭと車速Ｖとに応じてフィルタ係数Ｇを算出する。図７は、走行モードＭ毎に車速Ｖとフィルタ係数Ｇとの関係を規定した特性図（マップ）である。図７に示すように、フィルタ係数Ｇは、同じ車速Ｖであるとき、ＥモードよりもＮモードの方が高く、ＮモードよりもＳモードの方が高い。また、いずれの走行モードＭにおいても、車速Ｖが低いほど、フィルタ係数Ｇは大きくなる。

ステップＳ２４において、ＥＣＵ３４は、走行モードＭと車速Ｖとに応じて第１上限変化量ΔＦｍａｘ１を算出する。図８は、走行モードＭ毎に車速Ｖと第１上限変化量ΔＦｍａｘ１との関係を規定した特性図（マップ）である。図８に示すように、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１は、同じ車速Ｖであるとき、ＥモードよりもＮモードの方が高く、ＮモードよりもＳモードの方が高い。また、いずれの走行モードＭにおいても、車速Ｖが低いほど、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１は大きくなる。

図４に戻り、ステップＳ４において、ＥＣＵ３４は、零クロス域７０の特性を設定する。図９には、ＥＣＵ３４が零クロス域７０の特性を設定するフローチャートが示されている。ステップＳ３１において、ＥＣＵ３４は、モード切替スイッチ３２からの出力に基づいて現在の走行モードＭを判定する（ステップＳ２１の判定結果を流用する。）。ステップＳ３２において、ＥＣＵ３４は、車速センサ２２から車速Ｖを取得する（ステップＳ２２で取得しておいた車速Ｖを読み出す。）。

ステップＳ３３において、ＥＣＵ３４は、走行モードＭと車速Ｖとに応じて第２上限変化量ΔＦｍａｘ２を算出する。第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、単位時間当たり（又は演算周期毎）に許容される目標駆動力Ｆｔａｒの変化量であり、目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０内にあるときに用いる。

図１０は、走行モードＭ毎に車速Ｖと第２上限変化量ΔＦｍａｘ２との関係を規定した特性図（マップ）である。図１０に示すように、第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、同じ車速Ｖであるとき、ＥモードよりもＮモードの方が高く、ＮモードよりもＳモードの方が高い。また、車速Ｖが低いほど、第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は大きくなす。さらに、走行モードＭ及び車速Ｖが同じであるとき、第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１よりも低くなる。例えば、図８のＳモードの第１上限変化量ΔＦｍａｘ１と比較して、図１０のＳモードの第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、図中下側に移動している。同様に、図８のＮモード及びＥモードの第１上限変化量ΔＦｍａｘ１と比較して、図１０のＮモード及びＥモードの第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、図中下側に移動している。

ステップＳ３４において、ＥＣＵ３４は、走行モードＭと車速Ｖとに応じて下側閾値ＴＨ１（第１零クロス閾値）及び上側閾値ＴＨ２（第２零クロス閾値）を設定する。下側閾値ＴＨ１及び上側閾値ＴＨ２は、零クロス域７０を定義するための値である。すなわち、下側閾値ＴＨ１が零クロス域７０の下限を示し、上側閾値ＴＨ２が零クロス域７０の上限を示す（図３参照）。

図１１は、走行モードＭ毎に車速Ｖと下側閾値ＴＨ１及び上側閾値ＴＨ２との関係を規定した特性図（マップ）である。図１１に示すように、下側閾値ＴＨ１及び上側閾値ＴＨ２は、同じ車速Ｖであるとき、ＳモードよりもＮモードの方が絶対値が大きく、ＮモードよりもＥモードの方が絶対値が大きい。従って、ＳモードよりもＮモードの方が零クロス域７０の幅は広くなり、ＮモードよりもＥモードの方が零クロス域７０の幅は広くなる。

また、車速Ｖが低いほど、下側閾値ＴＨ１及び上側閾値ＴＨ２の絶対値は大きくなる。このため、いずれの走行モードＭにおいても、車速Ｖが低いほど、零クロス域７０の幅は広くなる。これにより、車速Ｖが低いときに加速が長く続いても、零クロス時における振動及び衝撃を和らげることが可能となる。

なお、図１１の例では、走行モードＭ及び車速Ｖが同じであれば、下側閾値ＴＨ１及び上側閾値ＴＨ２の絶対値が等しくなるように設定してあるが、これに限らず、絶対値が異なるようにすることもできる。

図４に戻り、ステップＳ５において、ＥＣＵ３４は、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２を算出する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２は、ステップＳ２で算出した第１暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ１とステップＳ３で算出したフィルタ係数Ｇの積である。換言すると、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２は、第１暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ１に走行モードＭ及び車速Ｖによる重み付けを行った値である。

図５のステップＳ６において、ＥＣＵ３４は、ステップＳ１で算出した暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐが零クロス域７０内にあるか否か、すなわち、下側閾値ＴＨ１より大きく上側閾値ＴＨ２よりも小さいか否か（ＴＨ２＜Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐ＜ＴＨ１）を判定する。零クロス時を判定可能な値であれば、暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐ以外の値、例えば、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）を用いてもよい。

暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐが零クロス域７０外である場合（Ｓ６：ＮＯ）、ステップＳ７において、ＥＣＵ３４は、ステップＳ５で算出した第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２の絶対値が第１上限変化量ΔＦｍａｘ１以下であるか否かを判定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２の絶対値が第１上限変化量ΔＦｍａｘ１以下である場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、ステップＳ８において、ＥＣＵ３４は、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２との和を目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）として設定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２の絶対値が第１上限変化量ΔＦｍａｘ１を上回る場合（Ｓ７：ＮＯ）、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９において、ＥＣＵ３４は、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２が正の値であるか否か（ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２＞０）を判定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２が正の値である場合（Ｓ９：ＹＥＳ）、ステップＳ１０において、ＥＣＵ３４は、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と第１上限変化量ΔＦｍａｘ１との和を目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）として設定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２が負の値である場合（Ｓ９：ＮＯ）、ステップＳ１１において、ＥＣＵ３４は、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と第１上限変化量ΔＦｍａｘ１との差を目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）として設定する。

ステップＳ６に戻り、暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐが零クロス域７０内である場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、ＥＣＵ３４は、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２の絶対値が第２上限変化量ΔＦｍａｘ２以下であるか否かを判定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２の絶対値が第２上限変化量ΔＦｍａｘ２以下である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、ＥＣＵ３４は、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２との和を目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）として設定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２の絶対値が第２上限変化量ΔＦｍａｘ２の絶対値を上回る場合（Ｓ１２：ＮＯ）、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、ＥＣＵ３４は、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２が正の値であるか否か（ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２＞０）を判定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２が正の値である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ステップＳ１５において、ＥＣＵ３４は、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と第２上限変化量ΔＦｍａｘ２との和を目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）として設定する。第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２が負の値である場合（Ｓ１４：ＮＯ）、ステップＳ１６において、ＥＣＵ３４は、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と第２上限変化量ΔＦｍａｘ２との差を目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）として設定する。

以上のような制御を行うことにより、暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐが零クロス域７０外である場合、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）との差の絶対値は最大で第１上限変化量ΔＦｍａｘ１となる。一方、暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐが零クロス域７０内である場合、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）と目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）との差の絶対値は最大で第２上限変化量ΔＦｍａｘ２となる。走行モードＭ及び車速Ｖが同じ場合、第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１よりも小さく設定されるため（図８及び図１０参照）、零クロス域７０内における目標駆動力Ｆｔａｒの変化は、零クロス域７０外における目標駆動力Ｆｔａｒの変化に比べて小さくなる。

また、車速Ｖが同じ場合、零クロス域７０の幅は、ＳモードよりもＮモードの方が広く、また、ＮモードよりもＥモードの方が広くなる。このため、ＳモードよりもＮモードの方が零クロス域７０内に入り易くなり、また、ＮモードよりもＥモードの方が零クロス域７０内に入り易くなる。これらの効果は、後にまとめて述べる。

（２）インバータ１４の制御
ＥＣＵ３４は、上記処理により求めた目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）に基づく目標トルクと、電流センサ２６からのＵ相電流Ｉｕと、電流センサ２８からのＷ相電流Ｉｗと、レゾルバ３０からの電気角θとに基づいてインバータ１４を制御する。インバータ１４の制御の具体的方法は、例えば、特開２００９−２４０１２５号公報に記載のものを用いることができる。なお、目標トルクは、目標駆動力Ｆｔａｒ（今回）に車輪（図示せず）の半径を乗算することにより算出することが可能である。

３．目標駆動力Ｆｔａｒと加速度ｇ１とマウントショックとの関係
図１２には、目標駆動力Ｆｔａｒと車両１０の前後方向の加速度ｇ１［Ｇ］とマウントショックとの関係の一例を簡易的に示す説明図である。図１２において、Ｓモードに対応する目標駆動力Ｆｔａｒ、加速度ｇ１及びマウントショックはそれぞれ破線で示し、Ｎモードに対応する目標駆動力Ｆｔａｒ、加速度ｇ１及びマウントショックは一点鎖線で示し、Ｅモードに対応する目標駆動力Ｆｔａｒ、加速度ｇ１及びマウントショックは二点鎖線で示す。また、Ｓモードに対応する零クロス域７０を零クロス域７０ｓとし、Ｎモードに対応する零クロス域７０を零クロス域７０ｎとし、Ｅモードに対応する零クロス域７０を零クロス域７０ｅとする。さらに、時点ｔ１の時点において車両１０は回生状態にあると共に、時点ｔ１においてアクセル開度θｐが最大値までアクセルペダル１８が踏み込まれるものとする。

走行モードＭとしてＳモードが選択されている場合、時点ｔ１においてアクセル開度θｐが最大値までアクセルペダル１８が踏み込まれると、目標駆動力Ｆｔａｒは、零クロス域７０ｓに入る時点ｔ２まで傾きＸ１が最大（すなわち、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１）となる。図１２の傾きＸ１は、加速開始当初の第１上限変化量ΔＦｍａｘ１である。また、ここでの第１上限変化量ΔＦｍａｘ１は、走行モードＭ（すなわち、Ｓモード）と車速Ｖとによって設定されるものである（図６のＳ２４）。加えて、フィルタ係数ＧはＳモードに合わせて大きく設定される（図７）。このため、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２は大きくなり、目標駆動力Ｆｔａｒも急速に増加する。

時点ｔ２から時点ｔ４の間、目標駆動力Ｆｔａｒは零クロス域７０内にあり、目標駆動力Ｆｔａｒは、傾きが緩やか｛すなわち、第２上限変化量ΔＦｍａｘ２（＜ΔＦｍａｘ１）｝になる。ここでの第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、走行モードＭ（すなわち、Ｓモード）と車速Ｖとによって設定されるものである（図９のＳ３４）。また、目標駆動力Ｆｔａｒがゼロとなる時点ｔ３又はその近傍では、マウントショックが発生する。時点ｔ４以降は、目標駆動力Ｆｔａｒは、再び零クロス域７０外となり、その傾きは、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１以下となる。

走行モードＭとしてＮモードが選択されている場合、時点ｔ１においてアクセル開度θｐが最大値までアクセルペダル１８が踏み込まれると、目標駆動力Ｆｔａｒは、零クロス域７０ｎに入る時点ｔ５まで傾きが最大（すなわち、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１）となる。図１２の傾きＸ２は、加速開始当初の第１上限変化量ΔＦｍａｘ１である。また、ここでの第１上限変化量ΔＦｍａｘ１は、走行モードＭ（すなわち、Ｎモード）と車速Ｖとによって設定されるものである（図６のＳ２４）。加えて、フィルタ係数ＧはＮモードに合わせて設定される（図７）。このため、Ｓモードの場合と比べて、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２は小さくなり、目標駆動力Ｆｔａｒも緩やかに増加する。

時点ｔ５から時点ｔ８の間、目標駆動力Ｆｔａｒは零クロス域７０ｎ内にあり、目標駆動力Ｆｔａｒは、傾きが緩やか｛すなわち、第２上限変化量ΔＦｍａｘ２（＜ΔＦｍａｘ１）｝になる。ここでの第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、走行モードＭ（すなわち、Ｎモード）と車速Ｖとによって設定されるものである（図９のＳ３４）。また、目標駆動力Ｆｔａｒがゼロとなる時点ｔ６又はその近傍では、マウントショックが発生する。但し、ここでのＮモードの場合のマウントショックは、Ｓモードの場合よりも小さい。時点ｔ８以降は、目標駆動力Ｆｔａｒは、再び零クロス域７０外となり、その傾きは、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１以下となる。

走行モードＭとしてＥモードが選択されている場合、時点ｔ１においてアクセル開度θｐが最大値までアクセルペダル１８が踏み込まれると、目標駆動力Ｆｔａｒは、零クロス域７０ｅに入る時点ｔ７まで傾きが最大（すなわち、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１）となる。図１２の傾きＸ３は、加速開始当初の第１上限変化量ΔＦｍａｘ１である。また、ここでの第１上限変化量ΔＦｍａｘ１は、走行モードＭ（すなわち、Ｎモード）と車速Ｖとによって設定されるものである（図６のＳ２４）。加えて、フィルタ係数ＧはＥモードに合わせて小さく設定される（図７）。このため、Ｓモード及びＮモードの場合と比べて、第２暫定駆動力変化量ΔＦｔａｒ＿ｔｅｍｐ２は小さくなり、目標駆動力Ｆｔａｒも緩やかに増加する。

時点ｔ７から時点ｔ１０の間、目標駆動力Ｆｔａｒは零クロス域７０ｅ内にあり、目標駆動力Ｆｔａｒは、傾きが緩やか｛すなわち、第２上限変化量ΔＦｍａｘ２（＜ΔＦｍａｘ１）｝になる。ここでの第２上限変化量ΔＦｍａｘ２は、走行モードＭ（すなわち、Ｎモード）と車速Ｖとによって設定されるものである（図９のＳ３４）。また、目標駆動力Ｆｔａｒがゼロとなる時点ｔ６又はその近傍では、マウントショックが発生する。但し、ここでのＥモードの場合のマウントショックは、Ｓモード及びＮモードの場合よりも小さい。時点ｔ１０以降は、目標駆動力Ｆｔａｒは、再び零クロス域７０外となり、その傾きは、第１上限変化量ΔＦｍａｘ１以下となる。

４．本実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態によれば、目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０内にあるときにモータ１２の駆動力Ｆの変化を緩やかにする零クロス制御に入るタイミング及び零クロス制御を終了するタイミングを走行モードＭに応じて変化させる。このため、車両１０の出力応答性を優先する走行モード（例えば、Ｎモードに対するＳモード、又はＥモードに対するＮモード）ではドライバの意思に合わせた加速感を提供可能であると共に、電費を優先する走行モード（例えば、Ｎモードに対するＥモード、又はＳモードに対するＮモード）では、零クロス時のマウント振動やマウントショックを低減することが可能となる。

本実施形態では、ＥＣＵ３４は、目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０内であるときの駆動力Ｆの変化を、ＳモードのときよりもＮモードのときに又はＮモードのときよりもＥモードのときに緩やかにしてモータ１２を制御する。これにより、Ｎモード又はＥモードにおける零クロス時のマウント振動やマウントショックをさらに低減することが可能となる。加えて、走行モードＭに応じて加速度ｇ１の立ち上がりを個別に演出可能となる。

５．変形例
なお、この発明は、上記実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

上記実施形態では、ＥＣＵ３４を車両１０に適用した例を説明したが、これに限らず、別の移動体（例えば、船舶又は航空機）に適用することも可能である。

上記実施形態では、バッテリ１６のみを車両１０の駆動源としたが、これに限らない。例えば、バッテリ１６に加えてエンジンを搭載する構成（ハイブリッド車両）や、バッテリ１６に加えて燃料電池を搭載する構成（燃料電池車両）であってもよい。これらの場合も零クロス時に上記制御を用いることができる。

上記実施形態では、走行モードとしてＮモード、Ｓモード及びＥモードの３つを設けたが、ＮモードとＳモードのみ又はＮモードとＥモードのみであってもよい。また、その他の走行モード（例えば、特許文献２に記載されるレースモード又はスノーモードの少なくとも一方）を組み合わせて又はＳモード、Ｎモード及びＥモードのいずれかに代えて用いることもできる。

上記実施形態では、零クロス域７０外では第１上限変化量ΔＦｍａｘ１を用い、零クロス域７０内では第２上限変化量ΔＦｍａｘ２を用いることにより、モータ１２の駆動力Ｆの変化を、目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０外であるときよりも、目標駆動力Ｆｔａｒが零クロス域７０内にあるときに緩やかにした。換言すると、零クロス域７０外と零クロス域７０内とで目標駆動力Ｆｔａｒの上限変化量を切り替えることにより、零クロス域７０内における駆動力Ｆの変化を緩やかにした。

しかし、零クロス域７０内における駆動力Ｆの変化を緩やかにする方法は、これに限らない。例えば、上限変化量を切り替える代わりに、上限変化量に乗算する係数を設定し、零クロス域７０外における当該係数よりも零クロス域７０内における当該係数を小さくすることもできる。

或いは、上限変化量を用いない構成において、零クロス域７０内のみ上限変化量を設けることも可能である。或いは、上限変化量を用いない構成において、目標駆動力Ｆｔａｒ又は暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐに乗算する係数を設定し、零クロス域７０外における当該係数よりも零クロス域７０内における当該係数を小さくすることもできる。

上記実施形態では、零クロス域７０内にあるか否かの判定を暫定目標駆動力Ｆｔａｒ＿ｔｅｍｐを用いて行ったが（図５のＳ６）、これに限らず、駆動力Ｆの実測値又はこれに相当する値｛例えば、目標駆動力Ｆｔａｒ（前回）｝を用いて判定することもできる。

１０…電動車両 １２…走行モータ（電動機）
１６…バッテリ（蓄電装置） ３４…ＥＣＵ（制御装置）
４２…演算部（目標駆動力決定部、零クロス域設定部、零クロス制御部）
７０、７０ｅ、７０ｎ、７０ｓ…零クロス域
Ｆ…駆動力 Ｆｔａｒ…目標駆動力
ＴＨ１…下側閾値（第１零クロス閾値） ＴＨ２…上側閾値（第２零クロス閾値）
Ｖ…車速 θｐ…アクセル開度

Claims (2)

1. 蓄電装置からの電力を電動機に供給して駆動力を得る電動車両用制御装置であって、
   アクセル開度に対する駆動力特性について、前記電動車両の出力応答性を優先する第１走行モードと、前記第１走行モードよりも電費を優先する第２走行モードとを含む複数の走行モードを設定し、
   前記アクセル開度と車速に基づき前記電動機の目標駆動力を決定し、前記アクセル開度が大きいほど前記目標駆動力を高くする目標駆動力決定部と、
   前記目標駆動力について、回生側の零近傍値である第１零クロス閾値と、力行側の零近傍値である第２零クロス閾値とを設定し、前記第１零クロス閾値と前記第２零クロス閾値との間の零クロス域の幅を、前記第１走行モードのときよりも前記第２走行モードのときに広くする零クロス域設定部と、
   前記電動機の駆動力の変化を、前記目標駆動力が前記零クロス域外であるときよりも、前記目標駆動力が前記零クロス域内にあるときに緩やかにして前記電動機を制御する零クロス制御部と
   を備えることを特徴とする電動車両用制御装置。
2. 請求項１記載の電動車両用制御装置において、
   前記零クロス制御部は、前記目標駆動力が前記零クロス域内であるときの前記電動機の駆動力の変化を、前記第１走行モードのときよりも前記第２走行モードのときに緩やかにして前記電動機を制御する
   ことを特徴とする電動車両用制御装置。
   

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