WO2021084574A1 - 電動車両の制御方法及び電動車両の制御装置 - Google Patents

電動車両の制御方法及び電動車両の制御装置 Download PDF

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勝徳 中村
澤田　彰
中島　孝
藤原　健吾
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    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Definitions

  • the present invention relates to an electric vehicle control method and an electric vehicle control device.
  • JP2015-133799A as a control device for an electric vehicle, a control device that executes stop control for generating torque to stop the vehicle in the motor when the accelerator operation amount decreases or becomes zero and the electric vehicle is about to stop. It is disclosed.
  • the vehicle can be stopped even on a sloped road by estimating the disturbance torque applied to the motor and controlling the torque generated by the motor to converge to the estimated disturbance torque.
  • the preceding vehicle may be the preceding vehicle depending on the state of the preceding vehicle, for example, the preceding vehicle has a larger deceleration than the own vehicle. There is a risk of getting too close.
  • An object of the present invention is to provide a technique capable of stopping the own vehicle at an appropriate position regardless of the state of the preceding vehicle even when the preceding vehicle is in front of the own vehicle.
  • the method for controlling an electric vehicle is a method for controlling an electric vehicle that uses a motor as a traveling drive source and decelerates by the regenerative braking force of the motor.
  • This control method acquires the accelerator operation amount, estimates the disturbance torque acting on the vehicle body of the electric vehicle, acquires the angular velocity of the rotating body that correlates with the rotation speed of the drive shaft that drives the electric vehicle, and obtains the accelerator operation amount.
  • the first torque command value is calculated based on the above, the first torque command value is set to the torque command value, the torque generated in the motor is controlled based on the torque command value, and the target when the electric vehicle stops.
  • a stop position is set, the target angular velocity of the rotating body is calculated according to the distance from the electric vehicle to the target stop position, and the electric vehicle is stopped at the target stop position based on the difference between the target angular velocity and the acquired angular velocity.
  • the second torque command value for this is calculated.
  • the accelerator operation amount decreases or becomes zero and the electric vehicle is about to stop
  • the second torque command value is set to the torque command value, and the motor is set according to the distance to the target stop position.
  • the torque command value is converged to the disturbance torque by adjusting the control driving force of.
  • 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 an embodiment.
  • 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 of one embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of an accelerator opening degree-torque table.
  • FIG. 4 is a block diagram for realizing the target stop position calculation process.
  • FIG. 5 is a diagram modeling a driving force transmission system of a vehicle.
  • FIG. 6 is a block diagram for realizing the stop control process.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method of calculating the motor angular velocity F / B torque.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating the disturbance torque estimated value.
  • 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 an embodiment.
  • FIG. 2 is a flow of processing of motor current control performed by a motor
  • FIG. 9 is a block diagram for realizing a vibration damping control process that suppresses vibration of the driving force transmission system.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of transmission characteristics used in the vibration damping control process.
  • FIG. 11 is a time chart showing an example of a control result by the control device of the electric vehicle and an example of the control result by the conventional control in the present embodiment.
  • FIG. 12 is a time chart showing another example of the control result by the control device of the electric vehicle in the present 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.
  • the control device for an electric vehicle in the present embodiment includes an electric motor 4 (hereinafter, simply referred to as a motor 4) as a part or all of a drive source of the vehicle, and can be applied to an electric vehicle that can travel by the driving force of the motor 4. is there.
  • Electric vehicles include not only electric vehicles but also hybrid vehicles and fuel cell vehicles.
  • the electric vehicle control device 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, reduces the depressing amount of the accelerator pedal when decelerating or stopping, or operates the depressing amount of the accelerator pedal to zero.
  • the vehicle On an uphill road, the vehicle may approach a stopped state while depressing the accelerator pedal in order to prevent the vehicle from moving backward.
  • the motor controller 2 transmits signals indicating the vehicle state such as vehicle speed V, accelerator opening degree ⁇ , rotor phase ⁇ of the motor 4, currents iu, iv, and iwa of the motor 4, and relative distance and steering paddle operation signals described later. Input as a digital signal. Then, the motor controller 2 generates a PWM signal for controlling the electric power supplied to the motor 4 based on the input signal, supplies the generated PWM signal to the inverter 3, and opens / closes the switching element of the inverter 3. Control.
  • the inverter 3 converts the direct current supplied from the battery 1 into alternating current 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 motor 4.
  • switching elements for example, power semiconductor elements such as IGBTs and MOS-FETs
  • the motor 4 is realized by, for example, a three-phase AC motor.
  • the motor 4 generates a driving force by using the 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 motor 4 is rotated by the drive wheels 9a and 9b while the electric vehicle is traveling, the motor 4 recovers the kinetic energy of the electric vehicle as electric energy by generating a regenerative driving force.
  • the inverter 3 converts the alternating current generated during the regenerative operation of the motor 4 into a direct current and supplies it to the battery 1.
  • the rotation sensor 6 is realized by, for example, a resolver or an encoder, and detects the rotor phase ⁇ of the motor 4.
  • the current sensor 7 detects the three-phase alternating currents iu, iv and iwa supplied to the motor 4. However, since the sum of the three-phase alternating currents iu, iv, and iwa is 0 (zero), the current of any two phases may be detected and the current of the remaining one phase may be obtained by calculation.
  • the camera 10 is configured to be able to image the traveling direction of the vehicle, and measures the relative distance between the vehicle or obstacle existing in the traveling direction and the own vehicle.
  • the camera 10 is an example, and the present invention is not limited to this.
  • a sensor or radar capable of measuring the relative distance between the own vehicle and a vehicle or an obstacle existing in the traveling direction may be used.
  • the camera 10 may be a stereo camera.
  • the direction of travel includes not only the front of the vehicle but also the rear when the vehicle is moving backward. Therefore, in order to capture the direction of travel when the vehicle moves backward, it is preferable to provide a camera capable of capturing not only the front of the vehicle but also the rear of the vehicle.
  • the traveling direction of the vehicle is expressed as forward for convenience.
  • a vehicle existing in the traveling direction of the vehicle is hereinafter referred to as a front vehicle.
  • the steering paddle SW11 detects the operation of the steering paddle by the driver.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the flow of processing of motor current control performed by the motor controller 2.
  • 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 phase of the motor 4. These include ⁇ (rad), the rotational speed Nm (rpm) of the motor 4, the three-phase direct current values iu, iv and iwa supplied to the motor 4, and the steering paddle operation signal. Further, the motor controller 2 inputs the relative distance required for the control calculation related to the target stop position calculation process described later.
  • the vehicle speed V (km / h) is acquired from a vehicle speed sensor (not shown) or by communication from another controller.
  • the motor controller 2 multiplies the rotor mechanical angular velocity ⁇ m 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 unit is converted to obtain the vehicle speed V (km / h).
  • the accelerator opening AP (%) is acquired from an accelerator opening sensor (not shown) or by communication from another controller such as a vehicle controller (not shown).
  • the rotor phase ⁇ (rad) of the motor 4 is acquired from the rotation sensor 6.
  • the rotation speed Nm (rpm) of the motor 4 is obtained by multiplying the motor rotation speed ⁇ m (rad / s), which is the mechanical angular velocity of the motor 4, by 60 / (2 ⁇ ).
  • the motor rotation speed ⁇ m (rad / s) is obtained by dividing the rotor angular velocity ⁇ (electrical angle) by the number of pole pairs p of the motor 4.
  • the rotor angular velocity ⁇ is obtained by differentiating the rotor phase ⁇ .
  • the currents iu, iv, and iwa (A) flowing through the motor 4 are acquired from the current sensor 7.
  • 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). Required from.
  • the measured value measured by the camera 10 is acquired. Alternatively, it may be acquired by communication from a vehicle controller (not shown) or another controller.
  • the relative distance may be measured using GPS, radar, a distance sensor, vehicle-to-vehicle communication with the vehicle in front, road-to-vehicle communication, or the like.
  • the steering paddle operation signal may be acquired by acquiring the steering paddle SW signal, or by communicating with a vehicle controller or another controller (not shown).
  • step S202 the motor controller 2 sets the first torque target value Tm1 * .
  • the motor controller 2 refers to, for example, the accelerator opening-torque table based on the accelerator opening AP and the motor rotation speed ⁇ m input in step S201, so that the first torque target value Tm1 * To set.
  • the motor torque is set so that the amount of motor regeneration is large when the accelerator opening 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 a regenerative braking force acts on the electric vehicle.
  • the accelerator opening-torque table is not limited to the one shown in FIG.
  • step S203 the motor controller 2 executes the target stop position calculation process.
  • the target stop position is set based on the relative distance to the vehicle in front or the obstacle acquired from the camera 10 in step S201 and the steering paddle operation signal. Further, it is determined whether or not to intervene the stop position control based on the relative distance between the accelerator opening ⁇ and the vehicle in front, and when the stop position control is intervened, the stop position control start flag is set to 1. The details of the target stop position calculation process will be described later.
  • step S204 the motor controller 2 executes the stop control process.
  • the torque target value is set according to the stop position control start flag set in step S203.
  • the motor controller 2 sets the first torque target value Tm1 * calculated in step S202 to the third torque target value Tm3 * , and when the stop position start flag is 1, the motor controller 2 sets the first torque target value Tm1 *.
  • the second torque target value Tm2 * that converges to the disturbance torque estimation value Td determined by the disturbance torque estimation means as the motor rotation speed decreases is set to the third torque target value Tm3 *.
  • the second torque target value Tm2 * is positive torque on an uphill road, negative torque on a downhill road, and almost zero on a flat road. As a result, 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.
  • step S205 the motor controller 2 performs vibration damping control processing that suppresses driving force transmission system vibration such as torsional vibration of the drive shaft 8 without wasting the drive shaft torque.
  • the motor controller 2 inputs the third torque target value Tm3 * calculated in step S204 and the motor rotation speed ⁇ m, and the torque transmission system vibration (drive) without sacrificing the response of the drive shaft torque.
  • the sixth torque target value Tm6 * that suppresses the torsional vibration of the shaft 8 is calculated. The details of the vibration damping control process will be described later.
  • step S206 the motor controller 2 has a d-axis current target value id * and a q-axis current target value based on the sixth torque target value Tm6 * calculated in step S205, the motor rotation speed ⁇ m, and the DC voltage value Vdc.
  • Find iq * 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.
  • the motor controller 2 When the motor controller 2 acquires the motor torque command value Tm * , the motor rotation speed ⁇ m, and the DC voltage value Vdc, the motor controller 2 obtains the d-axis current target value id * and the q-axis current target value iq * with reference to the prepared table. ..
  • step S207 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.
  • the motor controller 2 calculates the d-axis current id and the q-axis current iq based on the three-phase AC current values iu, iv and iwa input in step S201 and the rotor phase ⁇ of the motor 4. Ask. 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 currents id and iq. ..
  • the motor controller 2 is PWMed from the d-axis and q-axis voltage command values vd and vq, the rotor phase ⁇ of the motor 4, the three-phase AC voltage command values vu, vv and vw, and the DC voltage value Vdc.
  • the 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 obtained in this way, the motor 4 can be driven with a desired torque indicated by the motor torque command value Tm *.
  • step S203 of FIG. 2 The details of the target stop position calculation process performed in step S203 of FIG. 2 will be described below.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration that realizes the target stop position calculation process.
  • the target stop position calculation process of the present embodiment includes a stop position control start flag setting device 1001, a relative distance holder 1002, an inter-vehicle distance calculator 1003, and a subtractor 1004.
  • the stop position control start flag setter 1001 executes a stop position control start flag process that sets a stop position control start flag according to the accelerator opening degree and the relative distance.
  • the flag setting device 1001 sets the stop position control start flag to 1 when the accelerator opening (operation amount) is zero (fully closed) and the relative distance is within a predetermined value. Further, the flag setting device 1001 sets the stop position control start flag to 0 when the accelerator opening degree is other than zero and the relative distance becomes equal to or more than a predetermined value.
  • the predetermined value here is a relative distance at which it can be determined that the stop position of the own vehicle is not too close to the vehicle in front or an obstacle even when the conventional stop control in which the target stop position is not set is executed. For example, an experiment. A value found in advance is set as appropriate.
  • the relative distance holder 1002 holds the relative distance at the timing when the stop position control start flag set by the flag setter 1001 changes from 0 to 1.
  • the retained relative distance is output to the subtractor 1004.
  • the inter-vehicle distance calculator 1003 changes the distance constant with the vehicle in front or an obstacle according to the amount of steering paddle operation by the driver, and executes an inter-vehicle distance calculation process for calculating a relative distance target value when the vehicle is stopped.
  • the distance constant is a constant for calculating a target value of the relative distance (inter-vehicle distance) between the own vehicle and the vehicle in front or an obstacle when the vehicle is stopped.
  • the target value of the inter-vehicle distance when the vehicle is stopped can be arbitrarily changed by changing the distance constant by operating the steering paddle by the driver.
  • FIG. 4 shows an example in which the target value of the inter-vehicle distance is set stepwisely larger as the amount of operation of the steering paddle increases.
  • the inter-vehicle distance target value calculated by the inter-vehicle distance calculator is subtracted from the relative distance calculated by the relative distance retainer 1002 to calculate the target stop position.
  • the calculated target stop position is output to the motor angular velocity feedback torque setter 501 as a target stop position when the vehicle is stopped by the stop control.
  • FIG. 5 is a diagram modeling the driving force transmission system of the vehicle, and each parameter in the diagram is as shown below.
  • each parameter in the equation (6) is represented by the following equation (7).
  • the transmission characteristic Gp (s) can be approximated to the transmission characteristic as shown in the following equation (8), and one pole. And one zero show very close values. This means that ⁇ and ⁇ in the transfer characteristic Gp (s) of the formula (8) show extremely close values.
  • the vehicle model Gp (s) of the equation (9) can be regarded as the transmission characteristic Gr (s) shown in the following equation (10).
  • the transmission characteristic GpF (s) is obtained based on the above equations (1) to (5), the transmission characteristic GpF (s) is expressed by the following equation (14).
  • FIG. 6 is a block diagram showing an example of a functional configuration that realizes stop control processing.
  • FIG. 6 shows a motor angular velocity F / B torque setter 501, a disturbance torque estimator 502, a subtractor 503, and a torque comparator 504 as functional configurations for realizing the stop control process.
  • the motor angular velocity F / B torque setter 501 has the detected motor rotation velocity ⁇ m, the target stop position calculated by the target stop position calculation process described later, and the stop position set by the stop position control start flag process. Based on the control start flag, the motor angular velocity feedback torque T ⁇ (hereinafter referred to as motor angular velocity F / B torque T ⁇ ) for stopping the electric vehicle by using the regenerative braking force of the motor 4 is calculated. Details will be described with reference to FIG.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a method in which the motor angular velocity F / B torque setter 501 calculates the motor angular velocity F / B torque T ⁇ .
  • the motor angular velocity F / B torque setter 501 controls the unit converter 601, the integrator 602, the subtractors 603 and 607, the multipliers 604 and 609, the upper and lower limit limits 605, and the rotation speed switcher 606. It includes a block 608.
  • the unit converter 601 performs unit conversion (rad / s ⁇ m / s) by multiplying the motor rotation speed ⁇ m by the gain k2.
  • the integrator 602 calculates the moving distance after the start of stop control by performing the integral processing on the motor rotation speed ⁇ m that has been unit-converted by the unit converter 601.
  • the integrator 602 is initialized at the timing when the stop position control start flag changes from 0 to 1.
  • the subtractor 603 calculates the deviation between the target stop position and the moving distance after the start of stop control. The calculated deviation is input to the multiplier 604.
  • the multiplier 604 calculates the rotation speed according to the deviation by multiplying the input deviation by the gain k1.
  • the upper and lower limit limits 605 apply the upper and lower limit limits to the rotation speed calculated by the multiplier 604.
  • the motor rotation speed when the stop control start flag changes from 0 to 1 may be set.
  • the lower limit limit value may be set to 0 in order to prevent the vehicle from moving backward.
  • the rotation speed switcher 606 performs a rotation speed switching process on the rotation speed output from the upper and lower limit limits 605 according to the state of the stop control start flag, and calculates the first motor rotation speed target value.
  • the stop control start flag is 1
  • the rotation speed output from the upper and lower limit limits 605 is set to the first motor rotation speed target value.
  • the stop control start flag is 0, the first motor rotation speed target value is set to 0.
  • the subtractor 607 calculates the deviation between the first motor rotation speed target value and the motor rotation speed ⁇ m, and calculates the second motor rotation speed target value.
  • the calculated second motor rotation speed target value is input to the control block 608.
  • the + and-positions shown in the vicinity of the subtractor 607 in the figure may be interchanged and may be appropriately set.
  • the control block 608 functions as a filter that simulates or approximates the transmission characteristic G ⁇ v (s) of the above equation (13), that is, a filter having the transmission characteristic G ⁇ v (s). Therefore, the control block 608 calculates the estimated vehicle body speed V ⁇ indicating the estimated value of the vehicle body speed V by inputting the motor rotation speed ⁇ m and performing the filtering process in consideration of the transmission characteristic G ⁇ v (s).
  • control block 608 may perform filtering processing using the transmission characteristic G ⁇ v'(s) of the equation (15) instead of the transmission characteristic G ⁇ v (s) of the equation (13).
  • the arithmetic processing can be reduced as compared with the case where the transmission characteristic G ⁇ v (s) of the equation (13) is used.
  • the pole ⁇ p specified by the equation (14) may be used instead of the time constant ⁇ v in the above equation (15).
  • the estimated vehicle speed V ⁇ can be calculated by using one pole of the denominator of the transmission characteristic from the motor rotation speed ⁇ m to the vehicle body speed V.
  • Equation (16) which is a characteristic that approximates the pole ⁇ far from the origin on the complex plane, may be used.
  • control block 608 considers the above equation (16) representing the transmission characteristics from the motor rotation speed ⁇ m to the estimated vehicle body speed V ⁇ and the driving force F to the motor torque Tm, and the transmission characteristic G ⁇ V of the following equation (17). It may be configured to perform the filtering process according to (s).
  • the angular velocity feedback torque T ⁇ is calculated by multiplying the estimated vehicle body velocity V ⁇ output from the control block 608 by the gain kvref.
  • the gain kvref is set to a value larger than 0 (kvref> 0).
  • the disturbance torque estimator 502 calculates the disturbance torque estimation value Td based on the motor rotation speed ⁇ m and the motor torque command value Tm *. Details will be described with reference to FIG.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining a method of calculating the disturbance torque estimated value Td based on the motor rotation speed ⁇ m and the motor torque command value Tm *.
  • the disturbance torque estimator 502 includes a control block 701, a control block 702, and a subtractor 703.
  • the control block 701 functions as a filter having a transmission characteristic of H1 (s) / Gr (s), and by inputting the motor rotation speed ⁇ m and performing the filtering process, the first motor torque estimated value is obtained. Is calculated.
  • 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.
  • 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 greater than the difference between the denominator order and the numerator order of the vehicle model Gp (s). ..
  • the control block 702 functions as a filter having a transmission characteristic H1 (s), and by inputting a motor torque command value Tm * and performing a filtering process in consideration of the transmission characteristic H1 (s), the first Calculate the estimated motor torque of 2.
  • the subtractor 703 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 703 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.
  • the disturbance torque estimated value Td in the present embodiment is estimated by the disturbance observer shown in FIG. 8, but may be estimated by using a measuring instrument such as a vehicle front-rear G sensor.
  • the disturbance acting on the vehicle air resistance, modeling error due to fluctuation of the vehicle weight due to the number of occupants and the load capacity, rolling resistance of the tire, gradient resistance of the road surface, etc. can be considered, but the vehicle is about to stop or the initials.
  • the dominant disturbance factor at the start is gradient resistance.
  • disturbance factor varies according to the operating condition, the disturbance torque estimator 502, a motor torque command value Tm *, the motor rotation speed .omega.m, transfer characteristic derived from the damping control algorithms and the vehicle model Gp (s) G r ( Since the disturbance torque estimated value T d is calculated based on s), the above-mentioned disturbance factors can be estimated collectively. As a result, it is possible to realize a smooth stop from deceleration under any driving conditions.
  • the subtractor 503 adds the motor angular velocity F / B torque T ⁇ from the motor angular velocity F / B torque setter 501 and the disturbance torque estimated value Td from the disturbance torque estimator 502 to obtain a second torque target value. Calculate Tm2 *.
  • Torque comparator 504 compares the first torque target value Tm1 * and the second torque target value Tm2 * of the size, the second torque target value Tm2 * for the first torque target value Tm1 * When it is judged to be large, or when the state of the stop control start flag calculated by the stop position control start flag setter 1001 is 1, it is judged that the vehicle is about to stop, and the third torque target value Tm3 * is set to the first. Stop control is executed by switching from the torque target value Tm1 * of No. 1 to the second torque target value Tm2 *. Further, the torque comparator 504 determines that the first torque target value Tm1 * is larger than the second torque target value Tm2 * , or the stop position calculated by the stop position control start flag processor 1001.
  • the third torque target value Tm3 * is switched from the second torque target value Tm2 * to the first torque target value Tm1 * .
  • the second torque target value Tm2 * converges to positive torque on an uphill road, negative torque on a downhill road, and approximately zero on a flat road.
  • FIG. 9 is a block diagram showing an example of a functional configuration that realizes a vibration damping control process that suppresses vibration of the 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.
  • FIG. 9 shows the control block 801 as the F / F compensator, and the adder 805, the control block 802, the subtractor 806, the control block 803, and the multiplier 804 as the F / B compensator. It is shown.
  • the control block 801 functions as a filter having a transmission characteristic of Gr (s) / Gp (s), and inputs a third torque target value Tm3 * to reduce torsional vibration of the electric vehicle. By performing the process, the fourth torque target value Tm4 * is calculated.
  • Gp (s) constituting the denominator is the vehicle model Gp (s) of the formula (9)
  • 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.
  • the adder 805 adds the output of the multiplier 804 constituting the F / B compensator to the fourth torque target value Tm4 * obtained by feedforward control, and outputs the sixth torque target value Tm6 * . ..
  • the control block 802 functions as a filter having a vehicle model Gp (s). Therefore, the control block 802 inputs a sixth torque target value Tm6 * and performs a filtering process in consideration of the vehicle model Gp (s), thereby indicating a motor rotation speed estimated value indicating an estimated value of the motor rotation speed ⁇ m. Calculate ⁇ m ⁇ .
  • the subtractor 806 outputs the deviation between the motor rotation speed estimated value ⁇ m ⁇ and the motor rotation speed ⁇ m.
  • the subtractor 806 of the present embodiment calculates the deviation by subtracting the motor rotation speed ⁇ m from the motor rotation speed estimated value ⁇ m ⁇ .
  • the control block 803 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 806 and performing the filtering process.
  • the estimated disturbance d ⁇ shown is calculated.
  • 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 numerator is feedback that reduces only vibration. It is a bandpass filter having an elemental transmission characteristic.
  • the multiplier 804 multiplies the estimated disturbance d ⁇ from the control block 803 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 ⁇ m. And the adder 805 by a fifth torque target value Tm5 * is added to the fourth torque target value Tm4 *, so as to suppress the generation of torsional vibration of the electric vehicle sixth torque target value of Tm6 * to The motor rotation speed ⁇ m is fed back.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a bandpass filter for realizing the transmission characteristic H2 (s).
  • the damping characteristic on the low-pass side and the damping 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.
  • 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 represented by the following equation (18), and the frequency fp is the torsion of the drive system.
  • the resonance frequency is set, and k is set to an arbitrary value.
  • ⁇ L 1 / (2 ⁇ f HC)
  • f HC k ⁇ f p
  • ⁇ H 1 / (2 ⁇ f LC)
  • f LC f p / k.
  • step S205 since torsional vibration is generated in the driving force transmission system of the electric vehicle, stop control and vibration damping control are used together. However, in the case of an electric vehicle in which torsional vibration is not generated in the driving force transmission system, the control in step S205 is performed. It is not necessary to execute the vibration control process.
  • FIG. 11A shows a flat road
  • FIG. 11B shows an uphill road
  • FIG. 11C shows a time chart when stop control is executed on a downhill road.
  • the broken line represents the conventional stop control (conventional example)
  • the solid line represents the stop control of the present embodiment (example).
  • FIG. 12 shows a time chart when the vehicle in front moves during the stop control of the present embodiment and the vehicle shifts to the conventional example.
  • both FIGS. 11 and 12 show the motor torque command value, the motor rotation speed, and the position of the own vehicle from the top.
  • the driver's accelerator opening operation amount becomes zero at time t0, it is determined that the stop control starts, and the motor rotation speed asymptotically becomes zero by the stop control until time t3. Converges on.
  • the regenerative torque is small because the motor torque is uniquely determined regardless of the relative distance to the vehicle in front or obstacles. As a result, it can be seen that at time t2, the relative distance to the vehicle in front and the obstacle becomes 0, and the vehicle collides. As described above, in the conventional example, it is not possible to stop at the target stop position intended by the driver.
  • the accelerator opening operation amount of the driver becomes zero at time t0
  • the stop control is started by determining that the stop control is started, and the vehicle and the vehicle in front and obstacles reach the time t1. Since the motor regeneration torque can be set large according to the relative distance, it can be seen that at time t3, a smooth stop can be realized while ensuring a relative distance to the vehicle in front or an obstacle.
  • the accelerator operation amount of the driver becomes zero at time t0, it is determined that the stop control starts, and the motor rotation speed asymptotically converges to zero by the stop control until time t3. doing.
  • the motor regenerative torque is set large at time t1
  • the time until the motor stops is shortened. Therefore, the position when the motor rotation speed converges to zero (the stop position of the own vehicle) stops far in front of the position of the vehicle in front or the obstacle, and stops at the target stop position intended by the driver. Can't.
  • the accelerator opening operation amount of the driver becomes zero at time t0
  • the stop control is determined to be the start of stop control, and the stop control is started. Since the motor regeneration torque can be set small, it can be seen that at time t4, a smooth stop can be realized while ensuring a relative distance to the vehicle in front and obstacles.
  • the accelerator operation amount of the driver becomes zero at time t0, it is determined that the stop control starts, and the motor rotation speed asymptotically converges to zero by the stop control until time t2. doing.
  • the accelerator opening operation amount of the driver becomes zero at time t0
  • the stop control is determined to be the start of stop control, and the stop control is started. Since the motor regeneration torque can be set large, it can be seen that at time t2, a smooth stop can be realized while ensuring a relative distance to the vehicle in front and obstacles.
  • the own vehicle can be stopped at the stop position intended by the driver, that is, the target stop position.
  • FIG. 12 shows the behavior when the vehicle in front moves during the stop control according to the present embodiment.
  • the solid line after time t1 shows the behavior when shifting to the conventional stop control
  • the broken line after time t1 shows the behavior when shifting to the conventional stop control.
  • the value of the first motor rotation speed target value may be set to zero, more specifically, the stop control.
  • the output of the rotation speed switch 606 of the motor angular velocity F / B torque setter 501 described above may be set to zero, the torque of the motor 4 is disturbed as the motor rotation speed decreases without considering the target stop position. It is possible to shift to the conventional stop control that converges to the torque.
  • the vehicle in front started moving at time t0. Then, since the distance between the target stop position and the vehicle in front exceeds a predetermined value at time t1, the vehicle shifts to the conventional stop control in which the target stop position is not set. In this way, by shifting to the conventional stop control at the time t1 shift and making the deceleration equivalent to that of the conventional example, the vehicle stops without causing discomfort to the driver with respect to the position of the vehicle in front after the movement. be able to.
  • the vehicle can be smoothly stopped at the target stop position according to the relative distance to the vehicle in front or the obstacle.
  • the electric vehicle control method of one embodiment 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 4.
  • the amount of accelerator operation is acquired, the disturbance torque acting on the vehicle body of the electric vehicle is estimated, and the angular speed of the rotating body (motor rotation speed ⁇ m) that correlates with the rotation speed of the drive shaft 8 that drives the electric vehicle.
  • the first torque command value (first torque target value Tm1 * ) is calculated based on the accelerator operation amount, and the first torque command value is set to the torque command value (motor torque command value Tm * ).
  • the torque generated in the motor 4 is controlled based on the torque command value, the target stop position when the electric vehicle stops is set, and the target angular speed of the rotating body (the first) according to the distance from the electric vehicle to the target stop position.
  • a second torque command value (second torque target value Tm2) for stopping the electric vehicle at the target stop position based on the difference between the target angular speed and the acquired angular speed after calculating the motor rotation speed target value of 1). * ) Is calculated.
  • the accelerator operation amount decreases or becomes zero and the electric vehicle is about to stop
  • the second torque command value is set to the torque command value, and the motor is set according to the distance to the target stop position.
  • the torque command value is converged to the disturbance torque estimated value Td.
  • the target angular velocity can be calculated according to the distance to the target stop position, and the motor torque can be controlled according to the target angular velocity, so that the own vehicle can be stopped at the desired position of the driver. ..
  • the target stop position is calculated by subtracting a predetermined distance from the relative distance between the electric vehicle and the vehicle or obstacle existing in the traveling direction of the electric vehicle.
  • the target stop position is set according to the distance between the vehicle and the vehicle in front. Therefore, even if the deceleration of the vehicle in front increases, the possibility of colliding with the vehicle in front when the vehicle is stopped can be reduced. Can be done. Further, by being controlled in this way, the need for the driver to step on the brake pedal is reduced, so that the drivability is improved and the commercial value of the vehicle can be increased. Further, since the target stop position is calculated by subtracting a predetermined distance from the relative distance to the vehicle or obstacle, it is possible to stop at a certain distance with respect to the vehicle in front or the obstacle.
  • the above-mentioned predetermined distance is a relative distance between the electric vehicle when the electric vehicle is stopped and a vehicle or an obstacle existing in the traveling direction of the electric vehicle. This is the target value of, and is set to be changeable by the driver. This allows the driver to arbitrarily change the distance from the own vehicle to the vehicle in front or an obstacle when the vehicle is stopped.
  • the relative distance between the electric vehicle and the vehicle or an obstacle existing in the traveling direction of the electric vehicle is determined by a sensor, a radar, or a camera 10 capable of measuring the distance. Is detected using. As a result, the relative distance to the own vehicle can be detected, and the target stop position can be calculated based on the detected relative distance.
  • the vehicle when the relative distance between the electric vehicle and the vehicle or an obstacle existing in the traveling direction of the electric vehicle is reduced to a predetermined value or less, the vehicle is about to stop. Judging, the torque command value (motor torque command value Tm * ) is changed from the first torque command value (first torque target value Tm1 * ) to the second torque command value (second torque target value Tm2 * ). Switch. As a result, after decelerating by the first torque target value Tm1 * , the motor torque command value Tm * switched to the second torque target value Tm2 * for stopping the vehicle at the target stop position is converged to the disturbance torque. Therefore, smooth deceleration without acceleration and vibration can be realized at all times, and the vehicle can be stopped at the target stop position.
  • the magnitudes of the first torque command value and the second torque command value are compared, and the first torque command value is compared with the second torque command value.
  • the torque command value (motor torque command value Tm * ) is changed from the second torque command value (second torque target value Tm2 * ) to the first torque command value (first torque target value Tm1 *).
  • the second torque target value Tm2 * that stops the vehicle at the target stop position is switched to the first torque target value Tm1 * that is calculated according to the accelerator operation amount, so that the vehicle can run according to the driver's request. become.
  • the accelerator operation amount when the accelerator operation amount is reduced or becomes zero and the electric vehicle is about to stop, a vehicle or an obstacle existing in the traveling direction of the electric vehicle moves. If the target stop position and the position of the vehicle or obstacle are separated by a predetermined distance or more, the target angular velocity is set to zero.
  • the stop control of the present embodiment for stopping at the target stop position can be shifted to the conventional stop control in which the torque of the motor 4 is converged to the disturbance torque as the motor rotation speed decreases without considering the target stop position. it can.
  • the target stop position set before the vehicle in front moves is maintained, so that it is possible to avoid a situation in which the vehicle is stopped too far from the vehicle in front, which makes the driver feel uncomfortable. The vehicle can be stopped without causing it.
  • a predetermined limit value is applied to the target angular velocity (output value of the multiplier 604). As a result, it is possible to prevent the motor torque command value Tm * from suddenly fluctuating at the start of stop control.
  • the motor rotation speed ⁇ m used in the above-mentioned various calculations may be any angular velocity of the rotating body that correlates with the rotation speed of the drive shaft 8 that drives the electric vehicle, and may be changed as appropriate.
  • the wheel speed, the vehicle body speed, the rotation speed of the drive shaft, or the like may be used instead of the motor rotation speed ⁇ m.

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Abstract

電動車両の制御方法は、電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定し、駆動軸の回転速度に相関のある回転体の角速度を取得し、トルク指令値に基づいてモータに生じるトルクを制御し、電動車両が停止する際の目標停止位置を設定し、電動車両から目標停止位置までの距離に応じて回転体の目標角速度を算出し、目標角速度と取得した角速度との差分に基づいて、電動車両を目標停止位置に停止させるための第２のトルク指令値を算出する。そして、アクセル操作量が減少またゼロになり、かつ、電動車両が停車間際である場合には、第２のトルク指令値をトルク指令値に設定するとともに、目標停止位置までの距離に応じてモータの制駆動力を調整して、トルク指令値を外乱トルクに収束させる。

Description

電動車両の制御方法及び電動車両の制御装置
　本発明は、電動車両の制御方法及び電動車両の制御装置に関する。
　ＪＰ２０１５－１３３７９９Ａでは、電動車両の制御装置として、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、モータに車両を停止させるトルクを発生させる停止制御を実行する制御装置が開示されている。
　上述の停止制御では、モータに印加される外乱トルクを推定し、モータが発生するトルクを推定した外乱トルクに収束させる制御を行うことで、傾斜がある道路でも車両を停止させることができる。しかしながら、上述の停止制御は、自車両の前方に先行車両が存在する可能性が考慮されていないため、例えば先行車両が自車両よりも減速度が大きい等、先行車両の状態によっては先行車両に接近しすぎてしまうおそれがある。
　本発明は、自車両の前方に先行車両が存在する場合であっても、先行車両の状態によらず、自車両を適切な位置で停止できる技術を提供することを目的とする。
　本発明の一態様における電動車両の制御方法は、モータを走行駆動源とし、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る。この制御方法は、アクセル操作量を取得し、電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定し、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し、アクセル操作量に基づいて第１のトルク指令値を算出し、第１のトルク指令値をトルク指令値に設定し、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し、電動車両が停止する際の目標停止位置を設定し、電動車両から目標停止位置までの距離に応じて、回転体の目標角速度を算出し、目標角速度と取得した角速度との差分に基づいて、電動車両を目標停止位置に停止させるための第２のトルク指令値を算出する。そして、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である場合には、第２のトルク指令値をトルク指令値に設定するとともに、目標停止位置までの距離に応じてモータの制駆動力を調整して、トルク指令値を外乱トルクに収束させる。
　本発明の実施形態については、添付された図面とともに以下に詳細に説明する。
図１は、一実施形態の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。 図２は、一実施形態の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。 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、目標停止位置算出処理を実現するためのブロック図である。 図５は、車両の駆動力伝達系をモデル化した図である。 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。 図７は、モータ角速度Ｆ／Ｂトルクを算出する方法を説明するための図である。 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。 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。 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。 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と従来の制御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、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他の例を示すタイムチャートである。
　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。
　（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。
　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（以下単にモータ４と称する）を備え、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。
　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。
　モータコントローラ２は、車速Ｖ、アクセル開度θ、モータ４の回転子位相α、モータ４の電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ等の車両状態を示す信号、および、後述する相対距離やステアリングパドル操作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、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。
　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、モータ４に所望の電流を流す。
　モータ４は、例えば、三相交流モータにより実現される。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、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、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。
　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、モータ４の回転子位相αを検出する。
　電流センサ７は、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。
　カメラ１０は、車両の進行方向を撮像可能に構成され、進行方向に存在する車両や障害物と自車両との相対距離を計測する。ただし、カメラ１０は一例であって、これに限られない。カメラ１０に代えて、自車両と進行方向に存在する車両や障害物との相対距離を計測可能なセンサあるいはレーダを用いてもよい。またカメラ１０はステレオカメラであってもよい。なお、進行方向は、車両の前方だけでなく、車両後進時には後方も含む。したがって、車両が後進する際における進行方向を撮像するために、車両の前方だけでなく、後方を撮像可能なカメラを備えることが好ましい。なお、以下では、車両の進行方向を、便宜上前方と表現する。また、車両の進行方向に存在する車両を以下では前車と称する。
　ステアリングパドルＳＷ１１は、ドライバによるステアリングパドルの操作を検出する。
　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。
　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（％）、モータ４の回転子位相α（ｒａｄ）、モータ４の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）、並びにモータ４に供給される三相交流電流値ｉｕ、ｉｖ及びｉｗ、ステアリングパドル操作信号などのことである。また、モータコントローラ２は、後述する目標停止位置算出処理に係る制御演算に必要な相対距離を入力する。
　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。
　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。
　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。モータ４の回転速度Ｎｍ（ｒｐｍ）は、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。
　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。
　相対距離は、カメラ１０により計測された計測値を取得する。または、不図示の車両コントローラや他のコントローラより通信にて取得してもよい。なお、ＧＰＳ、レーダ、距離センサ、前車との車車間通信、あるいは路車間通信などを用いて相対距離を計測してもよい。
　ステアリングパドル操作信号は、ステアリングパドルＳＷ信号を取得するか、もしくは不図示の車両コントローラや他のコントローラより通信にて取得してもよい。
　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。
　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。
　ステップＳ２０３では、モータコントローラ２は目標停止位置算出処理を実行する。目標停止位置算出処理では、ステップＳ２０１でカメラ１０より取得した前車や障害物との相対距離と、ステアリングパドル操作信号とに基づき、目標停止位置を設定する。またアクセル開度θと前車との相対距離に基づいて、停止位置制御を介入させるか否かを判断し、停止位置制御を介入させる場合には、停止位置制御開始フラグを１に設定する。目標停止位置算出処理の詳細については後述する。
　ステップＳ２０４では、モータコントローラ２は、停止制御処理を実行する。停止制御処理では、ステップＳ２０３で設定した停止位置制御開始フラグに応じて、トルク目標値が設定される。モータコントローラ２は、停止位置開始フラグが０の時は、ステップＳ２０２で算出した第１のトルク目標値Ｔｍ１*を第３のトルク目標値Ｔｍ３*に設定し、停止位置開始フラグが１の時は、モータ回転速度の低下とともに外乱トルク推定手段で決まる外乱トルク推定値Ｔｄに収束する第２のトルク目標値Ｔｍ２*を第３のトルク目標値Ｔｍ３*に設定する。なお、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、路面の勾配に関わらず停車状態を保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。
　ステップＳ２０５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Ｓ２０４で算出した第３のトルク目標値Ｔｍ３*とモータ回転速度ωｍを入力し、駆動軸トルクの応答を犠牲にすることなく、トルク伝達系振動（駆動軸８のねじり振動など）を抑制する第６のトルク目標値Ｔｍ６*を算出する。制振制御処理の詳細については後述する。
　ステップＳ２０６では、モータコントローラ２は、ステップＳ２０５で算出した第６のトルク目標値Ｔｍ６*、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。
　ステップＳ２０７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。
　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、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。
　なお、モータコントローラ２が算出した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。
　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、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モータ４を駆動することができる。
　以下では、図２のステップＳ２０３で行われる目標停止位置算出処理の詳細について説明する。
　図４は、目標停止位置算出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。本実施形態の目標停止位置算出処理は、停止位置制御開始フラグ設定器１００１と、相対距離保持器１００２と、車間距離算出器１００３と、減算器１００４とを含んで構成される。
　停止位置制御開始フラグ設定器１００１（以下単にフラグ設定器１００１と称する）は、アクセル開度と相対距離とに応じて停止位置制御開始フラグを設定する停止位置制御開始フラグ処理を実行する。フラグ設定器１００１は、アクセル開度（操作量）がゼロ（全閉）、且つ、相対距離が所定値以内になった時に停止位置制御開始フラグを１に設定する。またフラグ設定器１００１は、アクセル開度がゼロ以外、且つ、相対距離が所定値以上となった時は、停止位置制御開始フラグを０に設定する。なお、ここでの所定値は、目標停止位置を設定しない従来の停止制御を実行した場合でも自車両の停車位置が前車や障害物に近づきすぎないと判断できる相対距離であって、例えば実験等により予め見出された値が適宜設定される。
　相対距離保持器１００２は、フラグ設定器１００１が設定した停止位置制御開始フラグが０から１に変化したタイミングで相対距離を保持する。保持された相対距離は、減算器１００４に出力される。このようなタイミングで相対距離を保持することにより、前車や障害物に対して一定の距離を保って停車することが可能となる。
　車間距離算出器１００３は、ドライバによるステアリングパドル操作量に応じて、前車や障害物との距離定数を変更し、停車時の相対距離目標値を算出する車間距離算出処理を実行する。距離定数とは、車両停車時における自車両と前車又は障害物との相対距離（車間距離）の目標値を算出するための定数である。本実施形態では、ドライバによるステアリングパドル操作で距離定数を変更することによって停車時の車間距離の目標値を任意に変更することができる。図４では、ステアリングパダリの操作量が増えるほど、車間距離の目標値が段階的に大きく設定される例が示されている。
　減算器１００４では、相対距離保持器１００２で算出された相対距離から車間距離算出器で算出された車間距離目標値を減算し、目標停止位置を算出する。算出された目標停止位置は、停止制御によって車両が停止する際に目標となる停止位置として、モータ角速度フィードバックトルク設定器５０１に出力される。
　次に、ステップＳ２０４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。
　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。
　　Ｊm       ：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 　　：車両に加えられる力（駆動力）
　　Ｖ  　：車両の速度（車体速度）
　　ωw       ：駆動輪の角速度
　そして、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　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、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
　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。
　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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000011
　ここで、上記式（１１）における各パラメータは次式（１２）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000012
　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(１３)により表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000013

　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。
　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(１４)により表わされる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　次に、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説明する。
　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、モータ角速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１と、外乱トルク推定器５０２と、減算器５０３と、トルク比較器５０４とが示されている。
　モータ角速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、検出されたモータ回転速度ωｍと、後述する目標停止位置算出処理にて算出された目標停止位置と、停止位置制御開始フラグ処理にて設定された停止位置制御開始フラグとに基づいて、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モータ角速度フィードバックトルクＴω（以下、モータ角速度Ｆ／ＢトルクＴωと呼ぶ）を算出する。詳細は図７を参照して説明する。
　図７は、モータ角速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１がモータ角速度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。
　モータ角速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１は、単位変換器６０１と、積分器６０２と、減算器６０３、６０７と、乗算器６０４、６０９と、上下限リミット６０５と、回転速度切替器６０６と、制御ブロック６０８とを備える。
　単位変換器６０１は、モータ回転速度ωｍにゲインｋ２を乗じることにより単位変換（ｒａｄ／ｓ→ｍ／ｓ）を行う。
　積分器６０２は、単位変換器６０１によって単位変換処理されたモータ回転速度ωｍに積分処理を施すことにより、停止制御開始後の移動距離を算出する。なお、積分器６０２は、停止位置制御開始フラグが０から１に変化したタイミングで初期化される。
　減算器６０３は、目標停止位置と、停止制御開始後の移動距離との偏差を算出する。算出された偏差は乗算器６０４に入力される。
　乗算器６０４は、入力された偏差にゲインｋ１を乗算することによって、偏差に応じた回転速度を算出する。
　上下限リミット６０５は、乗算器６０４で算出された回転速度に上下限リミットを施す。上限リミット値としては、停止制御開始フラグが０から１に変化した時のモータ回転速度が設定されてよい。さらに、下限リミット値としては、車両の後退を抑止するために０が設定されてよい。
　回転速度切替器６０６は、停止制御開始フラグの状態に応じて、上下限リミット６０５から出力される回転速度に回転速度切替処理を施し、第１のモータ回転速度目標値を算出する。停止制御開始フラグが１の時は、上下限リミット６０５から出力される回転速度を第１のモータ回転速度目標値に設定する。停止制御開始フラグが０の時は、第１のモータ回転速度目標値を０に設定する。
　減算器６０７は、第１のモータ回転速度目標値とモータ回転数ωｍの偏差を演算し、第２のモータ回転速度目標値を算出する。算出された第２のモータ回転速度目標値は、制御ブロック６０８に入力される。なお、図中において減算器６０７の近傍に示す＋、－の位置は入れ替えてもよく、適宜設定されてよい。
　制御ブロック６０８は、上記式（１３）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６０８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。
　なお、式(１３)の伝達特性Ｇωｖ（ｓ）は、次式（１５）のように近似することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000015
　このため、制御ブロック６０８は、式（１３）の伝達特性Ｇωｖ（ｓ）に代えて、式（１５）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（１３）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。
　なお、上式（１５）中の時定数τωｖに代えて、式(１４)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。
　また、上記式（１４）に代えて、複素平面上で原点から遠い極αを近似した特性である次式（１６）を使用しても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000016
　また、制御ブロック６０８は、モータ回転速度ωｍから推定車体速度Ｖ＾と、駆動力ＦからモータトルクＴｍまでの伝達特性を表す上式（１６）を考慮し、次式（１７）の伝達特性ＧωＶ(ｓ)によってフィルタリング処理を行うように構成されても良い。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　なお、上式（１７）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。
　そして、乗算器６０９において、制御ブロック６０８から出力される推定車体速度Ｖ＾にゲインｋｖｒｅｆが乗じられることで、角速度フィードバックトルクＴωが算出される。ただし、ゲインｋｖｒｅｆは、０よりも大きい値（ｋｖｒｅｆ＞０）が設定されるものとする。
　続いて、図６に示す外乱トルク推定器５０２について説明する。外乱トルク推定器５０２は、モータ回転速度ωｍとモータトルク指令値Ｔｍ*に基づき、外乱トルク推定値Ｔｄを算出する。詳細は図８を用いて説明する。
　図８は、モータ回転速度ωｍ及びモータトルク指令値Ｔｍ*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。
　外乱トルク推定器５０２は、制御ブロック７０１と、制御ブロック７０２と、減算器７０３と、を備える。
　制御ブロック７０１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。
　制御ブロック７０１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。
　制御ブロック７０２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、モータトルク指令値Ｔｍ*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。
　減算器７０３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７０３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。
　なお、本実施形態における外乱トルク推定値Ｔｄは、図８で示す外乱オブザーバにより推定されるが、例えば車両前後Ｇセンサ等の計測器を用いて推定されてもよい。
　ここで、車両に作用する外乱としては、空気抵抗、乗員数や積載量に起因する車両質量の変動によるモデル化誤差、タイヤの転がり抵抗、路面の勾配抵抗等が考えられるが、停車間際やイニシャルスタート時に支配的となる外乱要因は勾配抵抗である。外乱要因は運転条件により異なるが、外乱トルク推定器５０２は、モータトルク指令値Ｔｍ*と、モータ回転速度ωｍと、制振制御のアルゴリズムと車両モデルＧｐ（ｓ）から導かれる伝達特性Ｇr（ｓ）とに基づいて外乱トルク推定値Ｔdを算出するので、上述した外乱要因を一括して推定することができる。これにより、いかなる運転条件においても、減速からの滑らかな停車を実現することができる。
　図６に戻って説明を続ける。減算器５０３は、モータ角速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１からのモータ角速度Ｆ／ＢトルクＴωと、外乱トルク推定器５０２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。
　トルク比較器５０４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、第１のトルク目標値Ｔｍ１*に対して第２のトルク目標値Ｔｍ２*が大きいと判断した場合、又は、停止位置制御開始フラグ設定器１００１にて算出した停止制御開始フラグの状態が１の時は、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*に切替えることにより停止制御を実行する。また、トルク比較器５０４は、第２のトルク目標値Ｔｍ２*に対して第１のトルク目標値Ｔｍ１*が大きいと判断した場合、又は、停止位置制御開始フラグ処理器１００１にて算出した停止位置制御開始フラグの状態が０の時は、停車間際ではないと判断して、第３のトルク目標値Ｔｍ３*を第２のトルク目標値Ｔｍ２*から第１のトルク目標値Ｔｍ１*に切替える。なお、停車状態を維持するため、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に収束する。
　次に、図２のステップＳ２０５で行われる制振制御処理の詳細について説明する。
　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。
　図９には、Ｆ／Ｆ補償器として制御ブロック８０１が示され、Ｆ／Ｂ補償器として、加算器８０５と、制御ブロック８０２と、減算器８０６と、制御ブロック８０３と、乗算器８０４とが示されている。
　制御ブロック８０１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。
　制御ブロック８０１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。
　加算器８０５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補償器を構成する乗算器８０４の出力を加算して、第６のトルク目標値Ｔｍ６*を出力する。
　制御ブロック８０２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８０２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。
　減算器８０６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８０６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。
　制御ブロック８０３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８０６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。
　制御ブロック８０３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。
　乗算器８０４は、制御ブロック８０３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８０５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。
　次に、制御ブロック８０３が有する伝達特性Ｈ２（ｓ）について説明する。
　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。
　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。
　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（１８）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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000018
　ただし、τL＝１／（２πｆHC）、ｆHC＝ｋ・ｆp、τH＝１／（２πｆLC）、ｆLC＝ｆp／ｋである。
　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Ｓ２０５の制振制御処理を実行しなくても良い。
　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を参照して説明する。図１１（ａ）は平坦路で、図１１（ｂ）は登坂路で、図１１（ｃ）は、降坂路で停止制御を実行した場合のタイムチャートを示す。いずれも、破線は従来の停止制御（従来例）、実線は本実施形態の停止制御（実施例）を表している。また、図１２は、本実施形態の停止制御中に前車が移動した場合に従来例に移行した場合のタイムチャートを示す。また、図１１、図１２ともに、上から、モータトルク指令値、モータ回転速度、および自車両の位置を示す。
　図１１（ａ）に示す平坦路における従来例では、時刻ｔ０にてドライバのアクセル開度操作量がゼロとなり、停止制御開始と判断され、時刻ｔ３にかけて停止制御によってモータ回転速度が漸近的にゼロに収束している。
　従来例は、前車や障害物との相対距離に依らず、モータトルクは一意に決まっているため回生トルクは小さい。その結果、時刻ｔ２では前車や障害物との相対距離が０となり、追突してしまうことが分かる。このように、従来例ではドライバの意図する目標停止位置に停止することができない。
　一方、本発明にかかる実施例では、時刻ｔ０にてドライバのアクセル開度操作量がゼロとなり、停止制御開始と判断して停止制御が開始されており、時刻ｔ１にかけて前車や障害物との相対距離に応じてモータ回生トルクを大きく設定できるため、時刻ｔ３では前車や障害物との相対距離を確保しながら滑らかな停車を実現できていることが分かる。
　図１１（ｂ）に示す登坂路における従来例では、時刻ｔ０にてドライバのアクセル操作量がゼロとなり、停止制御開始と判断され、時刻ｔ３にかけて停止制御によってモータ回転速度が漸近的にゼロに収束している。
　従来例は、時刻ｔ１にてモータ回生トルクを大きく設定しているので、停止するまでの時間が短くなっている。このため、モータ回転速度がゼロに収束した時の位置（自車の停車位置）が、前車や障害物の位置に対してはるか手前で止まっており、ドライバの意図する目標停止位置に停止することができない。
　一方、実施例では、時刻ｔ０にてドライバのアクセル開度操作量がゼロとなり、停止制御開始と判断して停止制御が開始されており、時刻ｔ２にかけて前車や障害物との相対距離に応じてモータ回生トルクを小さく設定できるため、時刻ｔ４では前車や障害物との相対距離を確保しながら滑らかな停車を実現できていることが分かる。
　図１１（ｃ）に示す降坂路における従来例では、時刻ｔ０にてドライバのアクセル操作量がゼロとなり、停止制御開始と判断され、時刻ｔ２にかけて停止制御によってモータ回転速度が漸近的にゼロに収束している。
　従来例では、前車や障害物との相対距離に依らず、モータトルクは一意に決まっているため、回生トルクが小さく、時刻ｔ２では前車や障害物との相対距離が０に近くなっており、追突のおそれがあることが分かる。結果、従来例では、ドライバの意図する目標停止位置に停止することができない。
　一方、実施例では、時刻ｔ０にてドライバのアクセル開度操作量がゼロとなり、停止制御開始と判断して停止制御が開始されており、時刻ｔ１にかけて前車や障害物との相対距離に応じてモータ回生トルクを大きく設定できるため、時刻ｔ２では前車や障害物との相対距離を確保しながら滑らかな停車を実現できていることが分かる。
　このように、本発明にかかる実施例によれば、ドライバの意図する停止位置、すなわち目標停止位置に自車両を停車させることができる。
　図１２は、本実施形態にかかる停止制御中に前車が移動した場合の挙動を示す。なお、時刻ｔ１以降の実線は、従来の停止制御に移行した場合の挙動を示し、時刻ｔ１以降の破線は、従来の停止制御に移行しなかった場合の挙動を示している。
　なお、本実施形態における停止制御中において従来の停止制御に移行する場合には、第１のモータ回転速度目標値（目標角速度）の値をゼロにすればよい、より具体的には、停止制御中において、上述したモータ角速度Ｆ／Ｂトルク設定器５０１が有する回転速度切替器６０６の出力をゼロにすることによって、目標停止位置を考慮せず、モータ４のトルクをモータ回転速度の低下とともに外乱トルクに収束させる従来の停止制御に移行することができる。
　図では、時刻ｔ０にて前車が移動を開始している。そして、時刻ｔ１で目標停止位置と前車の距離とが所定値を超えたため、目標停止位置を設定しない従来の停止制御に移行している。このように、時刻ｔ１移行に従来の停止制御に移行して、減速度を従来例と同等にすることにより、移動後の前車の位置に対して、ドライバに違和感を生じさせることなく停車することができる。
　このように、本実施形態を適用することによって、前車や障害物との相対距離に応じた目標停止位置に車両を滑らかに停車させることができる。
　以上、一実施形態の電動車両の制御方法は、モータを走行駆動源とし、モータ４の回生制動力により減速する電動車両の制御方法である。この制御方法は、アクセル操作量を取得し、電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定し、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（モータ回転速度ωｍ）を取得し、アクセル操作量に基づいて第１のトルク指令値（第１のトルク目標値Ｔｍ１*）を算出し、第１のトルク指令値をトルク指令値（モータトルク指令値Ｔｍ*）に設定し、トルク指令値に基づいてモータ４に生じるトルクを制御し、電動車両が停止する際の目標停止位置を設定し、電動車両から目標停止位置までの距離に応じて回転体の目標角速度（第１のモータ回転速度目標値）を算出し、目標角速度と取得した角速度との差分に基づいて、電動車両を目標停止位置に停止させるための第２のトルク指令値（第２のトルク目標値Ｔｍ２*）を算出する。そして、アクセル操作量が減少またゼロになり、かつ、電動車両が停車間際である場合には、第２のトルク指令値をトルク指令値に設定するとともに、目標停止位置までの距離に応じてモータ４の制駆動力を調整して、トルク指令値を外乱トルク推定値Ｔｄに収束させる。
　これにより、目標停止位置までの距離に応じて目標角速度を算出し、当該目標角速度に応じてモータトルクを制御することができるので、ドライバの所望の位置に自車両を停止させることが可能となる。
　また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、目標停止位置は、電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離から所定の距離を減じて算出される。これにより、前車との車間距離に応じて目標停止位置が設定されるので、例えば前車の減速度が増加した場合であっても、車両停止時に前車に追突する可能性を軽減することができる。また、このように制御されることにより、ドライバがブレーキペダルを踏み換え操作する必要性が低減されるので、ドライバビリティが向上し、車両の商品価値を高めることができる。また、目標停止位置が車両又は障害物との相対距離から所定の距離を減じて算出されることにより、前車や障害物に対して一定の距離を保って停車することが可能となる。
　また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、上記の所定の距離は、電動車両の停止時における当該電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離の目標値であって、ドライバによって変更可能に設定される。これにより、停車時における自車両から前車又は障害物までの距離をドライバが任意に変更することが可能となる。
　また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離は、距離を測定可能なセンサ、レーダ、又はカメラ１０を用いて検出する。これにより、自車両との相対距離を検出することができるので、検出した相対距離に基づいて目標停止位置を算出することが可能となる。
　また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離が所定値以下に低下した場合には、停車間際と判断して、トルク指令値（モータトルク指令値Ｔｍ*）を第１のトルク指令値（第１のトルク目標値Ｔｍ１*）から第２のトルク指令値（第２のトルク目標値Ｔｍ２*）に切替える。これにより、第１のトルク目標値Ｔｍ１*によって減速した後、車両を目標停止位置に停止させるための第２のトルク目標値Ｔｍ２*に切替わったモータトルク指令値Ｔｍ*が外乱トルクに収束されるので、加速度振動の無い常に滑らかな減速を実現することができ、かつ、車両を目標停止位置に停車させることができる。
　また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、第１のトルク指令値と第２のトルク指令値の大きさを比較し、第２のトルク指令値に対して第１のトルク指令値が大きい場合には、トルク指令値（モータトルク指令値Ｔｍ*）を第２のトルク指令値（第２のトルク目標値Ｔｍ２*）から第１のトルク指令値（第１のトルク目標値Ｔｍ１*）に切替える。これにより、車両を目標停止位置に停止させる第２のトルク目標値Ｔｍ２*からアクセル操作量に応じて算出される第１のトルク目標値Ｔｍ１*に切り替わるので、ドライバの要求に応じた走行が可能になる。
　また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、アクセル操作量が減少またゼロになり、かつ、電動車両が停車間際である場合に電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物が移動することにより目標停止位置と当該車両又は障害物の位置とが所定距離以上離れた場合には、目標角速度をゼロに設定する。これにより、目標停止位置に停止させる本実施形態の停止制御から、目標停止位置を考慮せず、モータ４のトルクをモータ回転速度の低下とともに外乱トルクに収束させる従来の停止制御に移行することができる。その結果、前車が移動する前に設定された目標停止位置が維持されることで、前車から離れすぎた位置に車両を停止させるような事態を回避することができるので、ドライバに違和感を生じさせずに車両を停止させることができる。
　また、一実施形態の電動車両の制御方法によれば、目標角速度（乗算器６０４の出力値）には、所定のリミット値が施される。これにより、停止制御開始時にモータトルク指令値Ｔｍ*が急激に変動することを抑制することができる。
　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態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。
　例えば、上述の各種演算に用いたモータ回転速度ωｍは、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であればよく、適宜変更されてよい。例えば、上述の各種演算に用いるパラメータとして、モータ回転速度ωｍに代えて、車輪速や車体速度、又はドライブシャフトの回転速度等を用いてもよい。

Claims (9)

  1. 　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、
    　アクセル操作量を取得し、
    　前記電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定し、
    　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し、
    　前記アクセル操作量に基づいて第１のトルク指令値を算出し、
    　前記第１のトルク指令値をトルク指令値に設定し、
    　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し、
    　前記電動車両が停止する際の目標停止位置を設定し、
    　前記電動車両から前記目標停止位置までの距離に応じて、前記回転体の目標角速度を算出し、
    　前記目標角速度と取得した前記角速度との差分に基づいて、前記電動車両を前記目標停止位置に停止させるための第２のトルク指令値を算出し、
    　前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際である場合には、前記第２のトルク指令値を前記トルク指令値に設定するとともに、前記目標停止位置までの距離に応じて前記モータの制駆動力を調整して、前記トルク指令値を前記外乱トルクに収束させる、
    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、
    　前記目標停止位置は、前記電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離から所定の距離を減じて算出される、
    電動車両の制御方法。
  3. 　請求項２に記載の電動車両の制御方法において、
    　前記所定の距離は、前記電動車両の停止時における当該電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離の目標値であって、ドライバによって変更可能に設定される、
    電動車両の制御方法。
  4. 　請求項２または３に記載の電動車両の制御方法において、
    　前記電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離は、距離を測定可能なセンサ、レーダ、又はカメラを用いて検出する、
    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、
    　前記電動車両と、当該電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物との相対距離が所定値以下に低下した場合には、前記停車間際と判断して、前記トルク指令値を前記第１のトルク指令値から前記第２のトルク指令値に切替える、
    電動車両の制御方法。
  6. 　請求項５に記載の電動車両の制御方法において、
    　前記第１のトルク指令値と前記第２のトルク指令値の大きさを比較し、
    　前記第２のトルク指令値に対して前記第１のトルク指令値が大きい場合には、前記トルク指令値を前記第２のトルク指令値から前記第１のトルク指令値に切替える、
    電動車両の制御方法。
  7. 　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方法において、
    　前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際である場合に前記電動車両の進行方向に存在する車両又は障害物が移動することにより前記目標停止位置と当該車両又は障害物の位置とが所定距離以上離れた場合には、
    　前記目標角速度をゼロに設定する、
    電動車両の制御方法。
  8. 　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方法において、
    　前記目標角速度には、所定のリミット値が施される、
    電動車両の制御方法。
  9. 　モータと、前記モータを制御するコントローラとを備える電動車両の制御装置であって、
    　前記コントローラは、
    　　アクセル操作量を取得し、
    　　前記電動車両の車体に作用する外乱トルクを推定し、
    　　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し、
    　　前記アクセル操作量に基づいて第１のトルク指令値を算出し、
    　　前記第１のトルク指令値をトルク指令値に設定し、
    　　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し、
    　　前記電動車両が停止する際の目標停止位置を設定し、
    　　前記電動車両から前記目標停止位置までの距離に応じて、前記回転体の目標角速度を算出し、
    　　前記目標角速度と取得した前記角速度との差分に基づいて、前記電動車両を前記目標停止位置に停止させるための第２のトルク指令値を算出し、
    　　前記アクセル操作量が減少またはゼロになり、かつ、前記電動車両が停車間際である場合には、前記第２のトルク指令値を前記トルク指令値に設定するとともに、前記目標停止位置までの距離に応じて前記モータの制駆動力を調整して、前記トルク指令値を前記外乱トルクに収束させる、
    電動車両の制御装置。
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