JP6641784B2 - 電動車両の制御方法、及び、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。

従来、電動モータを駆動源とする車両の駆動軸トルク制御において、モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルを用いて、疑似的に駆動軸ねじり角速度フィードバック（Ｆ／Ｂ）系を構成し、車両の駆動軸ねじり振動を抑制する技術が知られている（特許文献１参照）。また、上記車両モデルは、モータから駆動軸までのギアバックラッシュ量に基づく不感帯特性を考慮してモデル化されているため、駆動軸の回転がギアバックラッシュ区間を通過する場合でも車両の駆動軸ねじり振動を抑制することができる。

ＷＯ２０１３／１５７３１５Ａ１

しかしながら、上記車両モデルは、モータから駆動軸までの間に介在する各種ギアのバックラッシュ量を補償するように構成されているものの、ギアバックラッシュを通過する際に発生し得る摩擦ブレーキの介入等による外乱は考慮されていない。このため、ギアバックラッシュを通過する際に車両の駆動軸に摩擦ブレーキの介入による外乱が作用すると、実際の車両の減速機におけるモータ軸側ギアと駆動軸側ギアとの相対位置関係を誤認識した状態で駆動軸トルクが制御されるため、トルク制御性が悪化し、駆動軸ねじり振動を効果的に抑制することができない。

本発明は、ギアバックラッシュを通過する際に摩擦ブレーキの介入による外乱が生じても、車両状況に応じた適切な駆動軸トルク制御を実現し、駆動軸ねじり振動を効果的に抑制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、目標トルク指令値に基づいて第１のトルク目標値を演算し、第１のトルク目標値に従ってモータトルクを制御する。当該第１のトルク目標値の演算においては、駆動力伝達系においてモータトルクが車両の駆動軸に伝達されない不感帯を補償するように構成された、モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルと、車両モデルから出力される駆動軸ねじり角速度を目標トルク指令値にフィードバックさせる駆動軸ねじり角速度フィードバックモデルとを用いて、第１のトルク目標値を演算し、第１のトルク目標値の演算において考慮される不感帯に対する補償量を、車両に制動力を加える摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する。

本発明によれば、車両モデルにおけるギアバックラッシュ量に対する補償量を摩擦ブレーキ制動量に応じて調整することで、車両状況に応じた適切な駆動軸トルク制御を行うことができる。これにより、ギアバックラッシュを通過する際に摩擦ブレーキの介入による外乱が発生した場合でも、トルク制御性の悪化を抑制し、駆動軸ねじり振動を効果的に抑制することができる。

図１は、第１実施形態における制御装置を備えた電動車両の主要構成を示すブロック図である。 図２は、電動モータコントローラによって行われる処理の流れを示す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、車両の駆動力伝達系をモデル化した図である。 図５は、最終トルク指令値Ｔｍ２^*を設定する制振制御演算処理を行う制御ブロック図の一例である。 図６は、電動モータコントローラによって行われる処理の流れを表したフローチャートである。 図７は、ギアバックラッシュ量の補償量調整許可判定に係る処理を表したフローチャートである。 図８は、ギアバックラッシュ量の補償量調整非許可判定に係る処理を示すフローチャートである。 ギアバックラッシュ量θ_d ^*の値を設定する処理を表したフローチャートである。 図１０は、第１実施形態の制御装置を電動車両に適用した際の制御結果の一例と従来例に係る制御結果とを示したタイムチャートである。 図１１は、第２実施形態の制御装置が有する切替部の挙動を説明するために示した制御ブロック図である。 図１２は、第２実施形態の制御装置において第１のトルク目標値を演算するための処理の流れを表したフローチャートである。 図１３は、インバースフィルタによる第１のトルク目標値のフィルタ演算許可判定に係る処理を表したフローチャートである。 図１４は、インバースフィルタによる第１のトルク目標値のフィルタ演算非許可判定に係る処理を表したフローチャートである。 図１５は、摩擦ブレーキ制動量と、車両モデルの駆動力伝達系において補償すべきギアバックラッシュ量との関係を表した関係図である。

−第1実施形態−
図１は、第１実施形態における制御装置を備えた電動車両の主要構成を示すブロック図である。なお、電動車両とは、車両の駆動源の一部または全部として電動モータを備え、電動モータの駆動力により走行可能な自動車のことであり、電気自動車や、ハイブリッド自動車が含まれる。

電動モータコントローラ２には、車速Ｖ、アクセル開度θ、電動モータ４の回転子位相α、電動モータ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。電動モータコントローラ２は、入力された信号に基づいて電動モータ４を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。また、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。

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、電動モータ４に所望の電流を流す。

電動モータ（三相交流モータ）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および駆動軸８を介して、左右の駆動輪９ａ、９ｂに駆動力を伝達する。また、電動モータ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、電動モータ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、電動モータ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、電動モータ４の回転子位相αを検出する。

ブレーキコントローラ１１は、ブレーキペダル１３の操作量（踏み込み量）に応じて摩擦ブレーキ制動量指令値を設定し、摩擦ブレーキ制動量指令値に応じてブレーキ液圧を制御する。また、ブレーキコントローラ１１は、後述する摩擦ブレーキ制動量演算処理に用いるために、摩擦ブレーキ制動量指令値を電動モータコントローラ２に出力する。

摩擦ブレーキ１０は、ブレーキコントローラ１１から入力されるブレーキ制動量Ｆ_dbに応じてブレーキ液圧を立ち上げることで、ブレーキパッドをロータに押し当て、駆動輪９ａ、９ｂに制動力を発生させる。ブレーキ制動量Ｆ_dbについては後で述べる。

図２は、電動モータコントローラ２によって行われる処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０１からステップＳ２０６に係る処理は、車両システムが起動している間、一定の間隔で常時実行される。

ステップＳ２０１では、車両状態を示す信号が電動モータコントローラ２に入力される。ここでは、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の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）、電動モータ４に流れる三相交流電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、バッテリ１の直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）、従動輪摩擦ブレーキ指令値Ｆ_bf ^*、駆動輪摩擦ブレーキ指令値Ｆ_bd ^*、駆動軸トルクＴ_dsft、及び、車両前後加速度検出値ａ_sが入力される。

車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）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、電動モータコントローラ２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車速ｖ（ｍ／ｓ）を求め、３６００／１０００を乗算することで単位変換して、車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を求める。

電動モータコントローラ２は、アクセル開度θ（%）を、図示しないアクセル開度センサから取得する。なお、アクセル開度θ（%）は、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取得するようにしても良い。

電動モータ４の回転子位相α（ｒａｄ）は、回転センサ６から取得される。電動モータ４の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）は、回転子角速度ω（電気角）を電動モータの極対数ｐで除算して、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）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。

電動モータ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。

直流電流値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）により検出する。なお、直流電圧値Ｖ_dc（Ｖ）は、バッテリコントローラ（不図示）から送信される信号により検出するようにしてもよい。

従動輪摩擦ブレーキ指令値Ｆ_bf ^*及び駆動輪摩擦ブレーキ指令値Ｆ_bd ^*は、ブレーキコントローラ１１から取得される。なお、図１に示す摩擦ブレーキ制動量指令値は、これらを包括して記載したものである。

駆動軸トルクＴ_dsftは、図示しない他のコントローラから取得される。

車両前後加速度検出値ａ_sは、車両前後加速度を検出するＧセンサ１２から取得される。車両前後加速度検出値ａ_sの符号は、車両が平坦路で加速している時の値が正となるように定められる。

ステップＳ２０２では、電動モータコントローラ２が基本目標トルク目標値としての目標トルク指令値Ｔｍ１^*を設定する。具体的には、電動モータコントローラ２は、ステップＳ２０１で入力されたアクセル開度θ及び車速Ｖに基づいて、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、目標トルク指令値Ｔｍ１^*を設定する。

ステップＳ２０３では、電動モータコントローラ２は、従動輪摩擦ブレーキ指令値Ｆ_bf ^*、駆動輪摩擦ブレーキ指令値Ｆ_bd ^*、及び、車速Ｖに基づいて、従動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbf、及び、駆動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbdを算出する。また、電動モータコントローラ２は、従動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbfと駆動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbdとを加算して、総ブレーキ制動量Ｆ_dbを算出する。

具体的には、従動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbfは、以下式（１）を用いて算出され、駆動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbdは、以下式（２）を用いて算出される。総ブレーキ制動量Ｆ_dbは、以下式（３）により算出される。

上記式（１）、（２）で使用される伝達関数Ｇ_b（ｓ）は、次式（４）の通りである。

上記式（１）〜（４）における各パラメータは以下に示す通りである。
τ_b：ブレーキ応答遅れ時定数
Ｌｂｓ：ブレーキ応答遅れ無駄時間
Ｆ_bf ^*：従動輪摩擦ブレーキ指令値（２輪分の制動量の絶対値を示す）
Ｆ_bd ^*：駆動輪摩擦ブレーキ指令値（２輪分の制動量の絶対値を示す）
Ｆ_dbf：従動輪ブレーキ制動量（２輪分）
Ｆ_dbd：駆動輪ブレーキ制動量（２輪分）
Ｆ_db：総ブレーキ制動量（４輪分）
Ｖ：車速
なお、従動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbf、駆動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbd、及び、総ブレーキ制動量Ｆ_dbの値は、ブレーキ液圧を検出する液圧センサ（不図示）や、ドライバーのブレーキ操作量を検出するストロークセンサ１３ａ等の検出値を用いても良い。なお、以降の説明では、これらブレーキ制動量に関わる値を一括して、摩擦ブレーキ制動量と記載する。

ステップＳ２０４では、電動モータコントローラ２が制振制御演算処理を行う。具体的には、電動モータコントローラ２は、ステップＳ２０２で設定された目標トルク指令値Ｔｍ１^*と、モータ回転速度ωｍとに基づいて、駆動軸トルクを無駄にすることなく、駆動力伝達系振動（駆動軸８のねじり振動など）を抑制する最終トルク目標値Ｔｍ２^*を算出する。制振制御演算処理の詳細については後述する。

ステップＳ２０５では、電動モータコントローラ２が電流指令値算出処理を行う。具体的には、電動モータコントローラ２は、ステップＳ２０４で算出された最終トルク目標値Ｔｍ２^*に加え、モータ回転速度ωｍや直流電圧値Ｖ_dc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、及び、直流電圧値と、ｄ軸電流目標値及び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^*及びｑ軸電流目標値ｉｑ^*が求められる。

ステップＳ２０６では、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑをそれぞれ、ステップＳ２０４で求めたｄ軸電流目標値ｉｄ^*及び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に基づいて、ｄ軸電流ｉｄ及び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。なお、ここでは、算出したｄ軸、ｑ軸電圧指令値ｖｄ、ｖｑに対して非干渉制御を加える場合もある。

次に、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。そして、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を目標トルク指令値Ｔｍ^*で指示された所望のトルクで駆動することができる。

続いて、本実施形態の電動車両の制御装置において、駆動力トルク制御に用いられる車両モデルについて説明する。

図４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、以下に示す通りである。
Ｊ_m：モータイナーシャ
Ｊ_w：駆動輪イナーシャ（１軸分）
Ｋ_d：ドライブシャフトのねじり剛性
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
η：トランスミッショントルク伝達効率
ω_m：モータ角速度
ω_w：駆動輪角速度
Ｔ_m：モータトルク
Ｔ_d：駆動軸トルク
Ｆ：駆動力（２軸分）
Ｖ：車両の速度
θ：ドライブシャフトのねじり角
図４より、以下の運動方程式（５）〜（１０）を導くことができる。

式（５）〜（１０）をラプラス変換して、トルク指令値Ｔｍからモータ角速度ωｍまでの伝達特性を求めると、次式（１１）、（１２）となる。

ただし、式（１２）中の各パラメータは、次式（１３）で表される。

駆動軸トルク制御に用いられる車両モデルの駆動力伝達系は、モータトルクが車両の駆動軸トルクに伝達されない不感帯を有する。本実施形態における駆動力伝達系が有する不感帯幅は、電動モータ４から駆動軸８までのギアバックラッシュ量の総和に相当する。

したがって、車両モデルにおける駆動軸トルクＴ_dは、不感帯を考慮していない上記式（８）に代わり、不感帯を考慮した次式（１４）を用いる。これにより、車両モデルは不感帯モデルを含み、ギアバックラッシュ特性を模擬することが可能となるため、ギアバックラッシュ発生時にも、駆動軸ねじり振動を抑制することができる。車両モデルの運動方程式は、式（５）、（６）、（７）、（９）、（１０）、及び、次式（１４）で表される。

ただし、式（１４）中のθ_dは、モータから駆動軸までのオーバーオールのギアバックラッシュ量を表す。

この式（１４）中のθ_dが、車両モデルにおいて補償される不感帯幅（ギアバックラッシュ量）である。本実施形態に係る駆動軸トルク制御において、駆動力伝達系が有する不感帯に対する補償量は、θ_dの大きさで表される。

このように構成された車両モデル５０３を用いて実行されるステップＳ２０４の制振制御演算処理の詳細について、図５を参照しながら説明する。

＜制振制御演算処理＞
図５は、ステップＳ２０４に係る制振制御演算処理を実行する制振制御演算部４００の制御ブロック図である。

最終トルク目標値Ｔｍ２^*を設定する制振制御演算部４００は、フィードフォワード補償器５０１（以下、Ｆ／Ｆ補償器５０１と呼ぶ）と、フィードバック補償器５０２（以下、Ｆ／Ｂ補償器５０２と呼ぶ）と、加算器５０６とから構成される。

Ｆ／Ｆ補償器５０１は、ギアバックラッシュを模擬した不感帯モデルを含む車両モデル５０３と、トルク指令値から擬似ねじり角速度にフィードバックゲイン（Ｆ／Ｂゲイン）を積算した値を減算する駆動軸ねじり角速度Ｆ／Ｂモデル５０４と、制御系遅れ要素５０５とを備える。

そして、Ｆ／Ｆ補償器５０１は、目標トルク指令値Ｔｍ１^*及び摩擦ブレーキ制動量（従動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbf、駆動輪ブレーキ制動量Ｆ_dbd）に基づいて、加算器５０６に対して第１のトルク目標値を、Ｆ／Ｂ補償器５０２に対して第１のトルク目標値に対するモータ回転数推定値ωｍ＾を出力する。また、Ｆ／Ｆ補償器５０１が有する車両モデル５０３は、駆動軸ねじり角速度Ｆ／Ｂモデル５０４に対して、疑似駆動軸ねじり角速度ω_d＾を出力する。

駆動軸ねじり角速度Ｆ／Ｂモデル５０４は、車両モデル５０３で算出された前回値の疑似駆動軸ねじり角速度ω_d＾にＦ／ＢゲインＫ_FB1を積算した値と、目標トルク指令値Ｔｍ１^*との偏差を第１のトルク目標値として出力する。なお、ゲインＫ_FB1は、制御系の安定性を損なわない程度の大きさであって、かつ、制振性能を満足させる値に定められる。

制御系遅れ要素５０５は、第１のトルク目標値に対してモータ応答遅れＧ_a（ｓ）を考慮することで、モータトルク応答目標値Ｔｍｒ^*を算出し、モータトルク応答目標値Ｔｍｒ^*を車両モデル５０３に出力する。なお、モータ応答遅れＧａ（ｓ）は、次式（１５）で表される。

ただし、τａはモータ応答時定数である。

Ｆ／Ｂ補償器５０２は、Ｆ／Ｆ補償器５０１の車両モデル５０３から求めた第１のトルク目標値に対するモータ回転速度推定値ωｍ＾およびモータ回転速度検出値ωｍに基づいて、より具体的にはモータ回転数推定値ωｍ＾とモータ回転速度検出値ωｍとの偏差に応じて、第２のトルク目標値を出力する。

加算器５０６は、Ｆ／Ｆ補償器５０１から出力される第１のトルク目標値と、Ｆ／Ｂ補償器５０２から出力される第２のトルク目標値とを加算して、最終トルク目標値Ｔｍ２^*を出力する。

次に、本実施形態の電動車両の制御装置に特徴的な、不感帯モデルに対して摩擦ブレーキ制動量を考慮する車両モデル５０３の詳細について説明する。

車両モデル５０３は、前述の通り車両パラメータとギアバックラッシュを模擬した不感帯モデルとにより構成されるため、ギアバックラッシュ発生時でも駆動軸ねじり振動を抑制することができる。ただし、車両モデル５０３において補償されるギアバックラッシュ量は、上記式（１４）において示した電動モータ４から駆動軸８までのオーバーオールのギアバックラッシュ量θ_dであって、車両設計値や予め行った実験により得た実験値から定められた値である。

しかしながら、駆動軸８の回転がギアバックラッシュ区間を通過する際に、摩擦ブレーキ１０の介入による制動力が駆動軸８に作用すると、制動力の大きさに応じて、バックラッシュ区間においての実際の車両におけるギアが詰まるまでの時間と、車両モデル５０３における式（１４）に基づき想定される時間とにずれが生じるため、見かけ上のギアバックラッシュ量が変化する。その結果、車両モデル５０３において補償されるギアバックラッシュ量θ_dと、実際の車両において補償すべきギアバックラッシュ量とに誤差（モデル化誤差）が発生する。このモデル化誤差が生じた状態で駆動軸トルクが制御されると、トルク制御性が悪化する。このため、ギアバックラッシュ区間を通過する際に、摩擦ブレーキ１０の介入による制動力が駆動軸８に作用すると、トルクの立上り遅れによる違和感や、駆動軸ねじり振動に起因する加速度ショックが生じる場合がある。

例えば、制動力を与えるブレーキ制動量が駆動軸８にほぼ一定値で入力された場合は、駆動軸側ギアが減速することでギアバックラッシュが詰まりやすくなるため、実車両における見かけ上のギアバックラッシュ量が小さくなることに起因するモデル化誤差が発生する。その結果、ギアバックラッシュを通過しているにもかかわらずトルクが立ち上がらないような場面が生じ得るため、車両の乗員は、トルクの立上り遅れによる停滞感等の違和感を感じてしまう。

また、ギアバックラッシュ区間において駆動軸８に入力されていたブレーキ制動量が、ギアバックラッシュが詰まりきる前にゼロになった場合は、ブレーキ制動の解放直後にモータ側軸ギアの回転よりも駆動軸側ギアの回転が早くなる場合があるため、ギアバックラッシュが詰まりにくくなり、実車両における見かけ上のギアバックラッシュ量が大きくなることによるモデル化誤差が発生する。その結果、ギアバックラッシュ通過中にトルクが急峻に立ち上がり、車両に加速度ショックを発生させる。

以下に説明する処理は、摩擦ブレーキ制動量に応じて車両モデル５０３において補償するギアバックラッシュ量を調整し、実際の車両と車両モデル５０３間で生じるモデル化誤差に起因するトルク制御性の悪化を抑制する事で、上述のトルクの立上り遅れによる違和感や、駆動軸ねじり振動に起因する加速度ショックを低減することを目的とする。以下、図を参照しながら詳細を説明する。

図６は、ギアバックラッシュ量の調整に係る処理を含む車両状態演算処理の流れを表したフローチャートである。

ステップＳ６０１では、電動モータコントローラ２は、摩擦ブレーキ制動量に基づいて、実際の車両と車両モデル５０３間とでモデル化誤差が発生するか否かを判断する。このように、電動モータコントローラ２は、ギアバックラッシュ量に対する補償量を調整する必要があるか否かを判定する補償量調整許可判定部として機能する。

ステップＳ６０２では、電動モータコントローラ２は、摩擦ブレーキ制動量と最終トルク目標値とに基づいて、実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差が解消されたか否かを判断する。つまり、電動モータコントローラ２は、車両モデル５０３において補償するギアバックラッシュ量を、元の補償量である電動モータ４から駆動軸８までのオーバーオールのギアバックラッシュ量に戻すか否かを判定する補償量調整非許可判定部として機能する。

ステップＳ６０３では、電動モータコントローラ２は、ステップＳ６０１およびステップＳ６０２での判定結果に基づいて、車両モデル５０３において補償するギアバックラッシュ量を決定する。

そして、ステップＳ６０４では、ステップＳ６０３において決定されたギアバックラッシュ量が設定された車両モデル５０３により、モータ回転速度推定値ωｍ＾、及び、疑似駆動軸ねじり角速度ω_d＾が算出される。

以下、ステップＳ６０１〜Ｓ６０４で実行される処理の詳細を説明する。

ステップＳ６０１では、電動モータコントローラ２は、補償量調整許可判定を図７に示すフローチャートに従って実行する。

図７は、車両モデル５０３におけるギアバックラッシュ量の補償量調整許可判定に係る処理を表したフローチャートである。

ステップＳ７０１では、電動モータコントローラ２は、摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きいか否か判定する。摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きい場合は、摩擦ブレーキ１０の介入により実際の車両と車両モデル５０３間でのモデル化誤差が生じていると判断し、ギアバックラッシュ量の補償量調整許可判定値を許可に設定するために、続くステップＳ７０２の処理を実行する。

なお、ここでの既定値とは、モデル化誤差が生じ得るブレーキ制動量を予め実験等により求めた適正値であって、車両設計値との関係により定まる値である。なお、ギアバックラッシュ区間におけるブレーキ制動量が０より大きい場合は、実際の車両と車両モデル５０３間でのモデル化誤差が生じ得るため、上記既定値の下限値は０である。

ステップＳ７０２では、電動モータコントローラ２は、後段の処理（ステップＳ６０３）においてギアバックラッシュに対する補償量の調整を実行するか否かの指標となる補償量調整許可判定値を許可に設定する。そして、電動モータコントローラ２は、図７に係る処理を終了して、続く図６のステップＳ６０２の処理を実行する。

ステップＳ７０１において摩擦ブレーキ制動量が既定値以下の場合は、補償するギアバックラッシュ量の調整に係る許可／非許可の判定は行わず、ステップＳ６０２に係るギアバックラッシュ量の補償量調整非許可判定に移行するため、図７に係る許可判定処理を終了する。なお、補償量調整許可判定値は、１サイクル前のステップＳ６０２における判定結果も含めた前回処理に係る補償量調整許可判定値が保持される。

ステップＳ６０２（図６参照）では、電動モータコントローラ２は、ギアバックラッシュ量の調整処理の実行を非許可とするか否かの判定（補償量調整非許可判定）を行う。補償量調整非許可判定は図８に示すフローチャートに従って実行される。

図８は、ギアバックラッシュ量の補償量調整非許可判定に係る処理を示すフローチャートである。

ステップＳ８０１では、電動モータコントローラ２は、摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きいか否かを判定する。既定値より大きい場合は、車両モデル５０３と実際の車両間でモデル化誤差が生じている場合であり、ギアバックラッシュ量を調整する必要がある状態がステップＳ６０１に係る処理時から継続しているため、補償量調整許可判定値が許可に設定された状態を保持して、補償量調整非許可判定に係る処理を終了する。摩擦ブレーキ制動量が既定値以下の場合、すなわち、モデル化誤差が生じるほどの摩擦ブレーキ１０の介入がないと判断される場合には、続くステップＳ８０２の処理が実行される。

ステップＳ８０２では、電動モータコントローラ２は、制振制御演算部４００により算出された最終トルク目標値が既定値より大きいか否かを判定する。摩擦ブレーキ制動量が既定値以下であり、且つ、最終トルク目標値が規定値より大きい場合は、少なくとも車両モデル５０３と実際の車両間のモデル化誤差が解消されたと考えられるため、車両モデル５０３において補償するギアバックラッシュ量を元の設定値であるオーバーオールのギアバックラッシュ量θ_d相当に戻す必要がある。

このため、ステップＳ８０２において最終トルク目標値が既定値より大きい場合は、補償量調整許可判定値を非許可に設定するステップＳ８０３の処理を実行する。なお、ここでの既定値とは、モデル化誤差がない、或いは、モデル化誤差が解消されたと判断できる最終トルク目標値を予め実験等により求めた適正値であって、車両設計値との関係により定まる値である。

ステップＳ８０３では、電動モータコントローラ２は、後段の処理（ステップＳ６０３）において補償するギアバックラッシュ量の調整に係る処理を実行するか否かの指標となる補償量調整許可判定値を非許可に設定して、続く図６のステップＳ６０３の処理を実行する。

ステップＳ８０１において摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きい場合、又は、ステップＳ８０２において最終トルク指令値が既定値以下の場合は、電動モータコントローラ２は、ギアバックラッシュ量の調整に係る許可／非許可の判定は行わず、前段の処理であるステップＳ６０１（図６参照）の時点で設定されている補償量調整許可判定値を保持して、続くステップＳ６０３の処理を実行する。

ステップＳ６０３（図６参照）では、電動モータコントローラ２は、ステップＳ６０１又はステップＳ６０２に係る処理にて設定された、ギアバックラッシュ量の補償量調整許可判定値に応じて、車両モデル５０３において補償するギアバックラッシュ量θ_d ^*の値を設定する処理を実行する。ギアバックラッシュ量θ_d ^*は、後段のステップＳ６０４に係る車両状態演算処理において、車両モデル５０３を構成する上記式（１４）中のギアバックラッシュ量θ_dに代入される値である。ギアバックラッシュ量θ_dは、車両設計値等から定まる電動モータ４から駆動軸８までのオーバーオールのギアバックラッシュ量であるため、この値を変更することで、車両モデル５０３におけるギアバックラッシュ量に対する補償量を調整することができる。ギアバックラッシュ量θ_d ^*の値を設定する処理は、図９に示すフローチャートに従って実行される。

図９は、ギアバックラッシュ量θ_d ^*の値を設定する処理を表したフローチャートである。

ステップＳ９０１では、電動モータコントローラ２は、上述のステップＳ６０１、Ｓ６０２の処理において設定されたギアバックラッシュ量の補償量調整許可判定値を判定する。補償量調整許可判定値が許可の場合は、実際の車両と車両モデル５０３間にモデル化誤差が生じているため、車両モデル５０３におけるギアバックラッシュ量の補償量を調整するステップＳ９０２の処理が実行される。演算許可判定値が非許可の場合は、実際の車両と車両モデル５０３とが一致している状態であるため、車両モデル５０３におけるギアバックラッシュ量の補償量を元の設定値とするステップＳ９０３の処理が実行される。

ステップＳ９０２では、電動モータコントローラ２は、車両モデル５０３において補償されるギアバックラッシュ量θ_d ^*を、演算許可判定値が非許可の場合に設定されるギアバックラッシュ量θ_d0よりも小さい値であるギアバックラッシュ量θ_d1に設定する。

上述のとおり、車両の駆動軸８に摩擦ブレーキ１０による制動力が作用すると、ギアが詰まるまでの時間と従来設定値の車両モデル５０３において想定される時間とに誤差が生じる為、見かけ上のギアバックラッシュ量が変化する。

本実施形態においては、ブレーキ制動量の作用により見かけ上のギアバックラッシュ量が小さくなる場合及び大きくなる場合の双方とも、ギアバックラッシュ量θ_d ^*に、ギアバックラッシュ量θ_dよりも小さい値であるギアバックラッシュ量θ_d1を設定する。

これにより、見かけ上のギアバックラッシュ量が小さくなった場合には、車両モデル５０３で補償するギアバックラッシュ量を実際の車両において補償すべきギアバックラッシュ量に近づけることができるので、摩擦ブレーキ１０の介入によって生じた実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差を低減して、トルク制御性の悪化を抑制することができる。

また、見かけ上のギアバックラッシュ量が大きくなる場合であっても、車両モデル５０３で補償するギアバックラッシュ量をより小さく設定することで、駆動軸トルクを早いタイミングから緩やかに立ち上げ、駆動軸側ギアに対してモータ軸側ギアを緩やかに詰めることが可能となるので、トルク制御性の悪化に伴う加速度ショックを低減することができる。

したがって、ステップＳ９０２では、電動モータコントローラ２は、ギアバックラッシュ量θ_d ^*にギアバックラッシュ量θ_dよりも小さい値であるギアバックラッシュ量θ_d1を設定する処理を行う。これにより、摩擦ブレーキ１０の介入によって生じた実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差に起因するトルク制御性の悪化を抑制することができる。

ギアバックラッシュ量θ_d1は、摩擦ブレーキ制動量に応じて可変であっても良いが（第３実施形態参照）、本実施形態では、車両モデル５０３の不感帯モデルによる補償量を最大量減ずる場合について説明する。すなわち、ギアバックラッシュ量θ_d ^*に代入するギアバックラッシュ量θ_d1の値をブレーキ制動量の大きさに関わらず０とする。これにより、車両モデル５０３におけるギアバックラッシュに対する補償量は０となる。

すなわち、本実形態に係る電動車両の制御装置では、ステップＳ７０１、Ｓ８０１において既定値を超える摩擦ブレーキ制動量が検知された場合は、電動モータ４から駆動軸８までのギアバックラッシュは存在しないものとして第１のトルク目標値が算出される。これにより、加速度ショック、或いは、トルクの立上り遅れ等に起因する違和感を生じさせない適切な駆動軸トルク制御が可能となり、実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差に起因するトルク制御性の悪化を抑制することができる。

ギアバックラッシュ量θ_d ^*にギアバックラッシュ量θ_d1が設定されることで、ギアバックラッシュに対する補償量調整処理は終了し、続くステップＳ６０４（図６参照）の処理が実行される。

他方、補償量調整許可判定値が非許可の場合は、実際の車両と車両モデル５０３とが一致している状態であるため、車両モデル５０３におけるギアバックラッシュ量の補償量を元の設定値とするため、ステップＳ９０３の処理が実行される。

ステップＳ９０３では、電動モータコントローラ２は、車両モデル５０３において補償されるギアバックラッシュ量θ_d ^*を、電動モータ４から駆動軸８までのオーバーオールのギアバックラッシュ量θ_d0に設定する。ギアバックラッシュ量θ_d0は、車両設計値や、予め行った実験により得た実験値から求められる値であり、上記式（１４）において予め設定されているギアバックラッシュ量θ_dと同じ値である。

これにより、車両設計値等に基づいて定められた従来設定値のギアバックラッシュ量（補償量）が設定された車両モデル５０３による制振制御に戻すことができるので、摩擦ブレーキ１０の介入による外乱がなく、実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差が発生していない場面においても、ギアバックラッシュ区間の通過時における駆動軸ねじり振動を適切に抑制することができる。

ギアバックラッシュ量θ_d ^*にギアバックラッシュ量θ_d0が設定されることで、ギアバックラッシュに対する補償量調整処理は終了し、続くステップＳ６０４の処理が実行される。

ステップＳ６０４（図６参照）では、電動モータコントローラ２は、車両状態演算処理を行う。

具体的には、電動モータコントローラ２は、車両モデル５０３において、モータトルク応答目標値Ｔｍｒ^*、従動輪ブレーキ制動量Ｔ_dbf、及び、駆動輪ブレーキ制動量Ｔ_dbdに基づいて、上記式（１２）を用いてモータ回転速度推定値ωｍ＾を算出する。また、モータ回転速度推定値ωｍ＾と駆動輪角速度ωｗとに基づいて、疑似駆動軸ねじり角速度ω_d＾が算出される。ただし、車両モデル５０３を構成する上記式（１４）で用いられるギアバックラッシュ量θ_dは、上述のステップＳ６０３で設定されたギアバックラッシュ量θ_d ^*である。

以上で、図６で示したギアバックラッシュに対する補償量の調整を含む車両状態演算処理を終了する。本処理により、車両モデル５０３におけるギアバックラッシュに対する補償量を摩擦ブレーキ制動量に応じて可変とすることができる。これにより、実際の車両状態に適した第１のトルク目標値を算出することができる。この結果、ギアバックラッシュを通過する区間において、摩擦ブレーキ１０の介入による制動力が車両の駆動軸に作用しても、トルク制御性を悪化させることなく、車両の駆動軸ねじり振動や、乗員が感じる違和感を効果的に抑制することができる。

ここで、ギアバックラッシュ区間を通過するシーンにおける駆動軸トルク制御（制振制御）について、第１実施形態の電動車両の制御装置による制御結果と従来例による制御結果との比較を、図１０を参照して説明する。

図１０は、第１実施形態の制御装置を電動車両に適用した際の制御結果の一例と従来例に係る制御結果とを示したタイムチャートである。図１０は、上から順に、目標トルク指令値、最終トルク目標値、ブレーキ制動量、車両の前後加速度を表している。また、最終トルク目標値、及び、前後加速度を示すチャート内の破線は、比較例による制御結果を示す。

図１０で表されるのは、平坦路において、摩擦ブレーキとモータ回生ブレーキとの協調制御状態で走行している状態から、ドライバーがブレーキペダルを緩やかに離すとともに、アクセルペダルに踏みかえて、アクセルペダルを緩やかに踏み込んだ場合に、モータトルクが負から正に反転し、ギアバックラッシュを通過する場面におけるタイムチャートである。このような場面では、ギアバックラッシュ中に一定量入力されていたブレーキ制動量がゼロになることにより、モータ側軸ギアの回転よりも駆動軸側ギアの回転が速くなり、見かけ上のギアバックラッシュ量は大きくなる。

時刻ｔ０．５付近〜ｔ５にかけては、ブレーキペダルを緩やかに離しているため、ブレーキ制動量は徐々に減少していく。時刻ｔ５で、ブレーキペダルは完全に離され、ブレーキ制動量は０となる。これと同時に、アクセルペダルが緩やかに踏み込まれ、時刻ｔ５以降、目標トルク指令値が徐々に増加していく。

ところで、時刻ｔ０〜ｔ６では、モータトルクが負から正に反転するため、ギアのバックラッシュ区間を通過する。この際、ギアのバックラッシュを考慮した制振制御では、ギアが詰まるまでの間、最終トルク目標値を一定に保ちつつ、ギアが詰まった時点から再び最終トルク目標値を立ち上げる。このギアバックラッシュ区間の通過の際に、摩擦ブレーキによる制動力等の外乱が生じなければ、車両のギアが詰まるタイミングと最終トルク目標値が立ち上がるタイミングは一致する。

しかし、本タイムチャートにおける事例では、ｔ０〜ｔ５に係るギアバックラッシュ区間の通過の際に摩擦ブレーキ１０の介入が継続しているため、外乱となるブレーキ制動量が車両の駆動軸８に印加されている。

従来例では、このような外乱を考慮しない車両モデルを用いているため、制振制御における当該車両モデルと実際の車両間にモデル化誤差が生じ、時刻ｔ６〜ｔ７においてギアが詰まる前に最終トルク目標値が立ち上がる。このため、制振制御のＦ／Ｂ補償器の作用との関係から、時刻ｔ６．５付近において、前後加速度が急峻に立ち上がることに伴う加速度ショックが車両に発生する。

これに対して、第１実施形態による制御であれば、Ｆ／Ｆ補償器５０１の車両モデル５０３におけるギアバックラッシュ量（θ_d）を、ブレーキ制動量に応じて変更する。より詳細には、ドライバーがブレーキペダル１３を踏み込むことにより発生した既定値を越えたブレーキ制動量が検知されることで、車両モデル５０３で補償されるギアバックラッシュ量θ_dが０となる。

そうすると、駆動力伝達系においてギアバックラッシュ量に基づく不感帯幅がないものとして駆動軸トルクが制御されるので、時刻ｔ５の時点で、目標トルク指令値に追従して最終トルク目標値も上昇し始める。その結果、モータ軸側ギアが駆動軸側ギアに早いタイミングで緩やかに詰まるので、本実施形態においてギアが詰まるタイミング（ａ付近）の最終トルク目標値は、比較例においてギアが詰まるタイミング（ｂ付近）の最終トルク指令値よりも低い値となる。これにより、ギアが詰まるタイミングで発生する前後加速度の急峻な上昇を比較例と比べて小さくすることができるので（時刻ｔ６〜ｔ７参照）、車両に発生する加速度ショックを従来例よりも効果的に抑制することができる。

以上、第１実施形態の電動車両の制御装置は、目標トルク指令値に基づいて第１のトルク目標値を演算し、第１のトルク目標値に従ってモータトルクを制御する。また、第１のトルク目標値の演算においては、駆動力伝達系においてモータトルクが車両の駆動軸に伝達されない不感帯を補償するように構成された、モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデル５０３と、車両モデル５０３から出力される駆動軸ねじり角速度を目標トルク指令値にフィードバックさせる駆動軸ねじり角速度フィードバックモデル５０４とを用いて、第１のトルク目標値を演算し、第１のトルク目標値の演算において考慮される不感帯に対する補償量を、車両に制動力を加える摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する。

また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、駆動力伝達系が有する不感帯幅を、モータから駆動軸までのギアバックラッシュ量の総和とする。

また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、運転者のブレーキ操作量を検出するストロークセンサ１３ａ等のブレーキ操作量検出部をさらに備え、第１のトルク目標値の演算において考慮されるギアバックラッシュに対する補償量を、摩擦ブレーキ制動量指令値（摩擦制動量指令値）、又は、ブレーキ操作量の検出値に応じて調整する。

そして、第１実施形態の電動車両の制御装置は、摩擦ブレーキ制動量が予め定めた既定値より大きい場合は、ギアバックラッシュに対する補償量を０とする。

これにより、摩擦ブレーキ制動量等の車両状態信号に応じてギアバックラッシュ量の補償量を調整することができるので、トルク制御性の悪化を抑制して、車両状況に応じた適切な駆動軸トルク制御が可能となるので、車両モデル５０３と実際の車両間とのモデル化誤差に起因する乗り心地の悪化を回避することができる。

また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、ギアバックラッシュに対する補償量を摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する際は、摩擦ブレーキ制動量が予め定めた既定値以下になった場合、および、モータトルク指令値が予め定められた既定値を越えた場合の少なくとも一方が成立した場合に、摩擦ブレーキ制動量に応じて調整された補償量を元の補償量に戻す。なお、元の補償量とは、車両の通常走行時における補償量であって、式（１４）中におけるモータ４から駆動軸８までのオーバーオールのギアバックラッシュ量θ_dに相当する補償量である。これにより、実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差が解消された場合には、車両設計値や実験値で定めたギアバックラッシュ量θ_d0を用いた制御に戻すことができる。その結果、摩擦ブレーキ等の外乱の介入が無く、モデル化誤差が発生していない状況におけるギアバックラッシュ区間を通過する際においても適切に駆動軸トルクを制御して、駆動軸ねじり振動を抑制することができる。

また、第１実施形態の電動車両の制御装置は、車両モデル５０３において補償されるギアバックラッシュ量θ_dを摩擦ブレーキ制動量に応じて減ずることによりギアバックラッシュに対する補償量を調整する。これにより、摩擦ブレーキ制動量に基づいて車両モデル５０３のギアバックラッシュ量θ_d ^*の設定を変更するだけの少ない演算量により、実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差によるトルク制御性の悪化を低減することができ、上述のとおりの駆動軸ねじり振動抑制効果等を実現することができる

−第２実施形態−
第２実施形態の電動車両の制御装置も、ギアバックラッシュ発生時における実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差に起因するトルク制御性の悪化を回避するものであるが、その回避方法が第１実施形態と異なる。

上述の通り、ギアバックラッシュ発生時に、摩擦ブレーキ１０による制動力の介入によるモデル化誤差が生じた状態で駆動軸トルクを制御すると、トルク制御性が悪化する。第１実施形態では、車両モデル５０３において補償されるギアバックラッシュ量を摩擦ブレーキ制動量に応じて調整することで、モデル化誤差に起因するトルク制御性の悪化を抑制した。

以下に説明する第２実施形態では、摩擦ブレーキ制動量が既定値を超え、実際の車両と車両モデル５０３間にモデル化誤差が生じると判断された場合は、電動モータコントローラ２は、車両モデル５０３を用いて第１のトルク目標値を演算するのに替えて、インバースフィルタ１１０１を用いて第１のトルク目標値を演算する。これにより、上述のモデル化誤差に起因するトルク制御性の悪化を回避する。

図１１は、第２実施形態に特徴的な制御を概念的に表した制御ブロック図である。本実施形態における電動モータコントローラ２は、インバースフィルタ１１０１と、切替部１１０２とをさらに有する。そして、切替部１１０２は、第１のトルク目標値を、インバースフィルタ１１０１を用いて算出するか、又は、第１実施形態と同様にＦ／Ｆ補償器５０１を用いて算出するかを、摩擦ブレーキ制動量に応じて選択する。

ここで、本実施形態で用いられるインバースフィルタ１１０１とは、駆動力伝達系に係る車両モデルの振動特性を打ち消す線形フィルタである。具体的には、上記式（１２）で示した、モータトルクＴｍからモータ角速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）の逆系と、伝達特性Ｇｐ（ｓ）の分母定数の振動成分をキャンセルするように調整された伝達特性Ｇｍ（ｓ）を用いて、車両モデルの振動特性を打ち消す線形フィルタＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を構成する。本実施形態では、この線形フィルタＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）をインバースフィルタ１１０１と呼ぶ。

また、インバースフィルタ１１０１の出力値は、入力値に追従する。このため、インバースフィルタ１１０１を用いて第１のトルク目標値を算出すると、入力である目標トルク指令値Ｔｍ１^*に追従して第１のトルク目標値が立ち上がる。最終トルク目標値Ｔｍ２^*は、第１のトルク目標値に追従するので、結果として、入力である目標トルク指令値Ｔｍ１^*に追従して最終トルク目標値Ｔｍ２^*が出力される。

このため、ギアバックラッシュ区間において摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きい場合に、車両モデル５０３に替えて、インバースフィルタ１１０１を用いて第１のトルク目標値を演算することで、ギアバックラッシュ区間中においても、目標トルク指令値に追従して最終トルク目標値が立ち上がる。これにより、ギアバックラッシュを通過しているにもかかわらずトルクが立ち上がらない、又は、ギアバックラッシュ通過中にトルクが急峻に立ち上がる、という事態を回避することができ、トルク制御性の悪化に伴う乗員が感じる違和感や駆動軸ねじり振動を効果的に抑制することができる。

図１２は、第１のトルク目標値を演算するための処理の流れを表したフローチャートである。なお、ステップＳ１２０１、Ｓ１２０２の処理によって、図１１における切替部１１０２の挙動が決定される。

ステップＳ１２０１では、電動モータコントローラ２は、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値の演算処理を許可するか否かを判定する（フィルタ演算許可判定）。フィルタ演算許可判定は、図１３に示すフローチャートに従って実行される。

図１３は、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値のフィルタ演算許可判定に係る処理を表したフローチャートである。

ステップＳ１３０１では、電動モータコントローラ２は、摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きいか否かを判定する。摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きい場合は、実際の車両と車両モデル５０３間でのモデル化誤差が生じると判断し、インバースフィルタ１１０１による演算処理を許可するために、続くステップＳ１３０２の処理を実行する。なお、ここでの既定値も、第１実施形態と同様、モデル化誤差が生じると判断できる摩擦ブレーキ制動量を予め実験等により求めた適正値であって、車両設計値との関係により定まる値である。

ステップＳ１３０２では、電動モータコントローラ２は、後段の処理（ステップＳ１２０３）においてインバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値の演算を実行するか否かの指標となるフィルタ演算許可判定値を許可に設定する。図１１でいえば、切替部１１０２は、目標トルク指令値Ｔｍ１^*の入力を、インバースフィルタ１１０１への出力側に接続する。フィルタ演算許可判定値を許可に設定した後、図１３に係るフィルタ演算許可判定は終了し、続いて図１２に係るステップＳ１２０２の処理が実行される。

なお、ステップＳ１３０１において摩擦ブレーキ制動量が既定値以下と判断された場合は、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値の演算に係る許可／非許可の判定は行わず、後述するステップＳ１２０２に係るフィルタ演算非許可判定の判定結果も含めた前回処理におけるフィルタ演算許可判定値を保持して、続くステップＳ１２０２の処理が実行される。

ステップＳ１２０２（図１２参照）では、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値の演算を非許可とするか否かの判定（フィルタ演算非許可判定）を行う。フィルタ演算非許可判定は、図１４に示すフローチャートに従って実行される。

図１４は、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値のフィルタ演算非許可判定に係る処理を表したフローチャートである。

ステップＳ１４０１では、電動モータコントローラ２は、摩擦ブレーキ制動量に基づいて、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値のフィルタ演算非許可判定を行う。摩擦ブレーキ制動量が既定値以下の場合には、ステップＳ１４０２の処理が実行される。

ステップＳ１４０２では、電動モータコントローラ２は、最終トルク目標値が既定値より大きいか否かを判定する。摩擦ブレーキ制動量が既定値以下であり、且つ、最終トルク目標値が規定値より大きい場合は、車両モデル５０３と実際の車両とのモデル化誤差が解消されたと考えられる。したがって、摩擦ブレーキ１０による制動力の介入がない場合においても適切にギアバックラッシュを補償することができるように、従来設定値の車両モデル５０３によって第１のトルク目標値を演算する制振制御に戻す必要がある。

このため、最終トルク目標値が既定値より大きい場合は、フィルタ演算許可判定値を非許可に設定するステップＳ１４０３の処理を実行する。なお、ここでの既定値も、第１実施形態と同様、実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差がない、或いは、モデル化誤差が解消されたと判断できる目標トルク指令値を、予め実験等により求めた適正値であって、車両設計値との関係により定まる値である。

ステップＳ１４０３では、電動モータコントローラ２は、フィルタ演算許可判定値を非許可に設定する。図１１でいえば、切替部１１０２は、目標トルク指令値Ｔｍ１^*の入力を、Ｆ／Ｆ補償器５０１への出力側に接続する。そして、電動モータコントローラ２は、図１４に係るフィルタ演算非許可判定処理を終了して、図１２に係るステップＳ１２０３の処理を実行する。

ステップＳ１４０１において摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きい場合、又は、ステップＳ１４０２において最終トルク目標値が既定値以下の場合は、電動モータコントローラ２は、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値の演算処理の許可／非許可に関する判定は行わず、上述したステップＳ１２０１時点で設定されている第１のトルク目標値に係る演算許可判定値を保持して、図１４に係る終了判定処理を終了する。続いて、ステップＳ１２０３の処理が実行される。

ステップＳ１２０３（図１２参照）では、電動モータコントローラ２は、ステップＳ１３０２又はステップＳ１４０３に係る処理にて設定された、インバースフィルタ１１０１による第１のトルク目標値のフィルタ演算許可判定値に応じて、第１のトルク目標値を演算する。

ステップＳ１２０３において、演算許可判定値が許可の場合は、電動モータコントローラ２は、インバースフィルタ１１０１を用いて第１のトルク目標値を算出する。

そして、特開２００３−９５６６等に開示されているような、伝達特性Ｇｐ（ｓ）の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性Ｈ（ｓ）を用いたフィルタＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を具備するＦ／Ｂ補償器（不図示）を用いて算出した第２のトルク目標値と、前述の第１のトルク目標値とを加算することにより、最終トルク目標値が算出される。

以上のとおり、ギアバックラッシュ区間において摩擦ブレーキ制動量が既定値より大きい場合にインバースフィルタ１１０１を用いて第１のトルク目標値を演算することで、目標トルク指令値に追従して最終トルク目標値が立ち上がる。これにより、ギアバックラッシュ発生時に実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差に起因して発生する、ギアバックラッシュを通過しているにもかかわらずトルクが立ち上がらない、又は、ギアバックラッシュ通過中にトルクが急峻に立ち上がってしまうような場面を回避し、トルク制御性の悪化を効果的に抑制することができる。

他方、ステップＳ１２０３において、フィルタ演算許可判定値が非許可の場合は、第１実施形態で説明したのと同様に、Ｆ／Ｆ補償器５０１、Ｆ／Ｂ補償器５０２、及び、加算器５０６を用いて最終トルク目標値を算出する（図５参照）。この際、Ｆ／Ｆ補償器５０１が備える車両モデル５０３に設定されるギアバックラッシュ量θ_d ^*は、従来設計値と同等な電動モータ４から駆動軸８までのオーバーオールのギアバックラッシュ量θ_d0とする。

なお、第２実施形態における電動車両の制御装置による制振制御においても、第１実施形態において図１０を用いて説明した制御結果と同様の制御結果を得ることができる。

以上、第２実施形態の電動車両の制御装置は、摩擦ブレーキ制動量が予め定められた既定値より大きい場合は、Ｆ／Ｆ補償器５０１を用いて第１のトルク目標値を演算するのに替えて、車両モデルの振動特性を打ち消すインバースフィルタ１１０１を用いて第１のトルク目標値を演算する。これにより、ギアバックラッシュ区間の通過中においては目標トルク指令値に追従して最終トルク目標値が立ち上がるため、第１実施形態と同様に、駆動軸ねじり振動を効果的に抑制することができる。

−第３実施形態−
第３実施形態の電動車両の制御装置は、第１実施形態の電動車両の制御装置と比べて、特に図９のステップＳ９０２で説明したギアバックラッシュ量θ_d ^*に代入するギアバックラッシュ量θ_d1の演算方法が異なる。また、本実施形態における制御は、特に、ギアバックラッシュ区間を経過する際に駆動軸８にブレーキ制動量がほぼ一定値で入力される場合に有効な制御である。このような場合における実際の車両の見かけ上のギアバックラッシュ量は、上述の通り、ブレーキ制動量の大きさに応じて小さくなる。

したがって、本実施形態におけるギアバックラッシュ量θ_d1は、ブレーキ制動量の大きさに応じて可変とする。第２実施形態におけるギアバックラッシュ量θ_d1は、図１５に基づいて算出される。

図１５は、車両設計値や、予め行った実験により取得した実験値から定めた、摩擦ブレーキ制動量と、車両モデル５０３の駆動力伝達系において補償すべきギアバックラッシュ量との関係を表した関係図である。横軸は摩擦ブレーキ制動量を表し、縦軸は補償すべきギアバックラッシュ量を表している。摩擦ブレーキ制動量が０の時のギアバックラッシュ量は電動モータ４から駆動軸８までのオーバーオールのギアバックラッシュ量θ_d0である。上述したとおり、摩擦ブレーキ制動量が大きくなるほど、見かけ上の不感帯幅（ギアバックラッシュ量）は小さくなるので、車両モデル５０３において補償すべきギアバックラッシュ量θ_d1は、ギアバックラッシュ量θ_d0に対して、摩擦ブレーキ制動量が大きくなるほど減少していることが分かる。

本実施形態では、図９のステップＳ９０２において、図１５に表される摩擦ブレーキ制動量とギアバックラッシュ量との関係式に基づいて、摩擦ブレーキ制動量に応じたギアバックラッシュ量θ_d1を算出して、ギアバックラッシュ量θ_d ^*に設定する。これにより、式（１４）中で補償されるギアバックラッシュ量が実際の車両における補償すべきギアバックラッシュ量と略一致するので、実際の車両と車両モデル５０３間のモデル化誤差が解消される。

以上、第３実施形態の電動車両の制御装置は、ギアバックラッシュに対する補償量を摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する際は、前記車両モデルにおいて補償されるギアバックラッシュ量を、摩擦ブレーキ制動量に応じた量減ずることにより当該補償量を調整する。これにより、摩擦ブレーキ制動量に応じて、車両モデル５０３において補償すべき最適なギアバックラッシュ量を調整できるので、ギアバックラッシュ区間を経過する際に摩擦ブレーキ１０に起因する外乱が生じても、適切な駆動軸トルク制御を実現することができる。

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、上述の説明で用いた摩擦ブレーキ制動量は、摩擦ブレーキ制動量指令値、又は、ブレーキ操作量の検出値に基づく値であったが、必ずしもこれに限定されず、例えば、摩擦ブレーキ１０を使用したか否かのみを検知する他の手段を設け、当該手段の結果に基づいて、ギアバックラッシュ量に対する補償量を調整してもよい。

また、第１実施形態から第３実施形態において考慮されるギアバックラッシュ中の外乱として示した摩擦ブレーキ制動量は、フットブレーキ１３に起因する摩擦ブレーキ制動量に限らず、車両の減速機の駆動軸８に作用する空気抵抗等の他の抵抗成分を含んでもよい。

２…電動モータコントローラ（演算ステップ、制御ステップ、第１のトルク目標値演算ステップ、補償量調整ステップ、フィルタ演算ステップ）
４…電動モータ
８…駆動軸
１３ａ…ストロークセンサ（ブレーキ操作量検出部）

Claims (9)

1. 車両情報に基づいて目標トルク指令値を設定し、駆動輪につながるモータのトルクを制御する電動車両の制御方法において、
   目標トルク指令値に基づいて第１のトルク目標値を演算し、
   前記第１のトルク目標値に従ってモータトルクを制御し、
   前記第１のトルク目標値の演算においては、
   駆動力伝達系においてモータトルクが車両の駆動軸に伝達されない不感帯を補償するように構成された、モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルと、当該車両モデルから出力される駆動軸ねじり角速度を前記目標トルク指令値にフィードバックさせる駆動軸ねじり角速度フィードバックモデルとを用いて、前記第１のトルク目標値を演算し、
   前記第１のトルク目標値の演算において考慮される前記不感帯に対する補償量を、車両に制動力を加える摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する、
   ことを特徴と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において、
   前記駆動力伝達系が有する不感帯幅は、モータから駆動軸までのギアバックラッシュ量の総和である、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
3. 請求項１又は２に記載の電動車両の制御方法において、
   運転者のブレーキ操作量を検出するブレーキ操作量検出部をさらに備え、
   前記摩擦ブレーキ制動量は、前記ブレーキ操作量の検出値、又は、当該検出値に基づいて算出される摩擦制動量指令値である、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
4. 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において、
   前記補償量を前記摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する際は、前記摩擦ブレーキ制動量が予め定めた既定値より大きい場合は、前記補償量を０とする、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
5. 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において、
   前記補償量を前記摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する際は、前記摩擦ブレーキ制動量が予め定めた既定値以下になった場合に、前記摩擦ブレーキ制動量に応じて調整された前記補償量を元の補償量に戻す、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の電動車両の制御方法において、
   前記補償量を前記摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する際は、前記目標トルク指令値が予め定められた既定値を越えた場合に、前記摩擦ブレーキ制動量に応じて調整された前記補償量を元の補償量に戻す、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
7. 請求項１に記載の電動車両の制御方法において、
   前記補償量を前記摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する際は、前記車両モデルにおいて補償される不感帯幅を前記摩擦ブレーキ制動量に応じて減ずることにより前記不感帯に対する前記補償量を調整する、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
8. 請求項１に記載の電動車両の制御方法において、
   前記摩擦ブレーキ制動量が予め定められた既定値より大きい場合は、前記車両モデルと前記駆動軸ねじり角速度フィードバックモデルとを用いて前記第１のトルク目標値を演算するのに替えて、前記車両モデルの振動特性を打ち消す線形フィルタを用いて前記第１のトルク目標値を演算する、
   ことを特徴とする電動車両の制御方法。
9. 車両情報に基づいて目標トルク指令値を設定し、駆動輪につながるモータのトルクを制御する電動車両の制御装置において、
   目標トルク指令値に基づいて第１のトルク目標値を演算する演算部と、
   前記第１のトルク目標値に従ってモータトルクを制御する制御部と、
   を備え、
   前記演算部は、
   駆動力伝達系においてモータトルクが車両の駆動軸に伝達されない不感帯を補償するように構成された、モータトルクから駆動軸ねじり角速度までの特性をモデル化した車両モデルと、当該車両モデルから出力される駆動軸ねじり角速度を前記目標トルク指令値にフィードバックさせる駆動軸ねじり角速度フィードバックモデルとを用いて、前記第１のトルク目標値を演算し、
   前記第１のトルク目標値の演算において考慮される前記不感帯に対する補償量を、車両に制動力を加える摩擦ブレーキ制動量に応じて調整する、
   ことを特徴とする電動車両の制御装置。