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【発明の名称】 電気自動車およびハイブリッド電気自動車の制御装置
【発明者】 【氏名】井上 知之

【氏名】池田 英俊

【氏名】安西 清治
【要約】 【課題】応答無駄時間や応答遅れが大きい機械ブレーキ力の制御を電動機制御と併用して要求ブレーキ力を応答性よく発生させ、駆動系振動を抑制してドラバビリティを向上させた電気自動車の制御装置を得る。

【解決手段】要求ブレーキ力Ｔｂ＊に応じて電動機回生ブレーキ力と機械ブレーキ力とを第１、第２の目標値Ｔｍ＊、Ｔｈ＊に制御するブレーキ力制御手段を備え、ブレーキ力制御手段は、要求ブレーキ力から第１の目標値を減算して第２の目標値を設定する手段５６と、要求ブレーキ力および速度情報Ｖｍに基づいてモデル車速Ｖｍｍを演算する手段５３と、モデル車速と速度情報との差に応じて、第１のブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊を補正する第１のブレーキ力目標値補正手段５４、５７、５８とを含む。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両を駆動するための電動機と、前記車両または前記電動機の速度情報を検出する速度情報検出手段と、前記車両を制動するための機械ブレーキ手段と、要求ブレーキ力に応じて、前記電動機による回生ブレーキ力と前記機械ブレーキ手段による機械ブレーキ力とを、それぞれ第１および第２のブレーキ力目標値に制御するブレーキ力制御手段とを備えた電気自動車の制御装置において、前記ブレーキ力制御手段は、前記要求ブレーキ力から前記第１のブレーキ力目標値を減算して前記第２のブレーキ力目標値を設定する第２のブレーキ力目標値設定手段と、前記要求ブレーキ力および前記速度情報に基づいて、車両モデルの速度をモデル車速として演算する車両モデル演算手段と、前記モデル車速と前記速度情報との差に応じて、前記第１のブレーキ力目標値を補正する第１のブレーキ力目標値補正手段とを含むことを特徴とする電気自動車の制御装置。
【請求項２】 前記ブレーキ力制御手段は、前記モデル車速と前記速度情報との差に応じて、前記第２のブレーキ力目標値を補正する第２のブレーキ力目標値補正手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の電気自動車の制御装置。
【請求項３】 前記第２のブレーキ力目標値補正手段は、前記モデル車速と前記速度情報との差に応じたローパスフィルタ演算によりトルク定常誤差補償値を生成するトルク定常誤差補償手段を含み、前記トルク定常誤差補償値により、前記第２のブレーキ力目標値を補正することを特徴とする請求項２に記載の電気自動車の制御装置。
【請求項４】 前記速度情報検出手段は、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段により構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
【請求項５】 前記速度情報検出手段は、前記車両の速度を車速として検出する車速検出手段により構成されたことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の電気自動車の制御装置。
【請求項６】 車両を駆動するための電動機および内燃機関と、前記車両または前記電動機の速度情報を検出する速度情報検出手段と、要求駆動力に応じて、前記電動機および前記内燃機関による駆動力をそれぞれ第１および第２の駆動力目標値に制御する駆動力制御手段とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置において、前記駆動力制御手段は、前記要求駆動力および前記速度情報に基づいて、車両モデルの速度をモデル車速として演算する車両モデル演算手段と、前記モデル車速と前記速度情報との差に応じて前記第１の駆動力目標値を補正する第１の駆動力目標値補正手段とを含むことを特徴とするハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項７】 前記車両を制動するための機械ブレーキ手段と、要求ブレーキ力に応じて、前記電動機による回生ブレーキ力と前記機械ブレーキ手段による機械ブレーキ力とを、それぞれ第１および第２のブレーキ力目標値に制御するブレーキ力制御手段とを備え、前記ブレーキ力制御手段は、前記要求ブレーキ力から前記第１のブレーキ力目標値を減じて前記第２のブレーキ力目標値を設定する第２のブレーキ力目標値設定手段と、前記要求ブレーキ力および前記速度情報に基づいて第２のモデル車速を演算する第２のモデル車速演算手段と、前記第２のモデル車速と前記速度情報との差に応じて前記第１および第２のブレーキ力目標値のうちの少なくとも前記第１のブレーキ力目標値を補正するブレーキ力目標値補正手段とを含むことを特徴とする請求項６に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項８】 前記駆動力制御手段は、前記モデル車速と前記速度情報との差に応じて前記第２の駆動力目標値を補正する第２の駆動力目標値補正手段を含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項９】 前記第２の駆動力目標値補正手段は、前記モデル車速と前記速度情報との差に応じたローパスフィルタ演算によりトルク定常誤差補償値を生成するトルク定常誤差補償手段を含み、前記トルク定常誤差補償値により、前記第２の駆動力目標値を補正することを特徴とする請求項８に記載の電気自動車の制御装置。
【請求項１０】 前記速度情報検出手段は、前記電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段により構成されたことを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれかに記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【請求項１１】 前記速度情報検出手段は、前記車両の速度を車速として検出する車速検出手段により構成されたことを特徴とする請求項６から請求項９までのいずれかに記載のハイブリッド電気自動車の制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電動機を備えた車両のブレーキ力制御または電動機および内燃機関を備えた車両の駆動力制御を行う電気自動車およびハイブリッド電気自動車の制御装置に関し、特に応答無駄時間や応答遅れが大きい機械ブレーキ力の制御または内燃機関による駆動力の制御を電動機制御と併用して、要求ブレーキ力または要求駆動力を応答性よく発生させることにより、駆動系の振動を抑制してドラバビリティを向上させた電気自動車およびハイブリッド電気自動車の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、電気自動車においては、エネルギー効率を向上させるために、制動時に回生ブレーキ制御が行われている。このような回生ブレーキ制御においては、電動機が発電機として機能し、回収されたブレーキエネルギーは電池に充電される。
【０００３】しかし、車載電池が鉛電池やニッケル水素電池などの場合には、もし過充電されると、電解液の電気分解によりガスが発生して電池寿命が短くなってしまう。そこで、回生ブレーキ時の過充電を避けるために、回生ブレーキ力を上限値以下に抑制しなければならない。
【０００４】また、電動機の定格出力などによっても、回生ブレーキ力の上限値は制限を受ける。このように、回生ブレーキ力が制限されることから、車両操縦者の要求ブレーキ力が回生ブレーキ力の上限値を越えた場合には、要求ブレーキ力に対する不足分を油圧ブレーキによる機械ブレーキ力によって補う必要がある。
【０００５】したがって、たとえば電気自動車のブレーキ力制御においては、電動機による回生ブレーキ力と油圧ブレーキによる機械ブレーキ力とを協調制御して所望の要求ブレーキ力を発生させる制御装置が提案されている。
【０００６】図１１はたとえば特開平９−７４６０５号公報に記載された従来の電気自動車の回生ブレーキ力制御装置の概略構成を示すブロック図であり、電動機制御装置に含まれるブレーキ力目標値演算部および電流制御演算部の機能構成を示している。
【０００７】なお、図１１には示されていないが、電気自動車の制御装置として、車両を駆動するための電動機と、車両を制動するための機械ブレーキ手段（たとえば、油圧ブレーキ）とが設けられている。
【０００８】１はアクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度Ａｃを検出するアクセル開度検出器、２はブレーキペダルの操作量すなわちブレーキ開度Ｂｒを検出するブレーキ開度検出器、６は電動機（図示せず）の回転速度Ｖｍを検出する回転速度検出器である。
【０００９】１２は機械ブレーキ力制御装置であり、たとえば油圧ブレーキからなる機械ブレーキ（図示せず）による機械ブレーキ力を制御する。４１は電動機制御装置を構成する電流制御演算部であり、電動機を駆動する電力変換器（図示せず）に対するＰＷＭ（パルス幅変調）信号を生成する。
【００１０】５０は電動機制御装置を構成するブレーキ力目標値演算部であり、要求ブレーキ力（総合目標値）Ｔｂ＊を演算する要求ブレーキ力演算部５１と、回生ブレーキ力の目標値Ｔｍ＊を演算する回生ブレーキ力目標値演算部５２と、要求ブレーキ力と回生ブレーキ力目標値との差をとる減算手段５６とを備えている。
【００１１】ブレーキ力目標値演算部５０は、アクセル開度Ａｃ、ブレーキ開度Ｂｒおよび回転速度Ｖｍに基づく演算処理により、機械ブレーキ力制御装置１２に対する機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊と、電流制御演算部４１に対する回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊とを生成する。
【００１２】要求ブレーキ力演算部５１は、車両操縦者によるアクセル踏み込み量を示すアクセル開度Ａｃと、ブレーキ踏み込み量を示すブレーキ開度Ｂｒと、電動機の回転速度Ｖｍを入力情報として、あらかじめ設定されたマップを読み込むことにより、車両操縦者の要求に応じた総合目標値となる要求ブレーキ力Ｔｂ＊を演算する。
【００１３】回生ブレーキ力目標値演算部５２は、回生ブレーキ力の上限値を設定する上限値設定部５２ａと、要求ブレーキ力Ｔｂ＊と上限値とのうちの最小値を回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊として選択出力する最小値選択部５２ｂとを含む。
【００１４】回生ブレーキ力目標値演算部５２内の上限値設定部５２ａは、電池状態により過充電されない充電電力上限値と、電動機の定格出力による回生トルク上限値とから、回生ブレーキ力の制御目標を制限する上限値を決定する。これにより、回生ブレーキ力目標値演算部５２は、上限値以下の回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊を初期値として出力する。
【００１５】これと同時に、ブレーキ力目標値演算部５０内の減算手段５６は、要求ブレーキ力Ｔｂ＊から初期の回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊を減算した値を、機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊として、機械ブレーキ力制御装置１２に出力する。
【００１６】ブレーキ力目標値演算部５０は、機械ブレーキ力制御装置１２および電流制御演算部４１と関連してブレーキ制御手段を構成しており、要求ブレーキ力Ｔｂ＊に応じて、電動機による回生ブレーキ力と機械ブレーキ手段による機械ブレーキ力とを、各ブレーキ力目標値Ｔｈ＊およびＴｍ＊に振り分けて制御する。
【００１７】このとき、電動機による回生ブレーキ力は、電池状態などから制限された値となる。また、要求ブレーキ力Ｔｂ＊のうち、回生ブレーキ力の制御目標の上限値を上回る分は、機械ブレーキ力によって補われる。
【００１８】したがって、回生ブレーキ力と機械ブレーキ力との合計ブレーキ力は、回生ブレーキ力を制限しているにもかかわらず、要求ブレーキ力Ｔｂ＊を目標として制御されることになる。
【００１９】このように、要求ブレーキ力Ｔｂ＊を電動機回生ブレーキ力と機械ブレーキ力とに配分することができるが、たとえば油圧ブレーキで実現される機械ブレーキ力の制御は、電動機による回生ブレーキ力の制御に比べて、応答無駄時間や応答遅れ時間が大きい。
【００２０】したがって、回生ブレーキ力の目標値Ｔｈ＊と機械ブレーキ力の目標値Ｔｍ＊との和が要求ブレーキ力Ｔｂ＊となるように構成しても、実際に発生する総合ブレーキ力が要求ブレーキ力Ｔｂ＊と一致しないので、ドライバビリティを損なう欠点がある。
【００２１】特に、要求ブレーキ力Ｔｂ＊が回生ブレーキ力の上限値を超えて機械ブレーキ力が発生し始める場合には、回生ブレーキ力の制限によって一旦ブレーキ力の上昇が止まった後、機械ブレーキ力が急激に発生することにより、振動などのショックを生じる欠点がある。
【００２２】また、電気自動車の駆動系は、等価的に、柔らかいドライブシャフトの両端に電動機慣性と車両慣性を接続した「ねじり共振系」と考えることができるので、急激なブレーキ力の変化は、ダンピングの小さな「ねじり共振系」を加振することになり、一旦発生した振動がなかなか減衰しないという欠点がある。
【００２３】図１２および図１３は各ブレーキ力および車両運動の時間変化を示す説明図であり、図１２はゆっくりとブレーキを踏み込んだ場合の動作例、図１３は速くブレーキを踏み込んだ場合の動作例をそれぞれ示している。
【００２４】図１２および図１３において、それぞれ上から順に、要求ブレーキ力Ｔｂ＊、電動機による回生ブレーキ力、油圧ブレーキによる機械ブレーキ力、車両加速度、電動機回転速度Ｖｍ（車速Ｖｒ）の時間変化が示されており、各ブレーキ力を負方向のトルクとして示している。
【００２５】図１２においては、ブレーキペダルの遅い踏み込み操作により、ブレーキペダルを踏み込んだ時刻（０秒）から１秒後までの間に、１０[Ｎ・ｍ]のブレーキ力Ｔｂ＊が要求されている。
【００２６】この要求ブレーキ力Ｔｂ＊に応じて、電動機による回生ブレーキ力が増加するが、回生ブレーキ力の上限値（＝５[Ｎ・ｍ]）で制限されるので、回生ブレーキ力の発生開始時刻（０秒）から０．５秒後に、上限値で一定となる。
【００２７】なお、電動機による回生ブレーキ力は、応答性が十分に速く、回生ブレーキ力の目標値と実際の回生ブレーキ力とがほぼ一致するので、図１２において、実線のように重なって見える。
【００２８】上記のように、０．５秒経過後に回生ブレーキ力が上限値で制限されるので、油圧ブレーキによる機械ブレーキ力の目標値（破線参照）は、０．５秒経過後の時刻から増加を開始する。
【００２９】しかし、油圧ブレーキは応答が遅いので、実際の機械ブレーキ力（実線）は、目標値（破線）よりもわずかに遅れて立ち上がり始める。したがって、車両操縦者の要求通りにブレーキ力が発生しないので、車両加速度は、０．５秒経過後の時点から、車両減速度（負方向への加速度）の増加が滞ってしまう。
【００３０】この結果、機械ブレーキ力の遅れに起因して、図１２のように、車両減速度の遅れ時間τが発生し、ドライバビリティが低下する。
【００３１】一方、図１３においては、ブレーキペダルの速い踏み込み操作により、ブレーキペダルを踏み込んだ時刻（０秒）から０．２秒後に、１０[Ｎ・ｍ]のブレーキ力Ｔｂ＊が要求されている。
【００３２】この要求ブレーキ力Ｔｂ＊に応じて、電動機による回生ブレーキ力が増加するが、回生ブレーキ力の上限値（＝５[Ｎ・ｍ]）で制限されるので、回生ブレーキ力の発生開始時刻（０秒）から０．１秒後に、上限値で一定となる。
【００３３】また、電動機の回生ブレーキ力が制限された時点（０．１秒後）から、油圧ブレーキによる機械ブレーキ力の目標値（破線）が増加するが、応答遅れにより、実際の機械ブレーキ力（実線）は、立ち上がりが遅れるとともに、急な立ち上がりにより振動的になっている。
【００３４】また、速いブレーキ操作時のブレーキ力の速い立ち上がりにより、電気自動車の駆動系（ねじり共振系）が加振され、車両加速度および電動機回転速度Ｖｍにおいて、約４Ｈｚの共振周波数のねじり振動が見られる。この振動は、ねじり共振系のダンピングが小さいので、なかなか減衰せずに、ドライバビリティが悪化を招くことになる。
【００３５】なお、ここでは電気自動車の制動制御を例にとって、回生ブレーキ力と機械ブレーキ力との協調制御について説明したが、ハイブリッド電気自動車の駆動制御において、電動機による駆動力と内燃機関（エンジン）による駆動力とを協調制御する場合にも同様の問題が生じる。
【００３６】すなわち、内燃機関による駆動力制御は、電動機による駆動力制御に比べて、応答無駄時間や応答遅れ時間が大きく、電動機による駆動力の目標と内燃機関による駆動力の目標の和が要求駆動力となるように構成しても、実際に発生するトータルの駆動力が要求駆動力と一致しないので、ドライバビリティを損なう欠点がある。
【００３７】また、内燃機関による駆動力は、点火行程毎の間欠燃焼によってトルクを発生させているので、トルク変動が発生する。このような駆動力の変動は、前述と同様に、ダンピングの小さな「ねじり共振系」を加振することになり、一旦発生した振動がなかなか減衰しないという欠点がある。
【００３８】
【発明が解決しようとする課題】従来の電気自動車およびハイブリッド電気自動車の制御装置は以上のように、制動制御においては、機械ブレーキ力制御が回生ブレーキ力制御に比べて応答無駄時間や応答遅れ時間が大きいことから、回生ブレーキ力目標値Ｔｈ＊と機械ブレーキ力目標値Ｔｍ＊との和が要求ブレーキ力Ｔｂ＊となるように構成しても、実際に発生する総合ブレーキ力が要求ブレーキ力Ｔｂ＊と一致しないので、振動ショックなどが生じてドライバビリティを損なうという問題点があった。
【００３９】また、電気自動車の駆動系が「ねじり共振系」により構成されているので、急激なブレーキ力の変化がダンピングの小さな「ねじり共振系」を加振することになり、一旦発生した振動がなかなか減衰しないという問題点があった。
【００４０】また、ハイブリッド電気自動車の駆動制御においても、内燃機関による駆動力制御が電動機による駆動力制御に比べて応答無駄時間や応答遅れ時間が大きいことから、電動機による駆動力目標値と内燃機関による駆動力目標値との和が要求駆動力となるように構成しても、実際に発生する総合駆動力が要求駆動力と一致せず、ドライバビリティを損なううえ、一旦発生した振動がなかなか減衰しないという問題点があった。
【００４１】この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、応答無駄時間や応答遅れが大きい機械ブレーキ力の制御または内燃機関の駆動力制御を電動機制御と併用して、要求ブレーキ力および要求駆動力を応答性よく発生させることにより、駆動系振動を抑制してドラバビリティを向上させた電気自動車およびハイブリッド電気自動車の制御装置を得ることを目的とする。
【００４２】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係る電気自動車の制御装置は、車両を駆動するための電動機と、車両または電動機の速度情報を検出する速度情報検出手段と、車両を制動するための機械ブレーキ手段と、要求ブレーキ力に応じて、電動機による回生ブレーキ力と機械ブレーキ手段による機械ブレーキ力とを、それぞれ第１および第２のブレーキ力目標値に制御するブレーキ力制御手段とを備えた電気自動車の制御装置において、ブレーキ力制御手段は、要求ブレーキ力から第１のブレーキ力目標値を減算して第２のブレーキ力目標値を設定する第２のブレーキ力目標値設定手段と、要求ブレーキ力および速度情報に基づいて、車両モデルの速度をモデル車速として演算する車両モデル演算手段と、モデル車速と速度情報との差に応じて、第１のブレーキ力目標値を補正する第１のブレーキ力目標値補正手段とを含むものである。
【００４３】また、この発明の請求項２に係る電気自動車の制御装置は、請求項１において、ブレーキ力制御手段は、モデル車速と速度情報との差に応じて、第２のブレーキ力目標値を補正する第２のブレーキ力目標値補正手段を含むものである。
【００４４】また、この発明の請求項３に係る電気自動車の制御装置は、請求項２において、第２のブレーキ力目標値補正手段は、モデル車速と速度情報との差に応じたローパスフィルタ演算によりトルク定常誤差補償値を生成するトルク定常誤差補償手段を含み、トルク定常誤差補償値により、第２のブレーキ力目標値を補正するものである。
【００４５】また、この発明の請求項４に係る電気自動車の制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段により構成されたものである。
【００４６】また、この発明の請求項５に係る電気自動車の制御装置は、請求項１から請求項３までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、車両の速度を車速として検出する車速検出手段により構成されたものである。
【００４７】また、この発明の請求項６に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は、車両を駆動するための電動機および内燃機関と、車両または電動機の速度情報を検出する速度情報検出手段と、要求駆動力に応じて、電動機および内燃機関による駆動力をそれぞれ第１および第２の駆動力目標値に制御する駆動力制御手段とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置において、駆動力制御手段は、要求駆動力および速度情報に基づいて、車両モデルの速度をモデル車速として演算する車両モデル演算手段と、モデル車速と速度情報との差に応じて第１の駆動力目標値を補正する第１の駆動力目標値補正手段とを含むものである。
【００４８】また、この発明の請求項７に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は、請求項６において、車両を制動するための機械ブレーキ手段と、要求ブレーキ力に応じて、電動機による回生ブレーキ力と機械ブレーキ手段による機械ブレーキ力とを、それぞれ第１および第２のブレーキ力目標値に制御するブレーキ力制御手段とを備え、ブレーキ力制御手段は、要求ブレーキ力から第１のブレーキ力目標値を減じて第２のブレーキ力目標値を設定する第２のブレーキ力目標値設定手段と、要求ブレーキ力および速度情報に基づいて第２のモデル車速を演算する第２のモデル車速演算手段と、第２のモデル車速と速度情報との差に応じて第１および第２のブレーキ力目標値のうちの少なくとも第１のブレーキ力目標値を補正するブレーキ力目標値補正手段とを含むものである。
【００４９】また、この発明の請求項８に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は、請求項６または請求項７において、駆動力制御手段は、モデル車速と速度情報との差に応じて第２の駆動力目標値を補正する第２の駆動力目標値補正手段を含むものである。
【００５０】また、この発明の請求項９に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は、請求項８において、第２の駆動力目標値補正手段は、モデル車速と速度情報との差に応じたローパスフィルタ演算によりトルク定常誤差補償値を生成するトルク定常誤差補償手段を含み、トルク定常誤差補償値により、第２の駆動力目標値を補正するものである。
【００５１】また、この発明の請求項１０に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は、請求項６から請求項９までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段により構成されたものである。
【００５２】また、この発明の請求項１１に係るハイブリッド電気自動車の制御装置は、請求項６から請求項９までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、車両の速度を車速として検出する車速検出手段により構成されたものである。
【００５３】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。図１はこの発明の実施の形態１による電気自動車のシステム全体を概略的に示すブロック構成図であり、図２は図１内の電動機制御装置３の具体的構成を示す機能ブロック図である。
【００５４】図３は図２内のブレーキ力目標値演算部５０Ａの具体的構成を示す機能ブロック図であり、前述の図１１に対応している。また、図４および図５はこの発明の実施の形態１の作用効果を示す説明図であり、前述の図１２および図１３にそれぞれ対応している。
【００５５】各図において、前述（図１１参照）と同様のものについては、前述と同一符号を付し、また、前述と対応する構成要素については、各符号の後に「Ａ」を付して、それぞれ詳述を省略する。
【００５６】図１において、３はブレーキ力目標値演算部（後述する）を含む電動機制御装置、４は電動機制御装置３からのＰＷＭ信号ＰＷにより制御される電力変換器、５は電力変換器４からの三相出力Ｕ、Ｖ、Ｗにより駆動される電動機である。
【００５７】電力変換器４は、ＰＷＭ信号ＰＷによりバッテリ１０の出力電圧を三相出力Ｕ、Ｖ、Ｗに変換する。電動機制御装置３は、電力変換器４および機械ブレーキ力制御装置１２Ａなどと関連して、ブレーキ力制御手段を構成している。
【００５８】７は電動機５の出力軸に接続されたディファレンシャル（差動）ギア（以下、「デフギア」と記す）、８はデフギア７を介して回転駆動される車両のドライブシャフト、９はドライブシャフト８の両端に設けられた車輪、１０は車載のバッテリ、１１はバッテリ１０に接続された電池制御装置である。
【００５９】電池制御装置１１は、機械ブレーキ力制御装置１２Ａとともに、電動機制御装置３に関連している。
【００６０】２０は機械（油圧）ブレーキ力を発生するための油圧源となるマスタシリンダ、２１はマスタシリンダ２０に連結された増圧バルブ、２２は増圧バルブ２１を介した給油により車輪９に機械ブレーキ力を印加するためのホイールシリンダである。
【００６１】２３はホイールシリンダ圧Ｐｈを検出する圧力検出器、２４は増圧バルブ２１の下流側に連結された減圧バルブ、２５は減圧バルブ２４を介してブレーキ液を回収するリザーバタンクである。
【００６２】２６はリザーバタンク２５からブレーキ液をマスタシリンダ２０側に戻すための油圧ポンプ、２７は油圧ポンプ２６の下流側に設けられた逆流防止用のチェックバルブ、２８はチェックバルブ２７の下流側および増圧バルブ２１の上流側に設けられた切り替え弁、２９は切り替え弁２８の下流に配置されたマスタシリンダ２０用のフルードタンクである。
【００６３】マスタシリンダ２０〜フルードタンク２９は、機械（油圧）ブレーキ装置を構成しており、増圧バルブ２１、減圧バルブ２４、油圧ポンプ２６および切り替え弁２８は、機械ブレーキ力制御装置１２Ａにより制御される。
【００６４】次に、図１を参照しながら、この発明の実施の形態１の電動機５による駆動制御および制動制御の概略動作について説明する。
【００６５】まず、アクセル開度検出器１は、車両操縦者によるアクセル開度Ａｃ（アクセルペダル踏み込み量）を検出し、ブレーキ開度検出器２は、ブレーキ開度Ｂｒ（ブレーキペダル踏み込み量）を検出する。また、回転速度検出器６は、車速Ｖｒに対応した電動機５の回転速度Ｖｍを検出し、電池制御装置１１は、バッテリ１０の状態を検出する。
【００６６】電動機制御装置３は、これらの検出情報（アクセル開度Ａｃ、ブレーキ開度Ｂｒ、電動機回転速度Ｖｍ、バッテリ状態）に基づいて、電動機５の駆動力（または、回生ブレーキ力）の目標値および機械ブレーキ力（ブレーキ油圧）の目標値を演算決定する。
【００６７】たとえば、電動機５による駆動力制御を行う場合、電動機制御装置３は、バッテリ１０の充電状態などに応じて電動機５の駆動力目標値を補正し、補正後の駆動力目標値に基づいて、電力変換器４に対するＰＷＭ信号ＰＷを生成する。
【００６８】ＰＷＭ信号ＰＷは、電力変換器４内の各スイッチング素子（図示せず）をオンオフして、バッテリ１０からの直流電力を三相出力（交流電力）Ｕ、Ｖ、Ｗに変換し、電動機５を回転駆動する。電動機５の駆動力は、デフギア７およびドライブシャフト８を介して車輪９に伝達され、車輪９を回転させて車両を走行させる。
【００６９】一方、機械ブレーキによる制動制御を行う場合、電動機制御装置３は、アクセル開度Ａｃおよびブレーキ開度Ｂｒに基づいて、機械ブレーキ力制御装置１２Ａに対する機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊を出力する。
【００７０】機械ブレーキ力制御装置１２Ａは、機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊に基づいて、ホイールシリンダ２２に関連する増減バルブ２１および２４を開閉操作し、ホイールシリンダ圧Ｐｈを制御することによって機械ブレーキ力を制御する。
【００７１】ここで、図１内の機械ブレーキ力制御装置１２Ａの具体的動作について、さらに詳細に説明する。図１のように、マスタシリンダ２０からの油圧配管は、増圧バルブ２１を介してホイールシリンダ２２に接続され、さらに減圧バルブ２４を介してリザーバタンク２５に接続されている。
【００７２】リザーバタンク２５からの配管は、油圧ポンプ２６、チェックバルブ２７および切り替え弁２８を介して、フルードタンク２９またはマスタシリンダ２０に接続されている。
【００７３】まず、マスタシリンダ２０は、車両操縦者によるブレーキペダルの踏み込み量（ブレーキ開度Ｂｒ）に応じた油圧を発生する。
【００７４】同時に、油圧配管に設けられた増圧バルブ２１および減圧バルブ２４は、機械ブレーキ力制御装置１２Ａからの操作によりオンオフ制御され、減圧バルブ２４を閉じた状態で増圧バルブ２１をオン制御すると、マスタシリンダ２０での増圧に応じてホイールシリンダ２２も増圧する。
【００７５】逆に、増圧バルブ２１を閉じた状態で減圧バルブ２４をオン制御すると、マスタシリンダ２０の状態にかかわらず、ホイールシリンダ２２は減圧する。また、減圧バルブ２４および増圧バルブ２１を同時にオフ制御すると、マスタシリンダ２０での増減圧にかかわらず、ホイールシリンダ圧は保持される。
【００７６】油圧ポンプ２６は、機械ブレーキ力制御装置１２Ａからの操作により必要に応じて駆動制御され、リザーバタンク２５に貯まっているブレーキ液を切り替え弁２８側に供給する。
【００７７】切り替え弁２８は、機械ブレーキ力制御装置１２Ａからの操作により切り替え駆動され、油圧ポンプ２６から供給されるブレーキ液をフルードタンク２９側に戻すか、またはマスタシリンダ２０側に戻すかを選択する。
【００７８】このとき、チェックバルブ２７は、切り替え弁２８側から油圧ポンプ２６側にブレーキ液が逆流するのを防止している。
【００７９】機械ブレーキ力制御装置１２Ａは、電動機制御装置３から入力される機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊に基づいてブレーキ油圧の目標値を決定し、このブレーキ油圧の目標値に基づいて増圧バルブ２１および減圧バルブ２４を操作し、ブレーキ油圧を制御する。
【００８０】また、機械ブレーキ力制御装置１２Ａは、油圧ポンプ２６および切り替え弁２８を操作して、マスタシリンダ２０内のブレーキ液が不足状態となるのを防止する。
【００８１】次に、図２を参照しながら、この発明の実施の形態１による電動機５の制御系について説明する。図２において、電動機制御装置３は、機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊を生成するブレーキ力目標値演算部５０Ａと、ＰＷＭ信号ＰＷを生成する電流制御演算部４１Ａとを備えている。
【００８２】また、電流制御演算部４１Ａは、ベクトル制御法に基づく構成要素として、磁束指令値φを生成する磁束指令計算部４２と、トルク電流値Ｉｑを生成するトルク電流計算部４３と、励磁電流値Ｉｄを生成する励磁電流計算部４４と、ＰＷＭ信号ＰＷを生成するＰＷＭ発生部４５とを備えている。
【００８３】次に、図２に示した電動機制御装置３の動作について説明する。まず、電動機制御装置３内のブレーキ力目標値演算部５０Ａは、アクセル開度Ａｃ、ブレーキ開度Ｂｒおよび電動機回転速度Ｖｍに基づいて、機械ブレーキ目標値Ｔｈ＊および回生ブレーキ目標値Ｔｍ＊＊を演算する。
【００８４】機械ブレーキ目標値Ｔｈ＊は、電動機制御装置３から出力されて、機械ブレーキ力制御装置１２Ａに入力され、回生ブレーキ目標値Ｔｍ＊＊は、電動機制御装置３内の電流制御演算部４１Ａに入力される。
【００８５】電流制御演算部４１Ａ内の磁束指令計算部４２は、電動機回転速度Ｖｍに基づいて、電動機５に対する磁束指令値φを計算する。磁束指令値φは、トルク電流計算部４３および励磁電流計算部４４にそれぞれ供給され、また、回生ブレーキ目標値Ｔｍ＊＊は、トルク電流計算部４３に供給される。
【００８６】トルク電流計算部４３は、トルク電流係数ｋｑ、回生ブレーキ目標値Ｔｍ＊＊および磁束指令値φを用いて、以下の（１）式により、トルク電流指令値Ｉｑを計算する。
【００８７】Ｉｑ＝ｋｑ×Ｔｍ＊＊／φ ・・・（１）
【００８８】また、励磁電流計算部４４は、励磁電流係数ｋｄおよび磁束指令値φを用いて、以下の（２）式により、励磁電流指令値Ｉｄを計算する。
【００８９】Ｉｄ＝ｋｄ×φ ・・・（２）
（１）式、（２）式から得られる電流指令値のうち、トルク電流指令値Ｉｑは、電動機５の駆動力（出力トルク）に対応しており、励磁電流指令値Ｉｄは、電動機５の励磁電流を示している。
【００９０】すなわち、ＰＷＭ発生部４５は、トルク電流指令値Ｉｑおよび励磁電流指令値Ｉｄに基づいて、ＰＷＭ信号ＰＷを生成して電力変換器４を制御する。これにより、電動機５に流れる電流をベクトル制御して、電動機５の出力トルクを制御することができる。
【００９１】以上に述べたように、電動機制御装置３は車両操縦者によるアクセル開度およびブレーキ開度に基づいて、機械ブレーキ力の目標値および電動機による回生ブレーキまたは駆動力の目標値を設定し、それぞれの目標値に基づいて、機械ブレーキ力制御装置１２Ａは油圧ブレーキを制御して、電動機制御装置３は電動機５を制御して、車両の要求ブレーキ力または駆動力を制御することができる。
【００９２】次に、図３を参照しながら、この発明の実施の形態１の要部となる車両モデルを用いた速度差補償機能について説明する。図３において、電動機制御装置３内のブレーキ力目標値演算部５０Ａは、従来例（図１１）と比べて、車両モデルによる速度差補償機能が付加されている。
【００９３】図３において、５１、５２および５６は前述（図１１参照）と同様のものである。減算手段５６は、要求ブレーキ力演算部５１および回生ブレーキ力目標値演算部５２と関連して、要求ブレーキ力Ｔｂ＊から回生ブレーキ力目標値（第１のブレーキ力目標値）Ｔｍ＊を減算して、機械ブレーキ力目標値（第２のブレーキ力目標値）Ｔｈ＊を設定する第２のブレーキ力目標値設定手段を構成している。
【００９４】５３は車両モデル演算部であり、要求ブレーキ力Ｔｂ＊および回転速度Ｖｍに基づいて、車両モデルの速度をモデル車速Ｖｍｍとして演算する。
【００９５】５４は速度差補償演算部であり、減算手段５７（後述する）の出力信号に基づく補償演算を実行し、速度差補償値ΔＴｍを生成する。速度差補償演算部５４は、比例ゲインを乗じる構成でもよいが、比例、積分、微分演算を組み合わせたものでもよい。
【００９６】５７はモデル車速Ｖｍｍと回転速度Ｖｍとの速度差をとる減算手段であり、速度差を示す出力信号を速度差補償演算部５４に入力する。５８は補償後の回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊を生成する加算手段であり、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊と速度差補償値ΔＴｍとを加算した値を、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊として出力する。
【００９７】減算手段５７および加算手段５８は、車両モデル演算部５３および速度差補償演算部５４と関連して回生ブレーキ力目標値補正手段（第１のブレーキ力目標値補正手段）を構成しており、モデル車速Ｖｍｍと回転速度Ｖｍとの速度差に応じて、補正した回生（第１の）ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊を出力する。
【００９８】図３においては、ブレーキ力および駆動力（トルク）が混在するものとし、電動機軸におけるトルクに等価変換して、実際の演算を実行するものとする。また、回転速度Ｖｍについても、電動機軸における回転速度に等価変換して、実際の演算を実行するものとする。
【００９９】まず、ブレーキ力目標値演算部５０Ａ内の要求ブレーキ力演算部５１は、前述と同様に、アクセル開度Ａｃ、ブレーキ開度Ｂｒおよび電動機回転速度Ｖｍを入力としてマップを読み込み、要求ブレーキ力（総合目標値）Ｔｂ＊を決定する。
【０１００】また、回生ブレーキ力目標値演算部５２は、要求ブレーキ力Ｔｂ＊と回生ブレーキ力の上限値とを比べて小さい値を回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊の初期値として出力する。
【０１０１】減算手段５６は、要求ブレーキ力Ｔｂ＊から回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊の初期値を減算した値を機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊として、機械ブレーキ力制御装置１２Ａに出力する。
【０１０２】これにより、要求ブレーキ力Ｔｂ＊は回生ブレーキ力および機械ブレーキ力に配分されるが、このままでは、機械ブレーキ力の制御の応答無駄時間や応答遅れ時間により、実際の総合ブレーキ力が要求ブレーキ力Ｔｂ＊と一致せずに、ドライバビリティを損なうことになる。
【０１０３】そこで、図３のように、ブレーキ力目標値演算部５０Ａ内に車両モデル演算部５３を導入することにより、車両モデルの速度（モデル車速）Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとの速度差を用いて、回生トルク力目標値Ｔｍ＊＊を補正する。
【０１０４】これにより、要求ブレーキ力Ｔｂ＊と実際に発生する総合ブレーキ力とを一致させることができる。以下、車両モデル演算部５３を含む回生ブレーキ力目標値の補償動作について具体的に説明する。
【０１０５】まず、車両モデル演算部５３は、要求ブレーキ力Ｔｂ＊と電動機回転速度Ｖｍとを用いて、以下の（３）式により、電動機軸換算されたモデル車速Ｖｍｍを演算する。
【０１０６】
Ｖｍｍ＝∫｛−（Ｔｍ＊）−ｓｉｇｎ（ωｍ）・μ・Ｍ・ｇ−ｓｉｇｎ（ωｍ）・Ｋｖ・ωｍ2｝／（Ｊｍ＋Ｊｖ）ｄｔ ・・・（３）
【０１０７】（３）式において、Ｊｍは電動機５の慣性、Ｊｖは電動機軸換算した車両の慣性、Ｋｖは空気抵抗係数、ωｍは電動機５の角速度である。また、ｓｉｇｎ（ωｍ）は、電動機角速度ωｍが正のときには「１」を示し、負のときには「−１」を示し、０のときには「０」を示す関数である。
【０１０８】さらに、（３）式において、右辺の第２項（μ・Ｍ・ｇ）は、ころがり抵抗を示し、右辺の第３項（Ｋｖ・ωｍ2）は空気抵抗を示す。したがって、（３）式は、要求ブレーキ力Ｔｂ＊と、ころがり抵抗と、空気抵抗との和によって、電動機慣性および車両慣性を含む車両が制動（または、駆動）されて、モデル車速Ｖｍｍ（車速Ｖｒ）が発生することを示している。
【０１０９】つまり、車両モデル演算部５３における車両モデルは、車両が１慣性と見なされており、したがって、前述の２慣性共振系のように、モデル車速Ｖｍｍが振動することはない。
【０１１０】続いて、減算手段５７は、モデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとの速度差を算出する。また、速度差補償演算部５４は、速度差に応じた補償演算を実行し、速度差補償値ΔＴｍを出力する。
【０１１１】最後に、加算手段５８は、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊の初期値と速度差補償値ΔＴｍとを加算し、これを回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊として、電流制御演算部４１Ａに入力する。
【０１１２】以下、前述と同様に、電流制御演算部４１Ａは、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊に基づいてＰＷＭ信号ＰＷを出力し、電力変換器４（図１参照）を制御することにより、電動機５の回生ブレーキ力を目標値Ｔｍ＊＊に制御する。
【０１１３】図４および図５はこの発明の実施の形態１による電動機制御装置３の作用効果を示す説明図であり、それぞれ前述の図１２および図１３に対応している。図４はゆっくりとブレーキを踏み込んだ場合、図５は速くブレーキを踏んだ場合の動作例を示す。
【０１１４】図４においては、車両モデルによるモデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように、モデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとの速度差に基づいて回生ブレーキ力を補正しているので、油圧ブレーキ力の応答遅れを回生ブレーキ力が補償している。
【０１１５】したがって、要求ブレーキ力Ｔｂ＊の発生時刻（０秒）から０．５秒経過後において、車両加速度の停滞は発生せず、従来例のような車両減速度の遅れ時間τ（図１２参照）が発生することはない。
【０１１６】また、図５においては、モデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように、速度差に基づいて回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊を補正しているので、振動成分のないモデル車速Ｖｍｍと共振中の電動機回転速度Ｖｍとの速度差が共振成分となり、この共振成分を打ち消すように回生ブレーキ力が補正される。
【０１１７】したがって、要求ブレーキ力Ｔｂ＊の発生時刻（０秒）から０．５秒経過後において、共振成分は速やかに減衰しており、長時間にわたって振動が継続することはない。
【０１１８】このように、電動機５による回生ブレーキ力と油圧ブレーキによる機械ブレーキ力とを協調させて各目標値に制御するために、要求ブレーキ力Ｔｂ＊と電動機回転速度Ｖｍとを用いてモデル車速Ｖｍｍを演算する車両モデル演算部５３と、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊をモデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとの速度差を用いて補正する補正手段５４、５７、５８とを設けることにより、以下の作用効果を奏する。
【０１１９】すなわち、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊は、要求ブレーキ力Ｔｂ＊から期待される車両減速度を反映したモデル車速Ｖｍｍと実際の車速Ｖｒを反映した電動機回転速度Ｖｍとの速度差を用いて補正されるので、モデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように制御される。
【０１２０】したがって、機械ブレーキ力の応答性が遅れる場合であっても、電動機５による回生ブレーキ力制御によって、応答性よく要求ブレーキ力Ｔｂ＊を発生させることができる。
【０１２１】また、機械ブレーキ力の絶対値が過大または過小であった場合でも、電動機５による回生ブレーキ力制御によって、モデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように制御されるので、機械ブレーキ力および回生ブレーキ力の合計として、高い精度で要求ブレーキ力Ｔｂ＊を発生させることができる。
【０１２２】また、路面勾配の影響を受けないモデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように制御されるので、路面勾配にかかわらず、車両操縦者による要求ブレーキ力Ｔｂ＊に応じた車両走行を達成することができる。
【０１２３】また、機械ブレーキ力の変動によって駆動系にねじり共振が発生しても、ねじり共振による振動がモデル車速Ｖｍｍと電動機回転速度Ｖｍとの速度差として検出され、この速度差を打ち消すように回生ブレーキ力が制御されるので、ねじり共振を直ちに収束させることができる。
【０１２４】ただし、このとき、速度差補償値ΔＴｍにより増大補正された場合は、増大補正された回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊により、バッテリ１０が過充電されることになるが、わずかな過充電期間でバッテリ１０が破損されることはないので、特に重大な支障が生じることもない。
【０１２５】なお、ここでは、機械ブレーキ力制御装置１２Ａとして、油圧ブレーキ力のみを制御する場合を例にとって説明したが、油圧ブレーキに加えて、内燃機関によるブレーキ力（エンジンブレーキ）を用いてもよい。また、電動機５が交流電動機により構成された場合を示したが、電動機５は交流電動機に制約されるものではない。
【０１２６】実施の形態２．なお、上記実施の形態１では、電気自動車の制動制御に適用し、回生ブレーキ力と機械ブレーキ力とを協調させて要求通りのブレーキ力を発生させる場合について説明図したが、ハイブリッド電気自動車の駆動制御に適用し、電動機５による駆動力と内燃機関による駆動力とを協調させて要求通りの駆動力を発生させてもよい。
【０１２７】以下、ハイブリッド電気自動車の駆動制御に適用したこの発明の実施の形態２を図について説明する。図６は、この発明の実施の形態２によるハイブリッド電気自動車のシステム全体を示すブロック構成図であり、前述の図１に対応している。
【０１２８】また、図７は図６内の電動機制御装置３Ｂに含まれる駆動力目標値演算部６０の具体的構成を示す機能ブロック図であり、前述の図３に対応している。図６および図７において、前述（図１、図３、図１１参照）と同様のものについては、同一符号を付し、また、前述と対応する構成要素については、符号の後に「Ｂ」を付して、それぞれ詳述を省略する。
【０１２９】図６において、機械ブレーキ力制御装置１２Ａおよび油圧ブレーキ手段２０〜２９が省略されているが、前述（図１）に示した通りのブレーキ力制御手段およびブレーキ力目標値補正手段を含んでいてもよい。
【０１３０】この場合、電動機５とともにドライブシャフト８を駆動する内燃機関１３と、電動機制御装置３Ｂと関連して内燃機関１３を制御する内燃機関制御装置１４とが付加されている。
【０１３１】また、内燃機関制御装置１４の制御下で内燃機関１３を制御するために、スロットルバルブを駆動する吸入空気量制御装置１５と、インジェクタを駆動する燃料噴射制御装置１６と、イグナイタを駆動する点火時期制御装置１７とが設けられている。
【０１３２】電動機制御装置３Ｂおよび内燃機関制御装置１４は、制動時における回生ブレーキ力と機械ブレーキ力との協調制御のみならず、車両の駆動時における電動機５と内燃機関１３との各駆動力の協調制御を行う。
【０１３３】電動機５に直結された内燃機関１３は、電動機５と同様に車両駆動手段を構成しており、デフギア７およびドライブシャフト８を介して車輪９を駆動する。電動機制御装置３Ｂは、内燃機関１３による駆動力の目標値を内燃機関制御装置１４に入力する。
【０１３４】内燃機関制御装置１４は、内燃機関による駆動力の目標値に基づいて、あらかじめ設定されたマップを読み込むことにより、目標吸入空気量、目標空燃比および目標点火時期などの制御パラメータを決定する。
【０１３５】以下、内燃機関制御装置１４により決定された制御パラメータに基づいて、吸入空気量制御装置１５は内燃機関１３の吸入空気量を制御し、燃料噴射量制御装置１６は内燃機関１３の燃料噴射量を制御し、点火時期制御装置１７は内燃機関１３の点火時期を制御し、これにより、内燃機関１３から発生する駆動力は目標値に制御される。
【０１３６】図７において、前述（図３）と異なる点は、ブレーキ力を駆動力に置き換え、機械ブレーキを内燃機関１３に置き換えたことのみにある。すなわち、電動機制御装置３Ｂ内の駆動力目標値演算部６０は、各種検出情報から要求駆動力Ｔｄ＊を演算する要求駆動力演算部６１と、要求駆動力Ｔｄ＊から電動機駆動力目標値Ｄｍ＊を演算する電動機駆動力目標値演算部６２とを備えている。
【０１３７】また、駆動力目標値演算部６０は、車両モデル演算部５３Ｂ、速度差補償演算部５４Ｂ、減算手段５６Ｂ、５７Ｂ、および加算手段５８Ｂを備えている。減算手段５６Ｂは、要求駆動力Ｔｄ＊から電動機駆動力目標値Ｄｍ＊の初期値を減算した値を内燃機関駆動力目標値Ｔｅ＊として、内燃機関制御装置１４に出力する。
【０１３８】車両モデル演算部５３Ｂは、要求駆動力Ｔｄ＊および回転速度Ｖｍに基づいてモデル車速Ｖｍｄを演算し、減算手段５７Ｂは、モデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとの速度差を演算する。
【０１３９】また、速度差補償演算部５４Ｂは、速度差に応じた補償演算により速度差補償値ΔＤｍを出力し、加算手段５８Ｂは、駆動力目標値Ｄｍ＊に速度差補償値ΔＤｍを加算して、速度差補正された電動機５の駆動力目標値Ｄｍ＊＊を出力する。
【０１４０】車両モデル演算部５３Ｂ、速度差補償演算部５４Ｂ、減算手段５７Ｂおよび加算手段５８Ｂは、速度差に応じた補償演算により電動機５の駆動力目標値Ｄｍ＊を補正する第１の駆動力目標値補正手段を構成している。
【０１４１】また、電動機制御装置３Ｂおよび内燃機関制御装置１４は、要求駆動力Ｔｄ＊に応じて、電動機５および内燃機関１３による駆動力をそれぞれの駆動力目標値Ｄｍ＊＊およびＴｅ＊に制御する駆動力制御手段を構成している。
【０１４２】次に、図６および図７を参照しながら、この発明の実施の形態２による駆動力目標値演算部６０の動作について説明する。まず、要求駆動力演算部６１は、アクセル開度Ａｃ、ブレーキ開度Ｂｒおよび電動機回転速度Ｖｍを入力として、マップを読み込むことにより、車両操縦者の要求に応じた要求駆動力（目標値）Ｔｄ＊を決定する。
【０１４３】続いて、電動機駆動力目標値演算部６２は、要求駆動力Ｔｄ＊および電池状態に基づいて、あらかじめ設定されたマップを読み込むことにより、電動機駆動力目標値Ｄｍ＊の初期値を出力する。
【０１４４】減算手段５６Ｂは、要求駆動力Ｔｄ＊から電動機駆動力目標値Ｄｍ＊の初期値を減算した値を内燃機関駆動力目標値Ｔｅ＊として、内燃機関制御装置１４に出力する。これにより、要求駆動力Ｔｄ＊は、電動機駆動力目標値Ｄｍ＊と内燃機関駆動力目標値Ｔｅ＊とに配分される。
【０１４５】一方、車両モデル演算部５３Ｂは、要求駆動力Ｔｄ＊および電動機回転速度Ｖｍに基づいてモデル車速Ｖｍｄを演算し、速度差補償演算部５４Ｂは、モデル車速Ｖｍｄと回転速度Ｖｍとの速度差に応じた補償演算を実行する。また、加算手段５８Ｂは、電動機駆動力目標値Ｄｍ＊に速度差補償値ΔＤｍを加算し、補正された電動機駆動力目標値Ｄｍｍ＊を出力する。
【０１４６】これにより、電動機５と内燃機関１３（電動機５による駆動力制御に比べて応答無駄時間や応答遅れ時間が大きい）とを用いて駆動力を分担制御する場合においても、車両モデル演算部５３Ｂから出力されるモデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように、モデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとの速度差に応じて補正された電動機駆動力目標値Ｄｍ＊＊が生成される。
【０１４７】したがって、実際に発生する総合駆動力を要求駆動力目標値Ｔｄ＊と一致させることができ、良好なドライバビリティが得られる。また、内燃機関１３の間欠燃焼により発生するトルク変動により、ダンピングの小さなねじり共振系を加振して減衰しにくい問題があったが、上記構成により解決することができる。
【０１４８】すなわち、モデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように電動機駆動力目標値Ｄｍ＊が補正されているので、振動成分のないモデル車速Ｖｍｄと共振中の電動機回転速度Ｖｍとの速度差が共振成分となり、この共振成分を打ち消すように電動機駆動力目標値Ｄｍ＊が補正されることから、共振を速やかに減衰させることができる。
【０１４９】したがって、内燃機関１３のフライホイールを小さくして車両重量を低減することができるので、燃費を向上することができる。また、振動抑制のために、内燃機関１３の出力軸に通常取り付けられているねじりダンパを小さくする（または、無くす）ことができる。
【０１５０】以上のように、電動機５および内燃機関１３とを有するハイブリッド電気自動車の駆動力制御において、要求駆動力Ｔｄ＊に応じて電動機駆動力目標値Ｄｍ＊＊と内燃機関駆動力目標値Ｔｅ＊とを協調制御するために、モデル車速Ｖｍｄを演算する車両モデル演算部５３Ｂと、モデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとの速度差に応じて電動機駆動力目標値Ｄｍ＊を補正する手段（５４Ｂ、５７Ｂ、５８Ｂ）とを備えたので、以下の作用効果を奏する。
【０１５１】すなわち、電動機駆動力目標値Ｄｍ＊＊は、モデル車速Ｖｍｄ（要求駆動力Ｔｄ＊から期待される車両加速度を反映している）と電動機回転速度Ｖｍ（実際の車速Ｖｒを反映している）との速度差を用いて補正されるので、モデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように制御される。
【０１５２】したがって、機械的な内燃機関１３による駆動力の応答性が遅い場合であっても、電動機５による駆動力制御によって、応答性よく要求駆動力Ｔｄ＊を実現することができる。
【０１５３】また、内燃機関１３による駆動力の絶対値が過大または過小であった場合でも、電動機５による駆動力制御によって、モデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとが一致するように制御されるので、内燃機関駆動力と電動機駆動力との合計として、高い精度で要求駆動力Ｔｄ＊を発生させることができる。
【０１５４】また、電動機回転速度Ｖｍは、路面勾配の影響を受けないモデル車速Ｖｍｄに一致するように制御されるので、路面勾配にかかわらず車両操縦者による要求駆動力Ｔｄ＊に応じた車両走行性が得られる。
【０１５５】また、内燃機関１３による駆動力変動によって駆動系のねじり共振が発生しても、ねじり共振による振動がモデル車速Ｖｍｄと電動機回転速度Ｖｍとの速度差として検出され、この速度差を打ち消すように電動機駆動力が制御されるので、ねじり共振を直ちに収束させることができる。
【０１５６】実施の形態３．なお、上記実施の形態１では、速度差補償値ΔＴｍに応じて回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊のみを補正したが、回生エネルギーの増大補正によるバッテリ１０（図１参照）の過充電を抑制するために、速度差補償値ΔＴｍに応じて機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊を補正してもよい。
【０１５７】以下、速度差補償値ΔＴｍに応じて機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊も補正したこの発明の実施の形態３を図について説明する。図８はこの発明の実施の形態３による電気自動車の制御装置のブレーキ力目標値演算部５０Ｃの具体的構成を示す機能ブロック図であり、前述の図３に対応している。
【０１５８】図８において、前述（図３参照）と同様のものについては、同一符号を付し、また、前述と対応する構成要素については、符号の後に「Ｃ」を付して、それぞれ詳述を省略する。また、全体のシステム構成は図１に示した通りである。
【０１５９】図８において、前述（図３）との相違点は、ブレーキ力目標値演算部５０Ｃ内に、速度差補償値ΔＴｍに基づいてトルク定常誤差補償値Ｇを生成するトルク定常誤差補償演算部５５と、トルク定常誤差補償値Ｇを加算して機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊を補正する加算手段５９とを付加したことにある。
【０１６０】トルク定常誤差補償演算部５５および加算手段５９は、モデル車速Ｖｍｍと回転速度Ｖｍとの速度差に応じて、機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊を補正する第２のブレーキ力目標値補正手段を構成している。
【０１６１】次に、図８を参照しながら、この発明の実施の形態３によるブレーキ力目標値演算部５０Ｃの動作について説明する。ブレーキ力目標値演算部５０Ｃ内のトルク定常誤差補償演算部５５は、速度差補償値ΔＴｍに基づいて、以下の（４）式のローパスフィルタ演算により、トルク定常誤差補償値Ｇ（ｓ）を求める。
【０１６２】Ｇ（ｓ）＝ω／（ｓ＋ω） ・・・（４）
【０１６３】ただし、（４）式において、ｓはラプラス演算子であり、トルク定常誤差補償値Ｇ（ｓ）はローパスゲインに相当する。また、ωはローパスフィルタの極［ｒａｄ／ｓ］である。
【０１６４】ローパスフィルタの極ωは、ねじり共振系の共振周波数の１／３以下に設定されており、トルク定常誤差成分のみを通過させて、ねじり共振の周波数成分を通過させないように設定されている。なお、トルク定常誤差補償演算部５５は、一次のローパスフィルタにより構成されているが、二次以上のローパスフィルタで構成されてもよい。
【０１６５】上記（４）式のように、トルク定常誤差補償演算５５により演算されたトルク定常誤差補償値Ｇは、加算手段５９により機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊に加算されて、補正後の機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊＊となって機械ブレーキ力制御装置１２Ｃに入力される。
【０１６６】以下、機械ブレーキ力制御装置１２Ｃは、補正後の機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊＊と一致するように機械ブレーキ力を制御する。このように、増大補正された機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊＊で機械ブレーキ力を制御することにより、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊の増大補正量が低減されるので、バッテリ１０の過充電状態を抑制することができる。
【０１６７】すなわち、機械ブレーキ力が定常的に不足する場合、速度差補償値ΔＴｍが加算補正された回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊は、定常的に初期目標値（Ｔｍ＊）をオーバーし、バッテリ１０の過充電状態を長時間にわたって継続させることになる。
【０１６８】そこで、トルク定常誤差補償演算部５５（ローパスフィルタ）を介して、速度差補償値ΔＴｍの定常成分のみを通過させ、このトルク定常誤差補償値Ｇを機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊に加算すれば、機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊＊が増加して回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊のオーバー成分は減少し、バッテリ１０の過大な充電を防止することができる。
【０１６９】すなわち、ブレーキ力目標値演算部５０Ｃは、回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊の補正量（速度差補償値ΔＴｍ）から、機械ブレーキ力が過小で回生ブレーキ力が過大状態であることを検出し、速度差補償値ΔＴｍに基づいて機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊＊を増大補正することにより、回生ブレーキ力の過大状態を抑制側に修正することができる。
【０１７０】このように、機械ブレーキ力目標値Ｔｈ＊＊を増加補正して、回生ブレーキ力のオーバー成分を減少させることにより、回生ブレーキ時におけるバッテリ１０の過大充電を防止することがでるとともに、電動機５および電力変換器４（図１参照）に過大な負荷が印加されることを防止することができる。
【０１７１】実施の形態４．なお、上記実施の形態３では、電動機５による回生ブレーキ力と油圧ブレーキによる機械ブレーキ力と協調させる電気自動車の制御装置に対して、トルク定常誤差補償演算部５５を適用したが、前述（実施の形態２、図６および図７参照）のように、電動機５および内燃機関１３の駆動力を協調させるハイブリッド電気自動車の制御装置に適用してもよい。
【０１７２】この場合、特に図示しないが、図７の駆動力目標値演算部６０内に、図８内のトルク定常誤差補償手段（ローパスフィルタ）５５と加算手段５９と同様の構成を追加し、モデル車速Ｖｍｍと回転速度Ｖｍとの速度差に応じて内燃機関駆動力目標値Ｔｅ＊を補正する第２の駆動力目標値補正手段を含むことになる。
【０１７３】これにより、内燃機関駆動力目標値Ｔｅ＊が増大補正されるので、電動機駆動力目標値Ｄｍ＊＊の増大補正量が抑制され、上記実施の形態３の作用効果と同様に、電動機５の定格出力（上限値）を越える駆動状態を抑制することができる。
【０１７４】実施の形態５．なお、上記実施の形態１（図１〜図３参照）では、電動機制御装置３内のブレーキ力目標値演算部５０Ａが、車両または電動機５の速度情報として電動機５の回転速度Ｖｍを用いて各目標値を演算したが、電動機回転速度Ｖｍの代わりに、車速Ｖｒを用いて各目標値を演算してもよい。
【０１７５】以下、速度情報として車速Ｖｒを用いて各目標値を演算したこの発明の実施の形態５を図について説明する。
【０１７６】図９はこの発明の実施の形態５による電動機制御装置３Ｄの具体的構成を示す機能ブロック図であり、前述の図２に対応している。また、図１０は電動機制御装置３Ｄ内のブレーキ力目標値演算部５０Ｄの具体的構成を示す機能ブロック図であり、前述の図３に対応している。
【０１７７】図９および図１０において、前述（図２）と同様のものについては、同一符号を付し、また、前述と対応する構成要素については、符号の後に「Ｄ」を付して、それぞれ詳述を省略する。
【０１７８】７０は車両の速度（車速）Ｖｒを検出する車速検出器であり、電動機回転速度Ｖｍを検出する回転速度検出器６に加えて並設されている。車速検出器７０からの車速Ｖｒは、電動機制御装置３Ｄ内のブレーキ力目標値演算部５０Ｄに入力され、回転速度検出器６からの電動機回転速度Ｖｍは、電動機制御装置３Ｄ内の電流制御演算部４１Ａに入力される。
【０１７９】この場合、ブレーキ力目標値演算部５０Ｄ内の要求ブレーキ力演算部５１Ｄは、電動機回転速度Ｖｍの代わりに、車速Ｖｒを用いて、要求ブレーキ力Ｔｂ＊を演算する。
【０１８０】また、ブレーキ力目標値演算部５０Ｄ内の車両モデル演算部５３Ｄは、要求ブレーキ力Ｔｂ＊および車速Ｖｒを用いてモデル車速Ｖｍｍを演算し、減算手段５７Ｄは、モデル車速Ｖｍｍと車速Ｖｒとの速度差を演算する。
【０１８１】さらに、速度差補償演算部５４は、実際の車速Ｖｒとモデル車速Ｖｍｍとの差に基づいて速度差補償値ΔＴｍを演算し、加算手段５８は、速度差補償値ΔＴｍを加算した回生ブレーキ力目標値Ｔｍ＊＊を出力する。
【０１８２】したがって、電動機５による回生ブレーキ力は、実際の車速Ｖｒとモデル車速Ｖｍｍとが一致するように制御される。この結果、最終的な制御目標である車速Ｖｒを車両操縦者の要求通りに制御することができる。
【０１８３】実施の形態６．なお、上記実施の形態５では、回生ブレーキ力と機械ブレーキ力と協調させる電気自動車の制御装置に対して、車速Ｖｒを用いた速度差補償演算を施したが、電動機駆動力および内燃機関駆動力を協調させるハイブリッド電気自動車の制御装置（図７参照）に対して、車速Ｖｒを用いた速度差補償演算を適用してもよい。
【０１８４】この場合、電動機駆動力目標値Ｄｍ＊は、要求駆動力Ｔｄ＊から期待される車両加速度を反映したモデル車速Ｖｍｄと、実際の車速Ｖｒとの速度差を用いて補正されるので、モデル車速Ｖｍｄと車速Ｖｒとが一致するように制御される。
【０１８５】したがって、内燃機関１３による駆動力の応答性が遅い場合でも、電動機５による駆動力制御によって、応答性よく要求駆動力Ｔｄ＊を発生させることができる。
【０１８６】また、内燃機関駆動力目標値Ｔｅ＊の絶対値が過大または過小であった場合でも、電動機５による駆動力制御によって、モデル車速Ｖｍｄと車速Ｖｒとが一致するように制御されるので、内燃機関１３による駆動力と電動機５による駆動力との合計として、高い精度で要求駆動力Ｔｄ＊を実現することができる。
【０１８７】
【発明の効果】以上のようにこの発明の請求項１によれば、車両を駆動するための電動機と、車両または電動機の速度情報を検出する速度情報検出手段と、車両を制動するための機械ブレーキ手段と、要求ブレーキ力に応じて、電動機による回生ブレーキ力と機械ブレーキ手段による機械ブレーキ力とを、それぞれ第１および第２のブレーキ力目標値に制御するブレーキ力制御手段とを備えた電気自動車の制御装置において、ブレーキ力制御手段は、要求ブレーキ力から第１のブレーキ力目標値を減算して第２のブレーキ力目標値を設定する第２のブレーキ力目標値設定手段と、要求ブレーキ力および速度情報に基づいて、車両モデルの速度をモデル車速として演算する車両モデル演算手段と、モデル車速と速度情報との差に応じて、第１のブレーキ力目標値を補正する第１のブレーキ力目標値補正手段とを含むように構成したので、応答無駄時間や応答遅れが大きい機械ブレーキ力の制御を電動機制御と併用して、要求ブレーキ力を応答性よく発生させることにより、駆動系振動を抑制してドラバビリティを向上させた電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１８８】また、この発明の請求項２によれば、請求項１において、ブレーキ力制御手段は、モデル車速と速度情報との差に応じて、第２のブレーキ力目標値を補正する第２のブレーキ力目標値補正手段を含むように構成したので、要求ブレーキ力を応答性よく発生させるとともに、バッテリの過充電状態を抑制した電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１８９】また、この発明の請求項３によれば、請求項２において、第２のブレーキ力目標値補正手段は、モデル車速と速度情報との差に応じたローパスフィルタ演算によりトルク定常誤差補償値を生成するトルク定常誤差補償手段を含み、トルク定常誤差補償値により、第２のブレーキ力目標値を補正するように構成したので、要求ブレーキ力を応答性よく発生させるとともに、定常誤差成分を第２のブレーキ力目標値に反映させることができ、バッテリの過充電状態を抑制した電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９０】また、この発明の請求項４によれば、請求項１から請求項３までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段により構成されたので、要求ブレーキ力を応答性よく発生させてドラバビリティを向上させた電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９１】また、この発明の請求項５によれば、請求項１から請求項３までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、車両の速度を車速として検出する車速検出手段により構成されたので、要求ブレーキ力を応答性よく発生させてドラバビリティを向上させた電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９２】また、この発明の請求項６によれば、車両を駆動するための電動機および内燃機関と、車両または電動機の速度情報を検出する速度情報検出手段と、要求駆動力に応じて、電動機および内燃機関による駆動力をそれぞれ第１および第２の駆動力目標値に制御する駆動力制御手段とを備えたハイブリッド電気自動車の制御装置において、駆動力制御手段は、要求駆動力および速度情報に基づいて、車両モデルの速度をモデル車速として演算する車両モデル演算手段と、モデル車速と速度情報との差に応じて第１の駆動力目標値を補正する第１の駆動力目標値補正手段とを含むように構成したので、応答無駄時間や応答遅れが大きい内燃機関の駆動力制御を電動機制御と併用して、要求駆動力を応答性よく発生させることにより、駆動系振動を抑制してドラバビリティを向上させたハイブリッド電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９３】また、この発明の請求項７によれば、請求項６において、車両を制動するための機械ブレーキ手段と、要求ブレーキ力に応じて、電動機による回生ブレーキ力と機械ブレーキ手段による機械ブレーキ力とを、それぞれ第１および第２のブレーキ力目標値に制御するブレーキ力制御手段とを備え、ブレーキ力制御手段は、要求ブレーキ力から第１のブレーキ力目標値を減じて第２のブレーキ力目標値を設定する第２のブレーキ力目標値設定手段と、要求ブレーキ力および速度情報に基づいて第２のモデル車速を演算する第２のモデル車速演算手段と、第２のモデル車速と速度情報との差に応じて第１および第２のブレーキ力目標値のうちの少なくとも第１のブレーキ力目標値を補正するブレーキ力目標値補正手段とを含むように構成したので、応答無駄時間や応答遅れが大きい機械ブレーキ力の制御および内燃機関の駆動力制御を電動機制御と併用して、要求ブレーキ力および要求駆動力を応答性よく発生させることにより、駆動系振動を抑制してドラバビリティを向上させたハイブリッド電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９４】また、この発明の請求項８によれば、請求項６または請求項７において、駆動力制御手段は、モデル車速と速度情報との差に応じて第２の駆動力目標値を補正する第２の駆動力目標値補正手段を含むように構成したので、要求駆動力を応答性よく発生させるとともに、電動機の定格出力を越える駆動状態を抑制したハイブリッド電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９５】また、この発明の請求項９によれば、請求項８において、第２の駆動力目標値補正手段は、モデル車速と速度情報との差に応じたローパスフィルタ演算によりトルク定常誤差補償値を生成するトルク定常誤差補償手段を含み、トルク定常誤差補償値により、第２の駆動力目標値を補正するように構成したので、要求駆動力を応答性よく発生させるとともに、電動機の定格出力を越える駆動状態を抑制したハイブリッド電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９６】また、この発明の請求項１０によれば、請求項６から請求項９までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段により構成されたので、要求駆動力を応答性よく発生させることにより、駆動系振動を抑制してドラバビリティを向上させたハイブリッド電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【０１９７】また、この発明の請求項１１によれば、請求項６から請求項９までのいずれかにおいて、速度情報検出手段は、車両の速度を車速として検出する車速検出手段により構成されたので、要求駆動力を応答性よく発生させるとともに、電動機の定格出力を越える駆動状態を抑制したハイブリッド電気自動車の制御装置が得られる効果がある。
【出願人】 【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
【出願日】 平成１１年６月２３日（１９９９．６．２３）
【代理人】 【識別番号】１０００５７８７４
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 （外６名）
【公開番号】 特開２００１−１６７０３（Ｐ２００１−１６７０３Ａ）
【公開日】 平成１３年１月１９日（２００１．１．１９）
【出願番号】 特願平１１−１７６９６６