JPWO2016189670A1 - 電動車両の制御装置および電動車両の制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、第1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。第1実施形態の電動車両の制御装置は、電動モータにより駆動する電動車両に適用可能である。電動車両には、電動モータのみを駆動源とする電気自動車だけでなく、電動モータとエンジンとを駆動源とするハイブリッド自動車も含まれる。特に、本実施形態における電動車両の制御装置は、アクセルペダルの操作のみで加減速や停止を制御することができる車両に適用することができる。この車両を運転するドライバは、加速時にアクセル開度を増やし、減速時や停止時にアクセル開度を減らすか、または、アクセル開度をゼロとする。ただし、登坂路においては、車両の後退を防ぐためにアクセル開度を増やしつつ停止状態に近づく場合もある。
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、以下に示すとおりである。
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
N:オーバーオールギヤ比
r:タイヤの過重半径
ωm:電動モータの回転速度
Tm:トルク目標値
TD:駆動輪のトルク
F:車両に加えられる力
V:車両の速度
ωw:駆動輪の回転速度
そして、図4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)〜(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。
続いて、図2のステップS204で行われる停止制御処理の詳細について、図5〜図7を参照して説明する。図5は、停止制御処理を実現するためのブロック図である。
次に、図2のステップS205に係る制振制御処理について説明する。本ステップでは、ステップS204で算出した第3のトルク目標値Tm3*に対して制振制御処理を行うことでモータトルク指令値Tm*を得る。以下、図8、図9を参照して具体的に説明する。
図10は、図2に係るステップS203において実行するイニシャルスタート処理のフローチャートである。このイニシャルスタート処理は、コントローラ2によって、コントローラ2に電力が供給されている間一定のサイクルで常時実行される。
次に、第2実施形態の電動車両の制御装置について説明する。第2実施形態の電動車両の制御装置は、これまで説明した第1実施形態の電動車両の制御装置とは、特に、イニシャルスタート処理におけるイニシャルスタート時の制御パラメータの設定タイミングが異なる。
Claims (12)
- ドライバのアクセル操作に応じて、駆動トルク及び回生トルクを発生させるモータを備えた電動車両の制御装置において、
前記ドライバによる車両の発進操作が行われたか否かを判定する発進判定手段と、
前記車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を算出する外乱トルク推定手段と、
車両走行中における停車間際もしくは前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクが前記外乱トルク推定値に収束するように制御するトルク制御手段と、
前記車両に作用する外乱に対する前記駆動トルクの応答性を制御する応答性制御手段と、を備え、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクの応答性を前記停車間際の前記駆動トルクの応答性よりも上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1に記載の電動車両の制御装置において、
前記発進判定手段は、車両のイグニッションスイッチ信号のOFF状態からON状態への移行を検知したときに、前記発進操作が行われたと判定する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項2に記載の電動車両の制御装置において、
前記ドライバによるアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段と、をさらに備え、
前記発進判定手段は、車両のイグニッションスイッチ信号のOFF状態からON状態への移行を検知し、さらに、前記アクセル操作量がゼロであって、かつ、前記モータ回転速度または前記速度パラメータの絶対値が予め設定した値以上になった場合に、前記発進操作が行われたと判定する、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 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装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記外乱トルク推定手段は、検出したモータ回転速度または前記速度パラメータをフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記速度フィードバック制御系のフィードバックゲインを大きくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 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装置において、
前記外乱トルク推定手段は、二次式の分子と二次式の分母とで構成された所定の減衰係数を有するフィルタを備え、当該フィルタの減衰係数に基づいて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記フィルタの分母の前記減衰係数を小さくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 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装置において、
前記外乱トルク推定手段は、所定の時定数を有するフィルタを備え、当該フィルタの時定数に基づいて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、
前記応答性制御手段は、前記車両の発進操作が行われたと判定された場合に、前記時定数を小さくすることで、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記外乱トルク推定手段は、検出した前記モータ回転速度または前記速度パラメータに対して所定のサンプリング回数に基づく移動平均を施した値をフィードバックする速度フィードバック制御系を用いて前記外乱トルク推定値を算出するものであって、前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記所定のサンプリング回数を小さくする、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1から7のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
車体に発生する振動を抑制する制振トルクを前記モータに発生させる制振制御手段をさらに備え、
前記制振制御手段は、フィードバック制御系により前記制振トルクを算出するものであって、前記車両の発進操作が行われたと判定された場合に、当該フィードバック制御系のフィードバックゲインを前記停車間際の当該フィードバックゲインより小さくする、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
モータ回転速度または当該モータ回転速度に比例する速度パラメータを検出する速度パラメータ検出手段をさらに備え、
前記発進判定手段は、前記モータ回転速度または前記速度パラメータの検出値の絶対値が、予め設定した第1のロールバック判定値以上に増加した後、予め設定した第2のロールバック判定値以下に低下した場合に、前記発進操作が行われたと判定し、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定された場合に、上昇させた前記駆動トルクの応答性を、前記停車間際の前記駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1から8のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
前記応答性制御手段は、前記発進操作が行われたと判定されてから所定時間経過後に、前記駆動トルクの応答性を、前記停車間際の前記駆動トルクの応答性と同等になるまで低下させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - 請求項1から10のいずれか一項に記載の電動車両の制御装置において、
車両が停車している路面の勾配を検出する勾配検出手段をさらに備え、
前記応答性制御手段は、前記勾配が大きいほど、前記駆動トルクの応答性を上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御装置。 - ドライバのアクセル操作に応じて駆動トルク及び回生トルクを発生させるモータを備えた電動車両の制御方法において、
前記ドライバによる車両の発進操作が行われたか否かを判定し、
前記車両に作用する外乱に応じて、車両の停車状態を保持するのに必要な外乱トルク推定値を算出し、
車両走行中における停車間際もしくは前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクを前記外乱トルク推定値に収束するように制御し、
前記発進操作が行われたと判定された場合に、前記モータの駆動トルクの応答性を前記停車間際の前記駆動トルクの応答性よりも上昇させる、
ことを特徴とする電動車両の制御方法。
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