JP6992298B2 - Electric vehicle control device and electric vehicle control method - Google Patents

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Description

本発明は、電動車両の制御装置及び電動車両の制御方法に関する。 The present invention relates to a control device for an electric vehicle and a control method for the electric vehicle.

電動車両の制御装置としては、アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、電動車両が停車間際になると、モータ回転速度にフィードバックゲインを乗じたフィードバックトルクを用いて停止制御を実行する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a control device for an electric vehicle, a control device that executes stop control using a feedback torque obtained by multiplying the motor rotation speed by a feedback gain when the accelerator operation amount decreases or becomes zero and the electric vehicle is about to stop. It is known (see, for example, Patent Document 1).

特開２０１５－１３３７９９号公報JP-A-2015-133799

上述の制御装置では、モータ回転速度の低下とともにモータトルク指令値を調整するにあたり、電動車両の停止距離を短くするにはフィードバックゲインを大きくする必要がある。しかしながら、フィードバックゲインを大きな値に設定しようとすると、フィードバック制御系の安定性が低下し、十分な安定余裕を確保することが困難になる。 In the above-mentioned control device, when adjusting the motor torque command value as the motor rotation speed decreases, it is necessary to increase the feedback gain in order to shorten the stopping distance of the electric vehicle. However, if the feedback gain is set to a large value, the stability of the feedback control system is lowered, and it becomes difficult to secure a sufficient stability margin.

仮にフィードバック制御系において十分な安定余裕がない状態で停止制御が実行されると、車両のモデル化誤差やギアバックラッシュなどの外乱要因により、モータトルク及びモータ回転速度が振動し、フィードバック制御系が発散することが懸念される。 If stop control is executed without sufficient stability margin in the feedback control system, the motor torque and motor rotation speed will vibrate due to disturbance factors such as vehicle modeling error and gear backlash, causing the feedback control system to vibrate. There is concern that it will diverge.

本発明は、電動車両の停止距離を短くしつつ、電動車両を滑らかに停止させる電動車両の制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a control device for an electric vehicle that smoothly stops the electric vehicle while shortening the stopping distance of the electric vehicle.

本発明の一態様における電動車両の制御装置は、モータを走行駆動源とし、前記モータの回生制動力により減速する。そして電動車両の制御装置は、アクセル操作量を取得する操作量取得手段と、前記電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定する外乱推定手段と、前記電動車両を駆動する駆動軸の回転速度に相関のある回転体の角速度を取得する角速度取得手段と、を備える。さらに電動車両の制御装置は、前記回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性を模擬して車体速度を推定する車体速度推定手段と、前記モータのトルク指令値を算出するトルク指令値算出手段と、前記トルク指令値に基づいて、前記モータに生じるトルクを制御する制御手段と、を備える。前記トルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が所定値以下であり、かつ、前記電動車両が停車間際である場合には、前記車体速度推定手段により推定される車体速度の低下とともに、前記外乱推定手段により推定される外乱トルクに前記トルク指令値を収束させる。また、前記回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性は、前記トルク指令値から前記回転体の角速度までの伝達特性と、前記モータのトルクから前記車体速度までの伝達特性とに基づき求められる。 The control device for an electric vehicle according to one aspect of the present invention uses a motor as a traveling drive source and decelerates by the regenerative braking force of the motor. Then, the control device of the electric vehicle has an operation amount acquisition means for acquiring the accelerator operation amount, a disturbance estimation means for estimating the disturbance torque acting on the vehicle body of the electric vehicle, and a rotation speed of the drive shaft for driving the electric vehicle. It is provided with an angular velocity acquisition means for acquiring the angular velocity of the rotating body having a correlation. Further, the control device of the electric vehicle includes a vehicle body speed estimation means for estimating the vehicle body speed by simulating the transmission characteristics from the angular velocity of the rotating body to the speed of the vehicle body, and a torque command value calculation for calculating the torque command value of the motor. A means and a control means for controlling the torque generated in the motor based on the torque command value are provided. In the torque command value calculating means, when the accelerator operation amount is equal to or less than a predetermined value and the electric vehicle is about to stop, the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation means decreases and the disturbance occurs. The torque command value is converged to the disturbance torque estimated by the estimation means . Further, the transmission characteristic from the angular velocity of the rotating body to the speed of the vehicle body is obtained based on the transmission characteristic from the torque command value to the angular velocity of the rotating body and the transmission characteristic from the torque of the motor to the vehicle body speed. Be done.

この態様によれば、電動車両の停止距離を短くしつつ、電動車両を滑らかに停止させることができる。 According to this aspect, the electric vehicle can be stopped smoothly while shortening the stopping distance of the electric vehicle.

図１は、第１の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。FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of an electric vehicle provided with a control device for an electric vehicle according to the first embodiment. 図２は、第１実施形態における電動車両の制御装置が備える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である。FIG. 2 is a flow of processing of motor current control performed by a motor controller included in the control device of the electric vehicle according to the first embodiment. 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。FIG. 3 is a diagram showing an example of an accelerator opening degree-torque table. 図４は、車両の駆動力伝達系をモデル化した図である。FIG. 4 is a diagram modeling a driving force transmission system of a vehicle. 図５は、車両の駆動力伝達系をモデル化した図である。FIG. 5 is a diagram modeling a driving force transmission system of a vehicle. 図６は、停止制御処理を実現するためのブロック図である。FIG. 6 is a block diagram for realizing the stop control process. 図７は、車体速度を推定して車体速度Ｆ／Ｂトルクを算出する方法を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a method of estimating the vehicle body speed and calculating the vehicle body speed F / B torque. 図８は、外乱トルク推定値を算出する方法を説明するための図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating a disturbance torque estimated value. 図９は、駆動力伝達系の振動を抑制する制振制御処理を実現するためのブロック図である。FIG. 9 is a block diagram for realizing a vibration damping control process that suppresses vibration of the driving force transmission system. 図１０は、制振制御処理に用いられる伝達特性の一例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of transmission characteristics used in the vibration damping control process. 図１１は、本実施形態における電動車両の制御装置による制御結果の一例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a control result by the control device of the electric vehicle in the present embodiment. 図１２は、比較例による制御結果の一例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an example of a control result according to a comparative example. 図１３は、モータ回転速度から車体速度までの伝達特性を有するフィルタのボード線図である。FIG. 13 is a Bode diagram of a filter having transmission characteristics from the motor rotation speed to the vehicle body speed. 図１４は、比較例におけるフィードバックゲインを小さな値に設定したときのボード線図である。FIG. 14 is a Bode diagram when the feedback gain in the comparative example is set to a small value. 図１５は、第２実施形態における停止制御処理を実現するためのブロック図である。FIG. 15 is a block diagram for realizing the stop control process in the second embodiment. 図１６は、車体速度を推定して車体速度Ｆ／Ｂトルクを算出する方法を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining a method of estimating the vehicle body speed and calculating the vehicle body speed F / B torque.

以下、添付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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

（第１の実施形態）
図１は、第１の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の一例を示すブロック図である。 (First Embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a main configuration of an electric vehicle provided with a control device for an electric vehicle according to the first embodiment.

本実施形態における電動車両の制御装置は、車両の駆動源の一部または全部として電動モータ４を備え、電動モータ４の駆動力により走行可能な電動車両に適用可能である。電動車両には、電気自動車だけでなく、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車も含まれる。 The control device for an electric vehicle according to the present embodiment is applicable to an electric vehicle that includes an electric motor 4 as a part or all of a drive source of the vehicle and can travel by the driving force of the electric motor 4. Electric vehicles include not only electric vehicles but also hybrid vehicles and fuel cell vehicles.

図１に例示する電動車両の制御装置は、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。この電動車両のドライバは、加速時には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、又はアクセルペダルの踏み込み量をゼロに操作する。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。 The control device for the electric vehicle illustrated in FIG. 1 controls acceleration / deceleration and stop of the vehicle only by operating the accelerator pedal. The driver of this electric vehicle depresses the accelerator pedal when accelerating, and reduces the depressing amount of the accelerator pedal when decelerating or stopping, or operates the depressing amount of the accelerator pedal to zero. In addition, on an uphill road, the vehicle may approach a stopped state while depressing the accelerator pedal in order to prevent the vehicle from retreating.

モータコントローラ２は、車速Ｖ、アクセル開度ＡＰ、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をデジタル信号として入力する。そして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に供給される電力を制御するためのＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号をインバータ３に供給してインバータ３のスイッチング素子を開閉制御する。 The motor controller 2 inputs signals indicating the vehicle state such as the vehicle speed V, the accelerator opening degree AP, the rotor phase α of the electric motor 4, and the currents iu, iv, and iw of the electric motor 4 as digital signals. Then, the motor controller 2 generates a PWM signal for controlling the electric power supplied to the electric motor 4 based on the input signal, and supplies the generated PWM signal to the inverter 3 to control the switching element of the inverter 3. Open / close control.

インバータ３は、例えば、各相毎に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。 The inverter 3 converts the direct current supplied from the battery 1 into alternating current, for example, by turning on / off two switching elements (for example, power semiconductor elements such as IGBTs and MOS-FETs) for each phase. Then, a desired current is passed through the electric motor 4.

電動モータ４は、例えば、三相交流モータにより実現される。電動モータ４は、インバータ３から出力される交流電流を用いて駆動力を発生し、減速機５及び駆動軸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、電動車両の走行時に駆動輪９ａ、９ｂに連れ回されて回転する場合に、回生駆動力を発生させることで電動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。 The electric motor 4 is realized by, for example, a three-phase AC motor. The electric motor 4 generates a driving force by using an alternating current output from the inverter 3, and transmits the driving force to the left and right drive wheels 9a and 9b via the speed reducer 5 and the drive shaft 8. Further, when the electric motor 4 is rotated by the drive wheels 9a and 9b while the electric vehicle is traveling, the electric motor 4 generates a regenerative driving force to recover the kinetic energy of the electric vehicle as electric energy. In this case, the inverter 3 converts the alternating current generated during the regenerative operation of the electric motor 4 into a direct current and supplies it to the battery 1.

回転センサ６は、例えば、レゾルバやエンコーダにより実現され、電動モータ４の回転子位相αを検出する。 The rotation sensor 6 is realized by, for example, a resolver or an encoder, and detects the rotor phase α of the electric motor 4.

電流センサ７は、電動モータ４に供給される三相交流電流ｉｕ、ｉｖ及びｉｗを検出する。ただし、三相交流電流ｉｕ、ｉｖ及びｉｗの和は０（ゼロ）であるため、任意の２相の電流を検出して、残りの１相の電流については演算により求めてもよい。 The current sensor 7 detects the three-phase alternating currents iu, iv and iwa supplied to the electric motor 4. However, since the sum of the three-phase alternating currents iu, iv, and iw is 0 (zero), an arbitrary two-phase current may be detected and the remaining one-phase current may be obtained by calculation.

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。 FIG. 2 is a flowchart showing a flow of processing of motor current control performed by the motor controller 2.

ステップＳ２０１では、モータコントローラ２は電動車両の作動状態を示す信号を入力する。ここにいう作動状態とは、バッテリ１とインバータ３との間の直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）、電動車両の車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）、アクセル開度ＡＰ（％）、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）、並びに電動モータ４に供給される三相交流電流値ｉｕ、ｉｖ及びｉｗなどのことである。 In step S201, the motor controller 2 inputs a signal indicating the operating state of the electric vehicle. The operating states referred to here are the DC voltage value Vdc (V) between the battery 1 and the inverter 3, the vehicle speed V (km / h) of the electric vehicle, the accelerator opening AP (%), and the rotor of the electric motor 4. The phase α (rad), the rotation speed Nm (rpm) of the electric motor 4, and the three-phase direct current values iu, iv, and iwa supplied to the electric motor 4.

車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）は、図示しない車速センサから取得され、又は他のコントローラから通信にて取得される。または、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して車速ｖ（ｍ／ｓ）を求め、車速ｖ（ｍ／ｓ）に３６００／１０００を乗算することにより、単位変換して車速Ｖ（ｋｍ／ｈ）を求める。 The vehicle speed V (km / h) is acquired from a vehicle speed sensor (not shown) or by communication from another controller. Alternatively, the motor controller 2 multiplies the rotor mechanical angular velocity ωm by the tire driving radius R and divides it by the gear ratio of the final gear to obtain the vehicle speed v (m / s), and the vehicle speed v (m / s) is 3600 /. By multiplying by 1000, the vehicle speed V (km / h) is obtained by unit conversion.

アクセル開度ＡＰ（％）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。 The accelerator opening degree AP (%) is acquired from an accelerator opening degree sensor (not shown) or by communication from another controller such as a vehicle controller (not shown).

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、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）に６０／（２π）を乗じて求められる。モータ回転速度ωｍ（ｒａｄ／ｓ）は、回転子角速度ω（電気角）を電動モータ４の極対数ｐで除して得られる。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。 The rotor phase α (rad) of the electric motor 4 is acquired from the rotation sensor 6. The rotation speed Nm (rpm) of the electric motor 4 is obtained by multiplying the motor rotation speed ωm (rad / s), which is the mechanical angular velocity of the electric motor 4, by 60 / (2π). The motor rotation speed ωm (rad / s) is obtained by dividing the rotor angular velocity ω (electric angle) by the number of pole pairs p of the electric motor 4. The rotor angular velocity ω is obtained by differentiating the rotor phase α.

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。 The currents iu, iv, and iw (A) flowing through the electric motor 4 are acquired from the current sensor 7.

直流電圧値Ｖｄｃ（Ｖ）は、バッテリ１とインバータ３との間の直流電源ラインに設けられた電圧センサ（不図示）から取得され、又は、バッテリコントローラ(不図示)により送信される電源電圧値から求められる。 The DC voltage value Vdc (V) is a power supply voltage value acquired from a voltage sensor (not shown) provided in the DC power supply line between the battery 1 and the inverter 3 or transmitted by the battery controller (not shown). Is required from.

ステップＳ２０２では、モータコントローラ２は第１のトルク目標値Ｔｍ１*を設定する。具体的には、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ＡＰ及びモータ回転速度ωｍに基づいて、例えばアクセル開度－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。 In step S202, the motor controller 2 sets the first torque target value Tm1 * . Specifically, the motor controller 2 has a first torque target value Tm1 * by referring to, for example, an accelerator opening degree-torque table based on the accelerator opening degree AP and the motor rotation speed ωm input in step S201. To set.

例えば、図３に示すアクセル開度－トルクテーブルでは、アクセル開度が０（全閉）の時のモータ回生量が大きくなるようにモータトルクが設定されている。すなわち、モータ回転数が正の値を示す時であって、少なくともアクセル開度が０（全閉）の時には、電動車両に回生制動力が働くように負のモータトルクが設定される。ただし、アクセル開度－トルクテーブルは、図３に示すものに限定されない。 For example, in the accelerator opening degree-torque table shown in FIG. 3, the motor torque is set so that the motor regeneration amount becomes large when the accelerator opening degree is 0 (fully closed). That is, when the motor rotation speed shows a positive value and at least when the accelerator opening degree is 0 (fully closed), a negative motor torque is set so that the regenerative braking force acts on the electric vehicle. However, the accelerator opening-torque table is not limited to that shown in FIG.

ステップＳ２０３では、モータコントローラ２は停止制御処理を行う。具体的には、モータコントローラ２は、電動車両の停車間際を判断し、停車間際以前は、ステップＳ２０２で算出した第１のトルク目標値Ｔｍ１*をモータトルク指令値Ｔｍ*に設定する。停車間際以降は、モータ回転速度の低下とともに外乱トルク指令値Ｔｄに収束する第２のトルク目標値Ｔｍ２*をモータトルク指令値Ｔｍ*に設定する。この第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である。これにより、後述するように、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。停止制御処理の詳細については、後述する。 In step S203, the motor controller 2 performs a stop control process. Specifically, the motor controller 2 determines when the electric vehicle is about to stop, and before the stop, sets the first torque target value Tm1 * calculated in step S202 to the motor torque command value Tm * . After just before the vehicle stops, the second torque target value Tm2 * that converges to the disturbance torque command value Td as the motor rotation speed decreases is set to the motor torque command value Tm * . This second torque target value Tm2 * is a positive torque on an uphill road, a negative torque on a downhill road, and is almost zero on a flat road. As a result, as will be described later, the stopped state can be maintained regardless of the slope of the road surface. The details of the stop control process will be described later.

ステップＳ２０４では、モータコントローラ２は、駆動軸トルクを無駄にすることなく、駆動軸８のねじり振動などの駆動力伝達系振動を抑制する制振制御処理を行う。具体的には、モータコントローラ２は、ステップＳ２０２で設定されたモータトルク指令値Ｔｍ*とモータ回転速度ωｍとに基づいて、制振制御処理が施されたモータトルク指令値Ｔｍ*を算出する。制振制御処理の詳細については後述する。 In step S204, the motor controller 2 performs vibration damping control processing for suppressing driving force transmission system vibration such as torsional vibration of the drive shaft 8 without wasting the drive shaft torque. Specifically, the motor controller 2 calculates the motor torque command value Tm * to which the vibration damping control process is applied, based on the motor torque command value Tm * set in step S202 and the motor rotation speed ωm. The details of the vibration damping control process will be described later.

ステップＳ２０５では、モータコントローラ２は、モータトルク指令値Ｔｍ*、モータ回転速度ωｍ及び直流電圧値Ｖｄｃに基づいて、ｄ軸電流目標値ｉｄ*、及びｑ軸電流目標値ｉｑ*を求める。例えば、実験結果やシミュレーション結果などを通じて、モータトルク指令値、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求めたテーブルをあらかじめ用意しておく。そしてモータコントローラ２は、モータトルク指令値Ｔｍ*、モータ回転速度ωｍ及び直流電圧値Ｖｄｃを取得すると、用意したテーブルを参照してｄ軸電流目標値ｉｄ*及びｑ軸電流目標値ｉｑ*を求める。 In step S205, the motor controller 2 obtains the d-axis current target value id * and the q-axis current target value iq * based on the motor torque command value Tm * , the motor rotation speed ωm, and the DC voltage value Vdc. For example, a table is prepared in advance for obtaining the relationship between the motor torque command value, the motor rotation speed, and the DC voltage value, and the d-axis current target value and the q-axis current target value through experimental results and simulation results. Then, when the motor controller 2 acquires the motor torque command value Tm * , the motor rotation speed ωm, and the DC voltage value Vdc, the d-axis current target value id * and the q-axis current target value iq * are obtained with reference to the prepared table. ..

ステップＳ２０６では、モータコントローラ２は、ｄ軸電流ｉｄ及びｑ軸電流ｉｑがそれぞれｄ軸電流目標値ｉｄ*及びｑ軸電流目標値ｉｑ*に一致するよう電流制御を行う。 In step S206, the motor controller 2 performs current control so that the d-axis current id and the q-axis current iq match the d-axis current target value id * and the q-axis current target value iq * , respectively.

具体的には、モータコントローラ２は、ステップＳ２０１で入力された三相交流電流値ｉｕ、ｉｖ及び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及びｑ軸電流ｉｑを求める。続いてモータコントローラ２は、ｄ軸及びｑ軸電流目標値ｉｄ*及びｉｑ*と、ｄ軸及びｑ軸電流ｉｄ及びｉｑとの偏差から、ｄ軸及びｑ軸電圧指令値ｖｄ及びｖｑを算出する。 Specifically, the motor controller 2 has a d-axis current id and a q-axis current iq based on the three-phase AC current values iu, iv and iwa input in step S201 and the rotor phase α of the electric motor 4. Ask for. Subsequently, the motor controller 2 calculates the d-axis and q-axis voltage command values vd and vq from the deviations between the d-axis and q-axis current target values id * and iq * and the d-axis and q-axis current id and iq. ..

なお、モータコントローラ２算出したｄ軸及びｑ軸電圧指令値ｖｄ及びｖｑに対して、ｄ－ｑ直交座標軸間の干渉電圧を相殺するために必要となる非干渉電圧を加算するようにしてもよい。 The non-interference voltage required to cancel the interference voltage between the d-q orthogonal coordinate axes may be added to the d-axis and q-axis voltage command values vd and vq calculated by the motor controller 2. ..

続いてモータコントローラ２は、ｄ軸及びｑ軸電圧指令値ｖｄ及びｖｑと、電動モータ４の回転子位相αと、三相交流電圧指令値ｖｕ、ｖｖ及びｖｗと、直流電圧値Ｖｄｃとから、ＰＷＭ信号ｔｕ（％）、ｔｖ（％）及びｔｗ（％）を求める。このようにして求めたＰＷＭ信号ｔｕ、ｔｖ及びｔｗに従ってインバータ３のスイッチング素子がＯＮ／ＯＦＦするので、モータトルク指令値Ｔｍ*に示された所望のトルクで電動モータ４を駆動することができる。 Subsequently, the motor controller 2 has the d-axis and q-axis voltage command values vd and vq, the rotor phase α of the electric motor 4, the three-phase AC voltage command values vu, vv and vw, and the DC voltage value Vdc. The PWM signals tu (%), tv (%) and tw (%) are obtained. Since the switching element of the inverter 3 is turned ON / OFF according to the PWM signals tu, tv and tw thus obtained, the electric motor 4 can be driven with a desired torque indicated by the motor torque command value Tm * .

次に、ステップＳ２０３で行われる停止制御処理について説明するにあたり、まず、本実施形態における電動車両のモータトルクＴｍからモータ回転速度ωｍまでの伝達特性Ｇｐ（ｓ）について説明する。 Next, in explaining the stop control process performed in step S203, first, the transmission characteristic Gp (s) from the motor torque Tm of the electric vehicle to the motor rotation speed ωm in the present embodiment will be described.

図４及び図５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。 4 and 5 are diagrams that model the driving force transmission system of the vehicle, and each parameter in the figure is as shown below.

Ｊm：電動モータのイナーシャ
Ｊw：駆動輪のイナーシャ
Ｍ ：車両の質量
Ｋd：駆動系の捻り剛性
Ｋt：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 ：タイヤの過重半径
ωm：モータ回転速度
Ｔm *：モータトルク指令値
Ｔd：駆動輪のトルク
Ｆ ：車両に加えられる駆動力
Ｖ ：車体の速度
ωw：駆動輪の角速度 J m : Inertia of electric motor J w : Inertia of drive wheel M: Weight of vehicle K d : Torque rigidity of drive system K t : Factor related to friction between tire and road surface N: Overall gear ratio r: Overload radius of tire ω m : Motor rotation speed T m * : Motor torque command value T d : Drive wheel torque F: Driving force applied to the vehicle V: Body speed ω w : Drive wheel angular velocity

そして、図４及び図５に示した駆動力伝達系のモデルを用いることにより、以下の運動方程式を導くことができる。ただし、次式（１）乃至（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。 Then, by using the model of the driving force transmission system shown in FIGS. 4 and 5, the following equation of motion can be derived. However, the asterisk ( * ) attached to the upper right of the reference numerals in the following equations (1) to (3) represents the time derivative.

Figure 0006992298000001
Figure 0006992298000001

Figure 0006992298000002
Figure 0006992298000002

Figure 0006992298000003
Figure 0006992298000003

Figure 0006992298000004
Figure 0006992298000004

Figure 0006992298000005
Figure 0006992298000005

上述の式（１）乃至（５）により表される運動方程式に基づいて、電動モータ４のモータトルク指令値Ｔｍ*からモータ回転速度ωｍまでの伝達関数である伝達特性Ｇｐ（ｓ）を求めると、次式（６）により表される。 Based on the equation of motion expressed by the above equations (1) to (5), the transmission characteristic Gp (s), which is a transmission function from the motor torque command value Tm * of the electric motor 4 to the motor rotation speed ωm, is obtained. , Expressed by the following equation (6).

Figure 0006992298000006
Figure 0006992298000006

ただし、式（６）中に各パラメータは、次式（７）により表わされる。 However, each parameter in the equation (6) is represented by the following equation (7).

Figure 0006992298000007
Figure 0006992298000007

上式（６）により表される伝達特性Ｇｐ（ｓ）の極と零点を調べると、伝達特性Ｇｐ（ｓ）を次式（８）のような伝達特性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、式（８）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）中のαとβが極めて近い値を示すことを意味する。 By examining the poles and zeros of the transmission characteristic Gp (s) expressed by the above equation (6), the transmission characteristic Gp (s) can be approximated to the transmission characteristic as in the following equation (8), and one pole. And one zero show a very close value. This means that α and β in the transfer characteristic Gp (s) of the equation (8) show extremely close values.

Figure 0006992298000008
Figure 0006992298000008

したがって、上式（８）における極零相殺（α＝βと近似する）を行うことで導出される車両モデルＧｐ（ｓ）は、次式（９）に示すように（２次）／（３次）の伝達特性を有する。 Therefore, the vehicle model Gp (s) derived by performing the pole-zero cancellation (approximate to α = β) in the above equation (8) is (secondary) / (3) as shown in the following equation (9). It has the following transmission characteristics.

Figure 0006992298000009
Figure 0006992298000009

車両モデルＧｐ(ｓ)及び制振制御のアルゴリズムにより、式（９）の車両モデルＧｐ(ｓ)は、次式（１０）に示す伝達特性Ｇｒ(ｓ)と見なすことができる。 According to the vehicle model Gp (s) and the vibration damping control algorithm, the vehicle model Gp (s) of the equation (9) can be regarded as the transmission characteristic Gr (s) shown in the following equation (10).

Figure 0006992298000010
Figure 0006992298000010

続いて、モータトルクＴｍから車体速度Ｖまでの伝達特性Ｇｐｖ(ｓ)について説明する。 Subsequently, the transmission characteristic Gpv (s) from the motor torque Tm to the vehicle body speed V will be described.

上述の式（１）乃至（５)に基づいて伝達特性Ｇｐｖ(ｓ)を求めると、伝達特性Ｇｐｖ(ｓ)は、次式(１１)により表される。 When the transfer characteristic Gpv (s) is obtained based on the above equations (1) to (5), the transfer characteristic Gpv (s) is expressed by the following equation (11).

Figure 0006992298000011
Figure 0006992298000011

上述の式(８)及び(１１)に基づいてモータ回転速度ωｍから車体速度Ｖまでの伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を求めると、伝達特性Ｇωｖ(ｓ)は、次式(１２)により表される。 When the transmission characteristic Gωv (s) from the motor rotation speed ωm to the vehicle body speed V is obtained based on the above equations (8) and (11), the transmission characteristic Gωv (s) is expressed by the following equation (12). ..

Figure 0006992298000012
Figure 0006992298000012

続いて、モータトルクＴｍから電動車両の駆動力Ｆまでの伝達特性ＧｐＦ(ｓ)について説明する。 Subsequently, the transmission characteristic GpF (s) from the motor torque Tm to the driving force F of the electric vehicle will be described.

上述の式(１)乃至(５)に基づいて伝達特性ＧｐＦ(ｓ)を求めると、伝達特性ＧｐＦ(ｓ)は、次式(１３)により表わされる。 When the transfer characteristic GpF (s) is obtained based on the above equations (1) to (5), the transfer characteristic GpF (s) is expressed by the following equation (13).

Figure 0006992298000013
Figure 0006992298000013

次に、図２のステップＳ２０３で行われる停止制御処理の詳細について説明する。 Next, the details of the stop control process performed in step S203 of FIG. 2 will be described.

図６は、停止制御処理を実現する機能構成の一例を示すブロック図である。図６には、停止制御処理を実現する機能構成として、車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６０１と、外乱トルク推定器６０２と、加算器６０３と、トルク比較器６０４とが示されている。 FIG. 6 is a block diagram showing an example of a functional configuration that realizes a stop control process. FIG. 6 shows a vehicle body speed F / B torque setting device 601, a disturbance torque estimator 602, an adder 603, and a torque comparator 604 as functional configurations for realizing the stop control process.

車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６０１は、検出されたモータ回転速度ωｍに基づいて、電動モータ４の回生制動力を用いて電動車両を停止させるための車体速度フィードバックトルクＴω（以下、車体速度Ｆ／ＢトルクＴωと呼ぶ）を算出する。 The vehicle body speed F / B torque setting device 601 uses the regenerative braking force of the electric motor 4 to stop the electric vehicle based on the detected motor rotation speed ωm, and the vehicle body speed feedback torque Tω (hereinafter, vehicle body speed F). / B torque Tω) is calculated.

図７は、モータ回転速度ωｍに基づいて車体速度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。 FIG. 7 is a diagram for explaining a method of calculating the vehicle body speed F / B torque Tω based on the motor rotation speed ωm.

車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６０１は、制御ブロック７０１と乗算器７０２とを備える。 The vehicle body speed F / B torque setting device 601 includes a control block 701 and a multiplier 702.

制御ブロック７０１は、上式（１２）の伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を模擬又は近似したフィルタ、すなわち伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を有するフィルタとしての機能を担っている。このため、制御ブロック７０１は、モータ回転速度ωｍを入力し、伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を考慮したフィルタリング処理を行うことにより、車体速度Ｖの推定値を示す推定車体速度Ｖ＾を算出する。 The control block 701 functions as a filter that simulates or approximates the transmission characteristic Gωv (s) of the above equation (12), that is, a filter having the transmission characteristic Gωv (s). Therefore, the control block 701 inputs the motor rotation speed ωm and performs a filtering process in consideration of the transmission characteristic Gωv (s) to calculate the estimated vehicle body speed V ^ indicating the estimated value of the vehicle body speed V.

なお、式(１２)の伝達特性Ｇωｖ（ｓ）は、次式（１４）のように近似することができる。 The transmission characteristic Gωv (s) of the equation (12) can be approximated as in the following equation (14).

Figure 0006992298000014
Figure 0006992298000014

このため、制御ブロック７０１は、式（１２）の伝達特性Ｇωｖ（ｓ）に代えて、式（１４）の伝達特性Ｇωｖ（ｓ）を用いてフィルタリング処理を行うものであっても良い。これにより、式（１２）の伝達特性Ｇωｖ（ｓ）を用いる場合に比べて演算処理を低減することができる。 Therefore, the control block 701 may perform filtering processing using the transmission characteristic Gωv (s) of the equation (14) instead of the transmission characteristic Gωv (s) of the equation (12). As a result, the arithmetic processing can be reduced as compared with the case where the transfer characteristic Gωv (s) of the equation (12) is used.

なお、上式（１４）中の時定数τωｖに代えて、式(１３)により特定される極ωpを用いても良い。このように、モータ回転速度ωｍから車体速度Ｖまでの伝達特性の分母の極を一つ用いることにより推定車体速度Ｖ＾を算出することが可能になる。 Instead of the time constant τωv in the above equation (14), the pole ωp specified by the equation (13) may be used. In this way, it is possible to calculate the estimated vehicle body speed V ^ by using one pole of the denominator of the transmission characteristic from the motor rotation speed ωm to the vehicle body speed V.

また、制御ブロック７０１は、上式（１２）のモータ回転速度ωｍから車体速度Ｖまでの伝達特性Ｇωｖ(ｓ)に加えて、上式（１３）のモータトルクＴｍから電動車両の駆動力Ｆまでの伝達特性ＧｐＦ(ｓ)を考慮したフィルタリング処理を行うものであっても良い。例えば、制御ブロック７０１は、次式（１５）の伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を有するフィルタリング処理を行う。 Further, in the control block 701, in addition to the transmission characteristic Gωv (s) from the motor rotation speed ωm of the above formula (12) to the vehicle body speed V, from the motor torque Tm of the above formula (13) to the driving force F of the electric vehicle. The filtering process may be performed in consideration of the transmission characteristic GpF (s) of the above. For example, the control block 701 performs a filtering process having the transmission characteristic Gωv (s) of the following equation (15).

Figure 0006992298000015
Figure 0006992298000015

上式（１５）において、ギア比、及びタイヤ同半径などを考慮したゲインｋを乗算することにより、伝達特性Ｇωｖ(ｓ)のうち入力をモータ回転速度ωｍとし、出力を推定車体速度Ｖ＾とすることができる。 In the above equation (15), by multiplying the gain k in consideration of the gear ratio, the same tire radius, etc., the input of the transmission characteristics Gωv (s) is set to the motor rotation speed ωm, and the output is set to the estimated vehicle body speed V ^. can do.

上式（１５）の伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を制御ブロック７０１に適用することにより、モータトルクＴｍから電動車両の駆動力Ｆまでの伝達特性を考慮したモータトルク指令値である第３のトルク目標値Ｔｍ３*を算出することが可能になる。 By applying the transmission characteristic Gωv (s) of the above equation (15) to the control block 701, a third torque target which is a motor torque command value considering the transmission characteristic from the motor torque Tm to the driving force F of the electric vehicle. It becomes possible to calculate the value Tm3 * .

なお、式（１３）の伝達特性ＧｐＦ(ｓ)に代えて、次式（１６）の伝達特性ＧｐＦ(ｓ)を用いても良い。 In addition, instead of the transfer characteristic GpF (s) of the equation (13), the transmission characteristic GpF (s) of the following equation (16) may be used.

Figure 0006992298000016
Figure 0006992298000016

上式（１６）の伝達特性ＧｐＦ(ｓ)は、式（１３）の伝達特性ＧｐＦ(ｓ)において複素平面上で原点から遠い極αを近似した特性である。 The transmission characteristic GpF (s) of the above equation (16) is a characteristic that approximates the pole α far from the origin on the complex plane in the transmission characteristic GpF (s) of the equation (13).

以上のように、制御ブロック７０１は、モータ回転速度ωｍから車体速度Ｖまでの伝達特性Ｇωｖ(ｓ)により特定される分母の極を一つ以上用いて推定車体速度Ｖ＾を算出する。 As described above, the control block 701 calculates the estimated vehicle body speed V ^ by using one or more poles of the denominator specified by the transmission characteristic Gωv (s) from the motor rotation speed ωm to the vehicle body speed V.

乗算器７０２は、推定車体速度Ｖ＾に所定のゲインＫｖｒｅｆを乗じて、車体速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する。ただし、ゲインＫｖｒｅｆは、電動車両の停止間際に電動車両を停止させるために負（マイナス）の値をとり、例えば、実験データ等により適宜設定される。これにより、車体速度Ｆ／ＢトルクＴωは、推定車体速度Ｖ＾が大きくなるほど、大きな回生制動力が得られるようなトルク値に設定される。 The multiplier 702 calculates the vehicle body speed F / B torque Tω by multiplying the estimated vehicle body speed V ^ by a predetermined gain Kvref. However, the gain Kvref takes a negative (minus) value in order to stop the electric vehicle just before the electric vehicle stops, and is appropriately set by, for example, experimental data or the like. As a result, the vehicle body speed F / B torque Tω is set to a torque value so that a larger regenerative braking force can be obtained as the estimated vehicle body speed V ^ increases.

なお、車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６０１は、推定車体速度Ｖ＾にゲインＫｖｒｅｆを乗じて車体速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出するものとして説明したが、推定車体速度Ｖ＾と回生トルクとの関係を予め記憶した回生トルクテーブル、又は推定車体速度Ｖ＾の減衰率を予め記憶した減衰率テーブルを用いて車体速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出するものであってもよい。 The vehicle body speed F / B torque setting device 601 has been described as calculating the vehicle body speed F / B torque Tω by multiplying the estimated vehicle body speed V ^ by the gain Kvref. The vehicle body speed F / B torque Tω may be calculated using a regenerative torque table in which the relationship is stored in advance or a damping rate table in which the attenuation rate of the estimated vehicle body speed V ^ is stored in advance.

図６に戻って説明を続ける。外乱トルク推定器６０２は、モータ回転速度ωｍと第３のトルク目標値Ｔｍ３*に基づいて、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。 The explanation will be continued by returning to FIG. The disturbance torque estimator 602 calculates the disturbance torque estimated value Td based on the motor rotation speed ωm and the third torque target value Tm3 * .

図８は、モータ回転速度ωｍ及び第３のトルク目標値Ｔｍ３*に基づいて外乱トルク推定値Ｔｄを算出する方法を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating a disturbance torque estimated value Td based on a motor rotation speed ωm and a third torque target value Tm3 * .

外乱トルク推定器６０２は、制御ブロック８０１と、制御ブロック８０２と、減算器８０３と、を備える。 The disturbance torque estimator 602 includes a control block 801 and a control block 802, and a subtractor 803.

制御ブロック８０１は、Ｈ１（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を入力してフィルタリング処理を行うことにより、第１のモータトルク推定値を算出する。 The control block 801 has a function as a filter having a transmission characteristic of H1 (s) / Gr (s), and a first motor torque estimation value is performed by inputting a motor rotation speed ωm and performing a filtering process. Is calculated.

制御ブロック８０１の伝達特性のうち、分母を構成するＧｒ（ｓ）は、上述の式（１０）に示した伝達特性であり、式（９）の車両モデルＧｐ(ｓ)及び制振制御のアルゴリズムから導かれる車両モデルである。また、伝達特性の分子を構成するＨ１（ｓ）は、分母次数と分子次数との差分が車両モデル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を有するローパスフィルタである。 Of the transmission characteristics of the control block 801, Gr (s) constituting the denominator is the transmission characteristic shown in the above equation (10), and the vehicle model Gp (s) of the equation (9) and the vibration damping control algorithm. It is a vehicle model derived from. Further, H1 (s) constituting the numerator of the transfer characteristic is a low-pass filter having a transmission characteristic in which the difference between the denominator order and the numerator order is equal to or larger than the difference between the denominator order and the numerator order of the vehicle model Gp (s). ..

制御ブロック８０２は、伝達特性Ｈ１（ｓ）を有する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*を入力して、伝達特性Ｈ１（ｓ）を考慮した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。 The control block 802 functions as a filter having a transmission characteristic H1 (s), and by inputting a third torque target value Tm3 * and performing a filtering process in consideration of the transmission characteristic H1 (s). , The second motor torque estimate is calculated.

減算器８０３は、第１のモータトルク推定値と第２のモータトルク推定値との偏差を外乱トルク推定値Ｔｄとして出力する。本実施形態の減算器８０３は、第１のモータトルク推定値を第２のモータトルク推定値から減じて外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。 The subtractor 803 outputs the deviation between the first motor torque estimated value and the second motor torque estimated value as the disturbance torque estimated value Td. The subtractor 803 of the present embodiment calculates the disturbance torque estimated value Td by subtracting the first motor torque estimated value from the second motor torque estimated value.

図６に戻って説明を続ける。加算器６０３は、車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６０１からの車体速度Ｆ／ＢトルクＴωと、外乱トルク推定器６０２からの外乱トルク推定値Ｔｄとを加算することにより、第２のトルク目標値Ｔｍ２*を算出する。 The explanation will be continued by returning to FIG. The adder 603 adds the vehicle body speed F / B torque Tω from the vehicle body speed F / B torque setter 601 and the disturbance torque estimated value Td from the disturbance torque estimator 602 to obtain a second torque target value. Calculate Tm2 * .

トルク比較器６０４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モータトルク指令値Ｔｍ*として第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。したがって、トルク比較器６０４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３のトルク目標値Ｔｍ３*を第１のトルク目標値Ｔｍ１*に設定する。 The torque comparator 604 compares the magnitudes of the first torque target value Tm1 * and the second torque target value Tm2 * , and sets the larger torque target value as the motor torque command value Tm * to set the third torque. Set the target value Tm3 * . While the vehicle is running, the second torque target value Tm2 * is smaller than the first torque target value Tm1 * , and when the vehicle decelerates and is about to stop (the vehicle speed is equal to or less than the predetermined vehicle speed), the first torque target value is reached. It is larger than Tm1 * . Therefore, if the first torque target value Tm1 * is larger than the second torque target value Tm2 * , the torque comparator 604 determines that the vehicle is about to stop and sets the third torque target value Tm3 * to the first torque. Set the target value Tm1 * .

また、トルク比較器６０４は、第２のトルク目標値Ｔｍ２*が第１のトルク目標値Ｔｍ１*よりも大きくなると、車両が停車間際と判断して、第３のトルク目標値Ｔｍ３*を第１のトルク目標値Ｔｍ１*から第２のトルク目標値Ｔｍ２*に切り替える。この第２のトルク目標値Ｔｍ２*は、停車状態を維持するため、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。 Further, when the second torque target value Tm2 * becomes larger than the first torque target value Tm1 * , the torque comparator 604 determines that the vehicle is about to stop and sets the third torque target value Tm3 * to the first. The torque target value Tm1 * of No. 1 is switched to the second torque target value Tm2 * . This second torque target value Tm2 * converges to a positive torque on an uphill road, a negative torque on a downhill road, and almost zero on a flat road in order to maintain a stopped state.

次に、図２のステップＳ２０４で行われる制振制御処理の詳細について説明する。 Next, the details of the vibration damping control process performed in step S204 of FIG. 2 will be described.

図９は、電動車両の駆動力伝達系の振動を抑制する制振制御処理を実現する機能構成の一例を示すブロック図である。制振制御処理は、Ｆ／Ｆ補償器とＦ／Ｂ補償器との組み合わせにより構成される。 FIG. 9 is a block diagram showing an example of a functional configuration that realizes a vibration damping control process that suppresses vibration of a driving force transmission system of an electric vehicle. The vibration damping control process is composed of a combination of an F / F compensator and an F / B compensator.

図９には、Ｆ／Ｆ補償器として制御ブロック９０１が示され、Ｆ／Ｂ補償器として、加算器９０２と、制御ブロック９０３と、減算器９０４と、制御ブロック９０５と、乗算器９０６とが示されている。 FIG. 9 shows a control block 901 as an F / F compensator, and an adder 902, a control block 903, a subtractor 904, a control block 905, and a multiplier 906 as F / B compensators. It is shown.

制御ブロック９０１は、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３のトルク目標値Ｔｍ３*を入力して、電動車両のねじり振動を低減するフィルタリング処理を行うことにより、第４のトルク目標値Ｔｍ４*を算出する。 The control block 901 functions as a filter having a transmission characteristic of Gr (s) / Gp (s), and inputs a third torque target value Tm3 * to filter to reduce torsional vibration of the electric vehicle. By performing the processing, the fourth torque target value Tm4 * is calculated.

制御ブロック９０１の伝達特性のうち、分母を構成するＧｐ（ｓ）は、式（９）の車両モデルＧｐ(ｓ)であり、分子を構成するＧｒ（ｓ）は、車両モデルＧｐ(ｓ)及び制振制御のアルゴリズムから導かれる式（１０）の車両モデルである。 Among the transmission characteristics of the control block 901, Gp (s) constituting the denominator is the vehicle model Gp (s) of the formula (9), and Gr (s) constituting the numerator is the vehicle model Gp (s) and It is a vehicle model of the equation (10) derived from the vibration damping control algorithm.

加算器９０２は、フィードフォワード制御により得られた第４のトルク目標値Ｔｍ４*にＦ／Ｂ補償器の出力を加算することにより、第６のトルク目標値Ｔｍ６*を出力する。 The adder 902 outputs a sixth torque target value Tm6 * by adding the output of the F / B compensator to the fourth torque target value Tm4 * obtained by feedforward control.

制御ブロック９０３は、車両モデルＧｐ(ｓ)を有するフィルタとしての機能を担っている。このため、制御ブロック７０１は、第６のトルク目標値Ｔｍ６*を入力し、車両モデルＧｐ(ｓ)を考慮したフィルタリング処理を行うことにより、モータ回転速度ωｍの推定値を示すモータ回転速度推定値ωｍ＾を算出する。 The control block 903 functions as a filter having a vehicle model Gp (s). Therefore, the control block 701 inputs a sixth torque target value Tm6 * and performs a filtering process in consideration of the vehicle model Gp (s), whereby the motor rotation speed estimated value indicating the estimated value of the motor rotation speed ωm is shown. Calculate ωm ^.

減算器９０４は、モータ回転速度推定値ωｍ＾とモータ回転速度ωｍとの偏差を出力する。本実施形態の減算器９０４は、モータ回転速度推定値ωｍ＾からモータ回転速度ωｍを減じて偏差を算出する。 The subtractor 904 outputs the deviation between the motor rotation speed estimated value ωm ^ and the motor rotation speed ωm. The subtractor 904 of the present embodiment calculates the deviation by subtracting the motor rotation speed ωm from the motor rotation speed estimated value ωm ^.

制御ブロック９０５は、Ｈ２（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、減算器９０４の偏差を入力してフィルタリング処理を行うことにより、外乱ｄの推定値を示す推定外乱ｄ＾を算出する。 The control block 905 functions as a filter having a transmission characteristic of H2 (s) / Gp (s), and the estimated value of the disturbance d is obtained by inputting the deviation of the subtractor 904 and performing the filtering process. The estimated disturbance d ^ shown is calculated.

制御ブロック９０５の伝達特性のうち、式（９）の車両モデルＧｐ(ｓ)及び制振制御のアルゴリズムから導かれる車両モデルであり、分子を構成するＨ２（ｓ）は、振動のみを低減するフィードバック要素となる伝達特性を有するバンドパスフィルタである。 Among the transmission characteristics of the control block 905, the vehicle model Gp (s) of the equation (9) and the vehicle model derived from the vibration damping control algorithm, and H2 (s) constituting the molecule is feedback that reduces only vibration. It is a bandpass filter having transmission characteristics as an element.

乗算器９０６は、制御ブロック９０５からの推定外乱ｄ＾にフィードバックゲインＫFBを乗じて、モータ回転速度ωｍの制御誤差を考慮した第５のトルク目標値Ｔｍ５*を算出する。そして加算器９０２により第５のトルク目標値Ｔｍ５*が第４のトルク目標値Ｔｍ４*に加算されることで、電動車両のねじり振動の発生を抑制するように第６のトルク目標値Ｔｍ６*にモータ回転速度ωｍがフィードバックされる。 The multiplier 906 multiplies the estimated disturbance d ^ from the control block 905 by the feedback gain K FB to calculate a fifth torque target value Tm5 * in consideration of the control error of the motor rotation speed ωm. Then, the fifth torque target value Tm5 * is added to the fourth torque target value Tm4 * by the adder 902, so that the sixth torque target value Tm6 * is set so as to suppress the occurrence of torsional vibration of the electric vehicle. The motor rotation speed ωm is fed back.

次に、制御ブロック９０５が有する伝達特性Ｈ２（ｓ）について説明する。 Next, the transmission characteristic H2 (s) of the control block 905 will be described.

図１０は、伝達特性Ｈ２（ｓ）を実現するためのバンドパスフィルタの一例を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing an example of a bandpass filter for realizing the transmission characteristic H2 (s).

伝達特性Ｈ２（ｓ）は、ローパス側での減衰特性とハイパス側での減衰特性とが略一致し、かつ、駆動系のねじり共振周波数が対数軸（ｌｏｇスケール）上で通過帯域の中央部近傍となるように設定される。このようにフィルタの特性を設定することにより、最も大きな効果を得ることができる。 In the transmission characteristic H2 (s), the attenuation characteristic on the low-pass side and the attenuation characteristic on the high-pass side are substantially the same, and the torsional resonance frequency of the drive system is near the center of the pass band on the logarithmic axis (log scale). Is set to be. By setting the characteristics of the filter in this way, the greatest effect can be obtained.

例えば、１次のハイパスフィルタ及び１次のローパスフィルタを用いて伝達特性Ｈ２（ｓ）を構成する場合、伝達特性Ｈ２（ｓ）は次式（１７）で表され、周波数ｆｐが駆動系のねじり共振周波数に設定され、ｋが任意の値に設定される。 For example, when the transmission characteristic H2 (s) is configured by using a first-order high-pass filter and a first-order low-pass filter, the transmission characteristic H2 (s) is expressed by the following equation (17), and the frequency fp is the torsion of the drive system. It is set to the resonance frequency and k is set to an arbitrary value.

Figure 0006992298000017
Figure 0006992298000017

ただし、τL＝１／（２πｆHC）、ｆHC＝ｋ・ｆp、τH＝１／（２πｆLC）、ｆLC＝ｆp／ｋである。 However, τ L = 1 / (2πf HC ), f HC = k · f p , τ H = 1 / (2πf LC ), f LC = f p / k.

なお、本実施形態では、電動車両の駆動力伝達系にねじり振動が発生するため停止制御と制振制御を併用したが、駆動力伝達系にねじり振動が発生しない電動車両についてはステップＳ２０４の制振制御処理を実行しなくても良い。 In this embodiment, since torsional vibration is generated in the driving force transmission system of the electric vehicle, stop control and vibration damping control are used together, but for the electric vehicle in which torsional vibration is not generated in the driving force transmission system, the control in step S204 is performed. It is not necessary to execute the vibration control process.

以下、本実施形態における電動車両の制御装置を電気自動車に適用した際の効果について、図１１及び図１２を参照して、平坦路で停止制御を実行した場合の電動車両の状態について説明する。 Hereinafter, the effect of applying the electric vehicle control device in the present embodiment to the electric vehicle will be described with reference to FIGS. 11 and 12, and the state of the electric vehicle when stop control is executed on a flat road.

図１１は、推定車体速度Ｖ＾を用いて第２のトルク目標値Ｔｍ２*を演算する電動車両の制御装置による制御結果の一例を示すタイムチャートである。図１２は、比較例として、推定車体速度Ｖ＾を求めることなくモータ回転速度ωｍから第２のトルク目標値Ｔｍ２*を演算する場合の制御結果を示すタイムチャートである。 FIG. 11 is a time chart showing an example of a control result by the control device of the electric vehicle that calculates the second torque target value Tm2 * using the estimated vehicle body speed V ^. As a comparative example, FIG. 12 is a time chart showing a control result when the second torque target value Tm2 * is calculated from the motor rotation speed ωm without obtaining the estimated vehicle body speed V ^.

図１１及び図１２の各々については、（ａ）にはモータトルク指令値に相当する第３のトルク目標値Ｔｍ*３が示され、（ｂ）にはモータ回転速度が示され、（ｃ）には車両前後加速度が示されている。また（ａ）乃至（ｃ）の横軸は共通の時間軸である。 For each of FIGS. 11 and 12, (a) shows a third torque target value Tm * 3 corresponding to the motor torque command value, (b) shows the motor rotation speed, and (c) shows. Shows the vehicle front-rear acceleration. Further, the horizontal axis of (a) to (c) is a common time axis.

比較例では図１２（ａ）に示すように、時刻ｔ１１においてモータコントローラ２は、電動車両が停車間際であると判断し、停止制御処理を開始する。そして図１２（ａ）及び（ｂ）に示すように、時刻ｔ１１から時刻ｔ１６にかけて、モータコントローラ２は、停止制御処理を実行することにより、モータ回転速度ωｍが漸近的にゼロに収束するようにモータトルク指令値を演算する。 In the comparative example, as shown in FIG. 12A, at time t11, the motor controller 2 determines that the electric vehicle is about to stop, and starts the stop control process. Then, as shown in FIGS. 12 (a) and 12 (b), from time t11 to time t16, the motor controller 2 executes a stop control process so that the motor rotation speed ωm gradually converges to zero. Calculate the motor torque command value.

図１２では、推定車体速度Ｖ＾を求めることなくモータ回転速度ωｍから直接Ｆ／Ｂトルクを演算する構成であるため、フィードバック制御系の安定性を確保するためには、角速度フィードバックゲインを小さな値に設定しなければならない。 In FIG. 12, since the F / B torque is calculated directly from the motor rotation speed ωm without obtaining the estimated vehicle body speed V ^, the angular velocity feedback gain is set to a small value in order to ensure the stability of the feedback control system. Must be set to.

その結果、図１２（ｃ）に示すように車両前後加速度の急峻な変動は抑えられるものの、停止制御処理の開始からモータ回転速度ωｍがゼロに収束するまでの間に、時刻t１１から時刻ｔ１６までの時間を要するため、電動車両の停止距離が長くなってしまう。すなわち、比較例では、フィードバック制御系の安定性を確保しつつ、ドライバの意図する停止距離を実現することは困難である。 As a result, as shown in FIG. 12 (c), although steep fluctuations in the vehicle front-rear acceleration can be suppressed, the period from the start of the stop control process to the time when the motor rotation speed ωm converges to zero is from time t11 to time t16. Because it takes time, the stopping distance of the electric vehicle becomes long. That is, in the comparative example, it is difficult to realize the stop distance intended by the driver while ensuring the stability of the feedback control system.

一方、本実施形態では、図１１（ａ）に示すように、時刻ｔ２においてモータコントローラ２は、電動車両が停車間際であると判断し、停止制御処理を開始する。そして図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、時刻ｔ２から時刻ｔ４にかけて、モータコントローラ２は、停止制御処理を実行することにより、モータ回転速度ωｍが漸近的にゼロに収束するようにモータトルク指令値を演算する。 On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 11A, at time t2, the motor controller 2 determines that the electric vehicle is about to stop, and starts the stop control process. Then, as shown in FIGS. 11A and 11B, from time t2 to time t4, the motor controller 2 executes a stop control process so that the motor rotation speed ωm gradually converges to zero. Calculate the motor torque command value.

本実施形態ではモータ回転速度から車体速度までの伝達特性を考慮して推定車体速度Ｖ＾を演算する構成であるため、図１２の比較例に比べて停止制御中の制御誤差が小さくなるので、フィードバック制御系の安定性を確保しやすくなる。このため、比較例で設定された角速度フィードバックゲインに対して、図７に示した乗算器７０２のゲインＫｖｒｅｆを大きな値に設定することが可能になる。 In the present embodiment, the estimated vehicle body speed V ^ is calculated in consideration of the transmission characteristics from the motor rotation speed to the vehicle body speed. Therefore, the control error during stop control is smaller than that in the comparative example of FIG. It becomes easy to secure the stability of the feedback control system. Therefore, the gain Kvref of the multiplier 702 shown in FIG. 7 can be set to a large value with respect to the angular velocity feedback gain set in the comparative example.

その結果、図１１（ｃ）に示すように、車両前後加速度の急峻な変動を抑制しつつ、図１１（ｂ）に示すように、停止制御処理の開始からモータ回転速度ωｍがゼロに収束するまでの期間を時刻t２から時刻ｔ４までに短縮することができる。 As a result, as shown in FIG. 11 (c), the motor rotation speed ωm converges to zero from the start of the stop control process, as shown in FIG. 11 (b), while suppressing steep fluctuations in the vehicle front-rear acceleration. The period up to time can be shortened from time t2 to time t4.

すなわち、本実施形態のモータコントローラ２は、フィードバック制御系の安定性を確保しつつ、ドライバの意図する停止距離を実現することができる。したがって、本実施形態によれば、電動車両の停止距離を短くし、かつ、滑らかな停車を実現することができる。 That is, the motor controller 2 of the present embodiment can realize the stop distance intended by the driver while ensuring the stability of the feedback control system. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to shorten the stopping distance of the electric vehicle and realize a smooth stopping.

次に、本実施形態における制振制御を考慮した停止制御の閉ループ伝達特性について図１３及び図１４を参照して説明する。図１３及び図１４には、本実施形態の伝達特性が実線により示され、図１２に示した比較例の伝達特性が破線により示されている。 Next, the closed loop transmission characteristic of the stop control in consideration of the vibration damping control in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 14. In FIGS. 13 and 14, the transmission characteristics of the present embodiment are shown by solid lines, and the transmission characteristics of the comparative example shown in FIG. 12 are shown by broken lines.

図１３は、本実施形態における停止制御の閉ループ伝達特性を示すボード線図である。 FIG. 13 is a Bode diagram showing the closed loop transmission characteristic of the stop control in the present embodiment.

図１３では、停止制御の角速度フィードバックゲインに相当する乗算器７０２のゲインＫｖｒｅｆがドライバの意図する停止距離を実現するのに必要となる値に設定されている。比較例においても同一の値が設定されている。 In FIG. 13, the gain Kvref of the multiplier 702, which corresponds to the angular velocity feedback gain of the stop control, is set to a value required to realize the stop distance intended by the driver. The same value is set in the comparative example.

図１３に示すように、ゲイン特性については、高周波域において本実施形態の特性が比較例の特性に比べて低いことが分かる。位相特性については、本実施形態と比較例との間で概ね特性が一致している。 As shown in FIG. 13, regarding the gain characteristics, it can be seen that the characteristics of the present embodiment are lower than those of the comparative example in the high frequency region. Regarding the phase characteristics, the characteristics are generally the same between the present embodiment and the comparative example.

比較例では、入力信号に対する出力信号の位相が１８０°遅れる周波数Ｆｓ２においてゲインが０［ｄＢ］になっており、ゲイン余裕がないことが分かる。ゲイン余裕が確保されていない状態で停止制御処理が実行されると、モータ回転速度及びモータトルクの両者で持続振動が発生するとともに、車両前後加速度についても振動するため、ドライバに不安感を与えてしまう。 In the comparative example, the gain is 0 [dB] at the frequency Fs2 in which the phase of the output signal is delayed by 180 ° with respect to the input signal, and it can be seen that there is no gain margin. If the stop control process is executed when the gain margin is not secured, continuous vibration is generated at both the motor rotation speed and the motor torque, and the vehicle front-rear acceleration also vibrates, giving the driver a sense of insecurity. It ends up.

これに対して本実施形態では、位相が１８０°遅れる周波数Ｆｓ２においてゲインが負の値となっており、ゲイン余裕が十分にあることが分かる。すなわち、本実施形態のゲイン特性については、周波数Ｆｓ２でのゲインが０よりも所定の幅だけ小さく、かつ、低周波数領域における周波数Ｆｓ１での極小値よりも小さくなるように設定される。 On the other hand, in the present embodiment, the gain is a negative value at the frequency Fs2 whose phase is delayed by 180 °, and it can be seen that the gain margin is sufficient. That is, the gain characteristic of the present embodiment is set so that the gain at the frequency Fs2 is smaller than 0 by a predetermined width and smaller than the minimum value at the frequency Fs1 in the low frequency region.

このため、周波数Ｆｓ２でゲイン余裕が十分に確保されるので、モータ回転速度及びモータトルクに持続振動を発生させることなく、電動車両を滑らかに停止させることができる。 Therefore, since a sufficient gain margin is secured at the frequency Fs2, the electric vehicle can be smoothly stopped without causing continuous vibration in the motor rotation speed and the motor torque.

図１４は、比較例の角速度フィードバックゲインを小さく設定した場合の閉ループ伝達特性を示すボード線図である。 FIG. 14 is a Bode diagram showing the closed loop transmission characteristic when the angular velocity feedback gain of the comparative example is set small.

図１４に示すように、本実施形態及び比較例の双方の閉ループ伝達特性において、位相が１８０°遅れる周波数Ｆｓ２でゲイン余裕が十分に確保されているため、フィードバック制御系が発散することなく滑らかに停車させることができる。しかしながら、比較例においては、角速度フィードバックゲインが小さな値に設定されているため、図１２（ｃ）に示したように本実施形態と比べて停止距離（時刻ｔ１１から時刻ｔ１６）は長くなる。 As shown in FIG. 14, in the closed loop transmission characteristics of both the present embodiment and the comparative example, a sufficient gain margin is secured at the frequency Fs2 whose phase is delayed by 180 °, so that the feedback control system is smoothly performed without divergence. You can stop it. However, in the comparative example, since the angular velocity feedback gain is set to a small value, the stop distance (time t11 to time t16) is longer than that of the present embodiment as shown in FIG. 12 (c).

このため、比較例では、フィードバック制御系の安定性を確保しつつ停止距離を短くすることは困難であるのに対し、本実施形態ではフィードバック制御系の安定性の確保と停止距離の短縮とを両立することができる。 Therefore, in the comparative example, it is difficult to shorten the stopping distance while ensuring the stability of the feedback control system, whereas in the present embodiment, ensuring the stability of the feedback control system and shortening the stopping distance are achieved. It can be compatible.

以上、第１の実施形態によれば、電動モータ４を走行駆動源とし、電動モータ４の回生制動力により減速する電動車両の制御装置は、モータコントローラ２により構成される。モータコントローラ２は、アクセル操作量を取得する操作量取得手段を構成するステップＳ２０１の処理と、電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定する外乱推定手段を構成する外乱トルク推定器６０２と、電動車両を駆動する駆動軸８の回転速度に相関のある回転体の角速度を取得する角速度取得手段とを備える。本実施形態における駆動軸８は、減速機５及びドライブシャフトを含み、駆動軸８の回転速度に相関のある回転体の角速度は、回転体を構成する電動モータ４のモータ回転速度ωｍである。 As described above, according to the first embodiment, the control device of the electric vehicle that uses the electric motor 4 as a traveling drive source and decelerates by the regenerative braking force of the electric motor 4 is configured by the motor controller 2. The motor controller 2 includes a disturbance torque estimator 602 that constitutes a process of step S201 that constitutes an operation amount acquisition means for acquiring an accelerator operation amount, a disturbance estimation means that estimates a disturbance torque acting on the vehicle body of an electric vehicle, and an electric motor. It is provided with an angular velocity acquisition means for acquiring an angular velocity of a rotating body that correlates with the rotational speed of the drive shaft 8 that drives the vehicle. The drive shaft 8 in the present embodiment includes the speed reducer 5 and the drive shaft, and the angular velocity of the rotating body that correlates with the rotation speed of the drive shaft 8 is the motor rotation speed ωm of the electric motor 4 constituting the rotating body.

そして、モータコントローラ２は、図７に示したように、モータ回転速度ωｍから車体の速度Ｖまでの伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を模擬して車体速度を推定する車体速度推定手段を構成する制御ブロック７０１を備える。さらにモータコントローラ２は、図２に示したように、電動モータ４のモータトルク指令値Ｔｍ*を算出するトルク指令値算出手段を構成するステップＳ２０３の処理と、モータトルク指令値Ｔｍ*に基づいて電動モータ４に生じるトルクを制御する制御手段を構成するステップＳ２０６の処理とを備える。 Then, as shown in FIG. 7, the motor controller 2 constitutes a control block constituting the vehicle body speed estimation means for estimating the vehicle body speed by simulating the transmission characteristic Gωv (s) from the motor rotation speed ωm to the vehicle body speed V. 701 is provided. Further, as shown in FIG. 2, the motor controller 2 is based on the processing of step S203 constituting the torque command value calculating means for calculating the motor torque command value Tm * of the electric motor 4 and the motor torque command value Tm * . The process of step S206 constituting the control means for controlling the torque generated in the electric motor 4 is provided.

ステップＳ２０３においてモータコントローラ２は、アクセル操作量が所定の値以下であり、かつ、電動車両が停車間際である場合には、推定車体速度Ｖ＾の低下とともに、外乱トルク推定値Ｔｄにモータトルク指令値Ｔｍ*を収束させる。 In step S203, when the accelerator operation amount is equal to or less than a predetermined value and the electric vehicle is about to stop, the estimated vehicle body speed V ^ decreases and the motor torque command is given to the disturbance torque estimated value Td. Converge the value Tm * .

本実施形態では、図６に示したように、アクセル操作量が所定の値以下であり、かつ、電動車両が停車間際である場合にトルク比較器６０４がモータトルク指令値Ｔｍ*として第２のトルク目標値Ｔｍ２*を出力する。この場合において第２のトルク目標値Ｔｍ２は、推定車体速度Ｖ＾に対してゲインＫｖｒｅｆを乗じた車体速度Ｆ／ＢトルクＴωに基づき算出される。 In the present embodiment, as shown in FIG. 6, when the accelerator operation amount is equal to or less than a predetermined value and the electric vehicle is about to stop, the torque comparator 604 sets the motor torque command value Tm * to the second. The torque target value Tm2 * is output. In this case, the second torque target value Tm2 is calculated based on the vehicle body speed F / B torque Tω obtained by multiplying the estimated vehicle body speed V ^ by the gain Kvref.

このように、推定車体速度Ｖ＾を求めて第２のトルク目標値Ｔｍ２*を算出することにより、電動モータ４から駆動輪９ａ及び９ｂまでの減速機５を含む駆動軸８のねじれ及びギアバックラッシュなどに起因する制御誤差を小さくすることができる。これにより、推定車体速度Ｖ＾に乗算されるゲインＫｖｒｅｆを大きくすることが可能になるので、図１１（ｃ）に示したように、フィードバック制御系の安定性を確保しつつ、電動車両の停車距離を短くすることができる。 In this way, by obtaining the estimated vehicle body speed V ^ and calculating the second torque target value Tm2 * , the twist and gear back of the drive shaft 8 including the speed reducer 5 from the electric motor 4 to the drive wheels 9a and 9b. It is possible to reduce the control error caused by rush or the like. This makes it possible to increase the gain Kvref multiplied by the estimated vehicle body speed V ^. Therefore, as shown in FIG. 11 (c), the electric vehicle is stopped while ensuring the stability of the feedback control system. The distance can be shortened.

したがって、本実施形態によれば、電動車両の停止距離を短くし、かつ、滑らかな停車を実現することができる。なお、アクセル操作量が所定値以下とは、回生制動とは別に、制動装置が介入することなく、電動車両が十分に低下した速度、例えば１５ｋｍ/ｈ以下で走行しているときのアクセル操作量を意味する。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to shorten the stopping distance of the electric vehicle and realize a smooth stopping. When the accelerator operation amount is less than a predetermined value, apart from the regenerative braking, the accelerator operation amount when the electric vehicle is traveling at a sufficiently reduced speed, for example, 15 km / h or less, without the intervention of the braking device. Means.

また、本実施形態によれば、制御ブロック７０１は、式（１２）の伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を近似したフィルタにより実現される。これにより、電動車両の停止距離を短くしつつ、モータコントローラ２の演算処理を低減することができる。 Further, according to the present embodiment, the control block 701 is realized by a filter that approximates the transmission characteristic Gωv (s) of the equation (12). As a result, it is possible to reduce the arithmetic processing of the motor controller 2 while shortening the stopping distance of the electric vehicle.

また、本実施形態によれば、伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を近似したフィルタは、式（１６）のように、電動モータ４のモータ回転速度ωｍから車体速度Ｖまでの伝達特性Ｇωｖ(ｓ)の分母の極を１つ以上用いて伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を近似したフィルタにより実現される。 Further, according to the present embodiment, the filter that approximates the transmission characteristic Gωv (s) has the transmission characteristic Gωv (s) from the motor rotation speed ωm of the electric motor 4 to the vehicle body speed V as shown in the equation (16). It is realized by a filter that approximates the transfer characteristic Gωv (s) using one or more poles of the denominator.

このように、伝達特性Ｇωｖ(ｓ)の分母の極を１つ以上用いることにより、本来の伝達特性を近似することができるとともに、制御ブロック７０１の演算負荷を低減することができる。すなわち、モータコントローラ２の演算負荷を低減しつつ、電動車両の停止距離を短くすることができる。 As described above, by using one or more poles of the denominator of the transmission characteristic Gωv (s), the original transmission characteristic can be approximated and the calculation load of the control block 701 can be reduced. That is, the stopping distance of the electric vehicle can be shortened while reducing the calculation load of the motor controller 2.

また、伝達特性Ｇωｖ(ｓ)を近似したフィルタのゲイン特性に関しては、図１３に示したように、入力信号に対する出力信号の位相が１８０度遅延する周波数Ｆｓ２におけるゲインが、０よりも所定の幅だけ小さく、かつ、低周波数領域における周波数Ｆｓ１の極小値よりも小さくなるように設定される。 Regarding the gain characteristic of the filter that approximates the transfer characteristic Gωv (s), as shown in FIG. 13, the gain at the frequency Fs2 in which the phase of the output signal with respect to the input signal is delayed by 180 degrees has a predetermined width from 0. It is set to be as small as possible and smaller than the minimum value of the frequency Fs1 in the low frequency region.

これにより、図１２で述べた比較例に比べて、図７に示した乗算器７０２のゲインＫｖｒｅｆを大きくすることが可能になるので、電動車両の停止距離を短くすることができる。 As a result, the gain Kvref of the multiplier 702 shown in FIG. 7 can be increased as compared with the comparative example described in FIG. 12, so that the stopping distance of the electric vehicle can be shortened.

また、本実施形態によれば、ステップＳ２０３においてモータコントローラ２は、式（１７）に示したように、上述の伝達特性Ｇωｖ(ｓ)だけでなく、電動モータ４のトルクＴｍから電動車両の駆動力Ｆまでの伝達特性ＧｐＦ(ｓ)を模擬して、モータトルク指令値Ｔｍ*を算出する。 Further, according to the present embodiment, in step S203, as shown in the equation (17), the motor controller 2 drives the electric vehicle from not only the above-mentioned transmission characteristic Gωv (s) but also the torque Tm of the electric motor 4. The motor torque command value Tm * is calculated by simulating the transmission characteristic GpF (s) up to the force F.

これにより、モータトルクＴｍを用いて電動車両の駆動力Ｆを直接コントロールできない電動車両であっても、電動車両の停止距離を短くしつつ、滑らかな停車を実現することができる。 As a result, even in an electric vehicle in which the driving force F of the electric vehicle cannot be directly controlled by using the motor torque Tm, it is possible to realize a smooth stop while shortening the stopping distance of the electric vehicle.

また、本実施形態によれば、モータコントローラ２は、図６に示したように、アクセル操作量に基づいて、例えば図３に示したマップから第１のトルク目標値Ｔｍ１*を算出する第１算出手段と、外乱トルクに収束させる第２のトルク目標値Ｔｍ２*を算出する第２算出手段と、を備える。そしてモータコントローラ２は、第１のトルク目標値Ｔｍ１*が第２のトルク目標値Ｔｍ２*を上回る場合には、電動車両が停車間際であると判断する。 Further, according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the motor controller 2 calculates the first torque target value Tm1 * from, for example, the map shown in FIG. 3 based on the accelerator operation amount. It includes a calculation means and a second calculation means for calculating a second torque target value Tm2 * that converges on the disturbance torque. Then, when the first torque target value Tm1 * exceeds the second torque target value Tm2 * , the motor controller 2 determines that the electric vehicle is about to stop.

このように、モータコントローラ２は、図１１（ａ）に示したように、時刻ｔ２まで第１のトルク目標値Ｔｍ１*に基づき電動車両を減速した後、第２のトルク目標値Ｔｍ２*に切り替えて電動車両を停車させる。これにより、平坦路、登坂路及び降坂路に依らず、加速度振動が抑えられた滑らかな減速を停車間際に実現することができる。これに加えて停車した後に停止状態を保持することができる。 As described above, as shown in FIG. 11A, the motor controller 2 decelerates the electric vehicle based on the first torque target value Tm1 * until time t2, and then switches to the second torque target value Tm2 * . And stop the electric vehicle. As a result, smooth deceleration with suppressed acceleration and vibration can be realized just before the vehicle stops, regardless of flat roads, uphill roads, and downhill roads. In addition to this, the stopped state can be maintained after the vehicle is stopped.

なお、本実施形態では駆動軸８の回転速度に相関のある回転体の角速度としてモータ回転速度ωｍを用いる例について説明したが、駆動輪９ａ及び９ｂの回転速度を用いてもよい。 In the present embodiment, an example in which the motor rotation speed ωm is used as the angular velocity of the rotating body having a correlation with the rotation speed of the drive shaft 8 has been described, but the rotation speeds of the drive wheels 9a and 9b may be used.

（第２実施形態）
次に、駆動輪９ａ及び９ｂの角速度を用いて第２のトルク目標値Ｔｍ２*を演算する第２の実施形態について説明する。 (Second Embodiment)
Next, a second embodiment in which the second torque target value Tm2 * is calculated using the angular velocities of the drive wheels 9a and 9b will be described.

図１５は、本発明の第２実施形態における停止制御処理を実現する機能構成の一例を示すブロック図である。 FIG. 15 is a block diagram showing an example of a functional configuration that realizes the stop control process according to the second embodiment of the present invention.

図１５には、車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６０１に代えて車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６１１が示されている。他の構成については、図６に示した構成と同じであるため、ここでの説明を省略する。 FIG. 15 shows a vehicle body speed F / B torque setting device 611 instead of the vehicle body speed F / B torque setting device 601. Since the other configurations are the same as those shown in FIG. 6, the description thereof is omitted here.

車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６１１は、車輪センサ１０により検出される駆動輪９ａの角速度を示す車輪速度ωｗに基づいて、車体速度Ｆ／ＢトルクＴωを算出する。 The vehicle body speed F / B torque setting device 611 calculates the vehicle body speed F / B torque Tω based on the wheel speed ωw indicating the angular velocity of the drive wheels 9a detected by the wheel sensor 10.

図１６は、車輪速度ωｗに基づいて車体速度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。 FIG. 16 is a diagram for explaining a method of calculating the vehicle body speed F / B torque Tω based on the wheel speed ωw.

車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器６１１は、制御ブロック７１１と乗算器７０２とを備える。なお、乗算器７０２は図７に示したものと同様の構成であるため、ここでは制御ブロック７１１についてのみ詳細に説明する。 The vehicle body speed F / B torque setting device 611 includes a control block 711 and a multiplier 702. Since the multiplier 702 has the same configuration as that shown in FIG. 7, only the control block 711 will be described in detail here.

まず、車輪速度ωｗから車体速度Ｖまでの伝達特性Ｇωｖ１（ｓ）は、次式（１８）により表される。 First, the transmission characteristic Gωv1 (s) from the wheel speed ωw to the vehicle body speed V is expressed by the following equation (18).

Figure 0006992298000018
Figure 0006992298000018

制御ブロック７１１は、上式（１８）の伝達特性Ｇωｖ１(ｓ)を有するフィルタとしての機能を担っている。このため、制御ブロック７１１は、車輪速度ωｗを入力し、伝達特性Ｇωｖ１(ｓ)を考慮したフィルタリング処理を行うことにより、推定車体速度Ｖ＾を算出する。 The control block 711 functions as a filter having the transmission characteristic Gωv1 (s) of the above equation (18). Therefore, the control block 711 calculates the estimated vehicle body speed V ^ by inputting the wheel speed ωw and performing the filtering process in consideration of the transmission characteristic Gωv1 (s).

なお、式(１８)の伝達特性Ｇωｖ１（ｓ）に代えて、式（１４）と同じように、伝達特性Ｇωｖ１（ｓ）を近似した近似式を制御ブロック７１１に適用しても良い。 In addition, instead of the transmission characteristic Gωv1 (s) of the equation (18), an approximate equation that approximates the transmission characteristic Gωv1 (s) may be applied to the control block 711 in the same manner as the equation (14).

なお、本実施形態では駆動軸８の回転速度に相関のある回転体の角速度として駆動輪９ａの角速度を用いたが、従属輪の角速度、又は駆動軸８を構成するドライブシャフト軸に回転速度センサを取り付けてその回転速度センサの検出値などを用いても良い。 In the present embodiment, the angular velocity of the drive wheel 9a is used as the angular velocity of the rotating body that correlates with the rotational velocity of the drive shaft 8, but the angular velocity of the dependent wheel or the rotational speed sensor is attached to the drive shaft shaft constituting the drive shaft 8. May be attached and the detection value of the rotation speed sensor or the like may be used.

本発明の第２実施形態によれば、モータコントローラ２は、駆動軸８の回転速度に相関のある回転体の角速度として、回転体を構成する駆動輪９ａの角速度を示す車輪速度ωｗを用いる。具体的には、モータコントローラ２は、車輪速度ωｗから車体速度Ｖまでの伝達特性Ｇωｖ１（ｓ）を模擬して推定車体速度Ｖ＾を演算する。そして、ステップＳ２０３においてモータコントローラ２は、アクセル操作量が所定の値以下であり、かつ、電動車両が停車間際である場合には、推定車体速度Ｖ＾の低下とともに、外乱トルク推定値Ｔｄにモータトルク指令値Ｔｍ*を収束させる。 According to the second embodiment of the present invention, the motor controller 2 uses the wheel speed ωw indicating the angular velocity of the drive wheels 9a constituting the rotating body as the angular velocity of the rotating body having a correlation with the rotational speed of the drive shaft 8. Specifically, the motor controller 2 calculates the estimated vehicle body speed V ^ by simulating the transmission characteristic Gωv1 (s) from the wheel speed ωw to the vehicle body speed V. Then, in step S203, when the accelerator operation amount is equal to or less than a predetermined value and the electric vehicle is about to stop, the estimated vehicle body speed V ^ decreases and the motor is set to the disturbance torque estimated value Td. The torque command value Tm * is converged.

このように、車輪速度ωｗを用いてモータトルク指令値Ｔｍ*を求めることにより、第１実施形態と同様、図１１に示したように、フィードバック制御系の安定性を確保しつつ、停止距離を短縮させることができる。 In this way, by obtaining the motor torque command value Tm * using the wheel speed ωw, as shown in FIG. 11, the stopping distance is determined while ensuring the stability of the feedback control system, as shown in FIG. It can be shortened.

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上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiments. do not have.

２ モータコントローラ（制御装置、トルク指令値算出手段、制御手段）
６０１ 車体速度Ｆ／Ｂトルク設定器（車体速度推定手段）
６０２ 外乱トルク推定器（外乱推定手段）
７０１ 制御ブロック（車体速度推定手段）
Ｓ２０１ （操作量取得手段、角速度取得手段） 2 Motor controller (control device, torque command value calculation means, control means)
601 Body speed F / B torque setter (body speed estimation means)
602 Disturbance torque estimator (disturbance estimation means)
701 Control block (Vehicle speed estimation means)
S201 (manipulation amount acquisition means, angular velocity acquisition means)

Claims (7)

モータを走行駆動源とし、前記モータの回生制動力により減速する電動車両の制御装置であって、
アクセル操作量を取得する操作量取得手段と、
前記電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定する外乱推定手段と、
前記電動車両を駆動する駆動軸の回転速度に相関のある回転体の角速度を取得する角速度取得手段と、
前記回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性を模擬して車体速度を推定する車体速度推定手段と、
前記モータのトルク指令値を算出するトルク指令値算出手段と、
前記トルク指令値に基づいて、前記モータに生じるトルクを制御する制御手段と、
を備え、
前記トルク指令値算出手段は、前記アクセル操作量が所定値以下であり、かつ、前記電動車両が停車間際である場合には、前記車体速度推定手段により推定される車体速度の低下とともに、前記外乱推定手段により推定される外乱トルクに前記トルク指令値を収束させ、
前記回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性は、前記トルク指令値から前記回転体の角速度までの伝達特性と、前記モータのトルクから前記車体速度までの伝達特性とに基づき求められる、
電動車両の制御装置。 A control device for an electric vehicle that uses a motor as a traveling drive source and decelerates by the regenerative braking force of the motor.
The operation amount acquisition means for acquiring the accelerator operation amount, and
Disturbance estimation means for estimating the disturbance torque acting on the vehicle body of the electric vehicle, and
An angular velocity acquisition means for acquiring an angular velocity of a rotating body that correlates with the rotational speed of a drive shaft that drives the electric vehicle.
A vehicle body speed estimation means that estimates the vehicle body speed by simulating the transmission characteristics from the angular velocity of the rotating body to the vehicle body speed.
A torque command value calculating means for calculating the torque command value of the motor, and
A control means for controlling the torque generated in the motor based on the torque command value, and
Equipped with
In the torque command value calculating means, when the accelerator operation amount is equal to or less than a predetermined value and the electric vehicle is about to stop, the vehicle body speed estimated by the vehicle body speed estimation means decreases and the disturbance occurs. The torque command value is converged to the disturbance torque estimated by the estimation means, and the torque command value is converged .
The transmission characteristic from the angular velocity of the rotating body to the speed of the vehicle body is obtained based on the transmission characteristic from the torque command value to the angular velocity of the rotating body and the transmission characteristic from the torque of the motor to the vehicle body speed.
Control device for electric vehicles. 請求項１に記載の電動車両の制御装置であって、
前記車体速度推定手段は、前記回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性を近似したフィルタを含む、
電動車両の制御装置。 The control device for an electric vehicle according to claim 1.
The vehicle body speed estimation means includes a filter that approximates the transmission characteristics from the angular velocity of the rotating body to the speed of the vehicle body .
Control device for electric vehicles. 請求項２に記載の電動車両の制御装置であって、
前記フィルタは、前記回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性の分母の極を１つ以上用いて当該伝達特性を近似したフィルタである、
電動車両の制御装置。 The control device for an electric vehicle according to claim 2.
The filter is a filter that approximates the transmission characteristic by using one or more poles of the denominator of the transmission characteristic from the angular velocity of the rotating body to the speed of the vehicle body.
Control device for electric vehicles. 請求項２又は請求項３に記載の電動車両の制御装置であって、
前記フィルタのゲイン特性は、入力信号に対して出力信号の位相が１８０度遅延するときのゲインが０に対して所定の幅だけ小さく、かつ、低周波数領域の極小値よりも小さくなるように定められる、
電動車両の制御装置。 The control device for an electric vehicle according to claim 2 or 3.
The gain characteristic of the filter is set so that the gain when the phase of the output signal is delayed by 180 degrees with respect to the input signal is smaller than 0 by a predetermined width and smaller than the minimum value in the low frequency region. Be,
Control device for electric vehicles. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の電動車両の制御装置であって、
前記トルク指令値算出手段は、前記モータのトルクから前記電動車両の駆動力までの伝達特性を模擬して前記トルク指令値を算出する、
電動車両の制御装置。 The control device for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 4.
The torque command value calculating means calculates the torque command value by simulating the transmission characteristics from the torque of the motor to the driving force of the electric vehicle.
Control device for electric vehicles. 請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の電動車両の制御装置であって、
前記トルク指令値算出手段は、
前記アクセル操作量に基づいて第１のトルク目標値を算出する第１算出手段と、
前記外乱トルクに収束させる第２のトルク目標値を算出する第２算出手段と、
前記第１のトルク目標値が前記第２のトルク目標値を上回る場合には、前記電動車両が停車間際であると判断する、
電動車両の制御装置。 The control device for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 5.
The torque command value calculation means is
A first calculation means for calculating a first torque target value based on the accelerator operation amount, and
A second calculation means for calculating a second torque target value that converges on the disturbance torque, and
When the first torque target value exceeds the second torque target value, it is determined that the electric vehicle is about to stop.
Control device for electric vehicles. モータを走行駆動源とし、前記モータの回生制動力により減速する電動車両の制御方法であって、
前記電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定する外乱推定ステップと、
前記電動車両を駆動する駆動軸の回転速度に相関のある回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性を用いて車体速度を推定する車体速度推定ステップと、
アクセル操作量が所定値以下であり、かつ、前記電動車両が停車間際である場合には、
前記車体速度の低下とともに、前記外乱トルクに前記モータのトルク指令値を収束させるトルク指令処理ステップと、
前記トルク指令値に基づいて、前記モータに生じるトルクを制御する制御ステップと、
を備え、
前記回転体の角速度から前記車体の速度までの伝達特性は、前記トルク指令値から前記回転体の角速度までの伝達特性と、前記モータのトルクから前記車体速度までの伝達特性とに基づき求められる、
電動車両の制御方法。 It is a control method of an electric vehicle that uses a motor as a traveling drive source and decelerates by the regenerative braking force of the motor.
The disturbance estimation step for estimating the disturbance torque acting on the vehicle body of the electric vehicle, and
A vehicle body speed estimation step that estimates the vehicle body speed using the transmission characteristics from the angular velocity of the rotating body that correlates with the rotational speed of the drive shaft that drives the electric vehicle to the vehicle body speed.
When the accelerator operation amount is less than or equal to a predetermined value and the electric vehicle is about to stop,
A torque command processing step that converges the torque command value of the motor to the disturbance torque as the vehicle body speed decreases.
A control step that controls the torque generated in the motor based on the torque command value, and
Equipped with
The transmission characteristic from the angular velocity of the rotating body to the speed of the vehicle body is obtained based on the transmission characteristic from the torque command value to the angular velocity of the rotating body and the transmission characteristic from the torque of the motor to the vehicle body speed.
How to control an electric vehicle.
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