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【発明の名称】 車両の制御装置
【発明者】 【氏名】松永 康郎
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産自動車株式会社内

【氏名】松井 大和
【住所又は居所】茨城県ひたちなか市高場２５２０ 株式会社日立製作所内
【要約】 【課題】トルク制御を用いて、極低速域でモータが回転駆動するときにもコギングトルクによる振動を抑制する。

【解決手段】トルク指令に基づいて電力変換装置５を制御することによりバッテリ７から供給される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータ２に印加するようにした車両の制御装置において、トルク指令に基づいて、モータ２のトルクに対する車両１の動作を模擬して車両モデル速度を演算する車両モデル１５と、車両モデル速度とモータ２のモータ速度と振動抑制ゲインとを用いて振動抑制補償トルクを演算する補償トルク回路１６と、モータ２の回転数に応じて振動抑制ゲインの値を変える振動抑制ゲイン演算回路１６とを備える
【特許請求の範囲】
【請求項１】トルク指令に基づいて電力変換装置を制御することによりバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータに印加するようにした車両の制御装置において、前記トルク指令に基づいて、前記モータのトルクに対する前記車両の動作を模擬して車両モデル速度を演算する車両モデルと、前記車両モデル速度と前記モータのモータ速度と振動抑制ゲインとを用いて振動抑制補償トルクを演算する補償トルク回路と、前記モータの回転数に応じて前記振動抑制ゲインの値を変える振動抑制ゲイン演算回路とを備えることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の車両の制御装置において、前記振動抑制ゲイン演算回路は、前記モータの回転数が所定の回転数以下のときの振動抑制ゲインを、前記モータの回転数が所定の回転数より大きいときの振動抑制ゲインより大きくすることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項３】請求項２に記載の車両の制御装置において、前記振動抑制ゲイン演算回路は、前記振動抑制ゲインを徐々に大きくしていくことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項４】請求項３に記載の車両の制御装置において、前記振動抑制ゲインを徐々に大きくしていく時間は、前記車両の駆動系の共振周波数の周期に対して２倍以上の時間であることを特徴とする車両の制御装置。
【請求項５】請求項１に記載の車両の制御装置において、前記振動抑制ゲイン演算回路は、前記モータの回転数が所定の回転数より大きくなったときに、前記振動抑制ゲインを徐々に小さくしていくことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項６】請求項５に記載の車両の制御装置において、前記振動抑制ゲインを徐々に小さくしていく時間は、前記車両の駆動系の共振周波数の周期に対して２倍以上の時間であることを特徴とする車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の制御装置、特に電気自動車やハイブリッド車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁石を用いた同期モータを電気自動車の走行用モータとして用いる場合、極低速域でモータが回転駆動するときにコギングトルクにより振動が発生するので、乗員は、車両の発進時や極低速走行時に不快感を感ずることがあった。この振動を抑制する方法として、特開平７−３３６８０８号公報に開示されている電気自動車の駆動制御装置がある。この電気自動車の駆動制御装置では、コギングトルクの影響を避けるために、微低速走行時に速度フィードバック制御を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の電気自動車の駆動制御装置では、微低速走行時において速度フィードバック制御を行うため、微低速走行時にトルク制御を行うことができず、運転者のアクセル操作に対する加速フィーリングが悪化する可能性があった。
【０００４】本発明の目的は、トルク制御を用いて、極低速域でモータが回転駆動するときにもコギングトルクによる振動を抑制することができる車両の制御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図２，図３を参照して本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、トルク指令に基づいて電力変換装置５を制御することによりバッテリから供給される直流電力を交流電力に変換して車両駆動用モータ２に印加するようにした車両の制御装置において、トルク指令に基づいて、モータ２のトルクに対する車両１の動作を模擬して車両モデル速度を演算する車両モデル１５と、車両モデル速度とモータ２のモータ速度と振動抑制ゲインとを用いて振動抑制補償トルクを演算する補償トルク回路１６と、モータ２の回転数に応じて振動抑制ゲインの値を変える振動抑制ゲイン演算回路２０とを備えることにより、上記目的を達成する。
（２）請求項２の発明は、請求項１の車両の制御装置において、振動抑制ゲイン演算回路２０は、モータ２の回転数が所定の回転数以下のときの振動抑制ゲインを、モータ２の回転数が所定の回転数より大きいときの振動抑制ゲインより大きくすることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項２の車両の制御装置において、振動抑制ゲイン演算回路２０は、振動抑制ゲインを徐々に大きくしていくことを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項３の車両の制御装置において、振動抑制ゲインを徐々に大きくしていく時間は、車両１の駆動系の共振周波数の周期に対して２倍以上の時間であることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項１の車両の制御装置において、振動抑制ゲイン演算回路２０は、モータ２の回転数が所定の回転数より大きくなったときに、振動抑制ゲインを徐々に小さくしていくことを特徴とする。
（６）請求項６の発明は、請求項５の車両の制御装置において、振動抑制ゲインを徐々に小さくしていく時間は、車両１の駆動系の共振周波数の周期に対して２倍以上の時間であることを特徴とする。
【０００６】なお、上記課題を解決するための手段の項では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態の図２，図３と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏する。
（１）請求項１〜６の発明によれば、振動抑制補償トルクを演算する際に用いる振動抑制ゲインを、モータの回転数に応じて変えるので、モータの状態に応じた振動抑制補償トルクを発生させることができ、車両に発生する振動を効果的に抑制することができる。
（２）請求項２の発明によれば、モータの回転数が所定の回転数以下のときの振動抑制ゲインを、モータの回転数が所定の回転数より大きいときの振動抑制ゲインより大きくするので、モータが所定の回転数以下で駆動するときに影響を受けやすいコギングトルク等に起因する振動を効果的に抑制することができる。
（３）請求項３の発明によれば、振動抑制ゲインは徐々に大きくしていくので、急激に振動抑制補償トルクが変化することによる車両への影響を防ぐことができる。
（４）請求項４の発明によれば、振動抑制ゲインを徐々に大きくしていく時間は、車両の駆動系の共振周波数の周期に対して２倍以上の時間であるので、車両共振に対する影響を防ぐことができる。ゲインの値が急激に切り替わることによる振動の増長を防ぐことができる。
（５）請求項５の発明によれば、モータの回転数が所定の回転数より大きくなったときに、振動抑制ゲインを徐々に小さくしていくので、コギングトルク以外の要因により車両に振動が発生しても、過大な補償トルクを生じさせず、かつ、急激に振動抑制補償トルクが変化することによる車両への影響を防ぐことができる。
（６）請求項６の発明によれば、振動抑制ゲインを徐々に小さくしていく時間は、車両の駆動系の共振周波数の周期に対して２倍以上の時間であるので、車両共振に対する影響を防ぐことができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下では、制御装置を搭載する車両を電気自動車とした場合について説明する。まず、本発明の基本的な考え方を図１により説明する。
【０００９】図１（ａ）は本発明が適用される電気自動車１の概略構成を示す図である。同期モータ２を駆動することにより、車軸３を介して前輪４ａ，４ｂが回転し、電気自動車１が前進あるいは後進する。
【００１０】図１（ｂ）はこのような電気自動車１の駆動系の制御モデルである。この制御モデルは、同期モータ２のモータ慣性ＪM，車両慣性ＪV（車両重量を同期モータ２から見た回転方向の慣性に等価変換したもの）、および、これらを接続する車軸３のねじり剛性ＫＬで構成される。図１（ｂ）において、モータトルクτMが同期モータ２に入力されると、軸トルクτＳとの差によりモータ慣性ＪＭが発生し、モータ速度ωＭが増加する。モータ速度ωＭと車両速度ωV(前後方向の車速ｖを回転方向のモータ速度ωＭに等価変換したもの)との速度差Δωを積分すると、車軸３のねじり角度に相当する値が得られる。このねじり角度に相当する値にねじり剛性ＫＬを乗じたものが軸トルクτSである。この軸トルクτSに負荷トルクτLを加算したトルクにより、車両慣性ＪVが発生し、車両速度ωVが増加する。このとき、ねじり剛性ＫLの大きさにより、モータ慣性ＪMと車両慣性ＪVとの間で固有の共振周波数が存在することになる。ねじり剛性ＫLが小さいと、車軸３が大きくねじれたとき、軸トルクτSはモータ慣性ＪMと車両慣性ＪVに対してそれぞれ反対方向に回転させるトルクとなる。このトルクが自動車の発進時における前後方向の振動の原因となっている。
【００１１】図２は、本発明による制御装置を搭載した電気自動車１の一実施の形態の構成を示す図である。インバータ５は、電流制御回路８から出力される３相のＰＷＭパルスＰU，ＰV，ＰW により制御され、バッテリー７の直流電圧を３相交流電圧に変換する。インバータ５で交流に変換された電圧は、同期モータ２に印加されて同期モータ２が駆動することにより、車軸３を介して前輪４ａ，４ｂが回転し、電気自動車１が前進あるいは後進する。
【００１２】電流制御回路８は、制御装置６から出力される３相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の電流指令ｉUR，ｉVR，ｉWＲに対して、同期モータ２に流れる各相の電流ｉU，ｉV，ｉＷを電流センサ１８で検出してフィードバックする電流フィードバック制御を行う。電流フィードバック制御が行われた後の３相のＰＷＭパルスＰU，ＰV，ＰＷは、インバータ５に出力される。以上の制御により、モータ２を流れる各相の電流ｉU，ｉV，ｉＷはそれぞれ電流指令値と一致するようになり、同期モータ２は所定のトルクを発生する。
【００１３】制御装置６は、基準トルク演算回路１３，モータ制御回路１４，車両モデル１５、トルク補償回路１６、およびトルク補償制限回路１７を備える。基準トルク演算回路１３は、アクセルペダル検出器９，ブレーキペダル検出器１０，シフトレバー検出器１１，位置検出器（例えばレゾルバ）１２からそれぞれ出力される加速信号Ｘa，減速信号Ｘb，シフト信号ＳDR，同期モータのモータ位置ωθに基づいて、電気自動車１の加減速を行うための基準トルクτ*を決定する。基準トルクτ*は、加速信号Ｘaにより増加し、減速信号Ｘbにより減少する。なお、シフト信号ＳDＲは車両の前進と後進を切替えるための信号であり、後進するときは、基準トルクτ*の符号を変更する処理を行う。また、モータ位置ωθが増加するに従い、基準トルクτ* の絶対量を低減する制御を行う。これにより、一般的な自動車の運転感覚に適した基準トルク演算が行われる。
【００１４】基準トルク演算回路１３から出力される基準トルクτ*と、後述する補償トルクτVＮとの差に基づいて、トルク指令τＲが算出される。算出されたトルク指令τRは、モータ制御回路１４に入力される。モータ制御回路１４は、トルク指令τRとモータ位置ωθを用いて、ベクトル制御演算を行う。ベクトル制御とは、同期モータ等の交流モータに対して、トルク制御性を線形化して制御性を向上する手法である。ベクトル制御演算方法について、詳しく説明する。
【００１５】まず、トルク指令τRとモータ位置ωθから、同期モータ２の界磁を発生させるための界磁電流指令ｉＤとそれに直交するトルク電流指令ｉＱを演算する。次に、界磁電流指令ｉＤとトルク電流指令ｉＱを座標変換（２相／３相変換）することにより、電流指令ｉUR，ｉVR，ｉWＲを算出する。なお、ベクトル制御演算では、同期モータ２の界磁と界磁電流指令ｉＤとの回転座標系の角度を一致させることが重要である。ベクトル制御を行うことにより、同期モータ２で発生するモータトルクτＭを、過渡時においてもトルク指令τRと一致させることができる。
【００１６】車両モデル１５は、モータトルクτＭに対する車両の動作を模擬したものである。本実施の形態では、モータトルクτＭの代わりに、トルク指令τRを用いて車両速度ωＶを模擬した車両モデル速度ωVＭを算出している。トルク補償回路１６は、モータ速度ωＭと車両モデル１５から入力された車両モデル速度ωVＭとに基づいて、車両の振動を抑制するための補償トルクτＶを演算する。なお、モータ速度ωＭは、モータ位置ωθの時間変換により求めるものであり、車両モデル速度ωVＭは回転方向のモータ速度ωＭに等価変換したものである。補償トルクτＶの詳しい演算方法については、後述する。演算した補償トルクτＶは、トルク補償制限回路１７に出力する。また、トルク補償回路１６は、負荷トルクτＬを推定したモデル負荷トルクτLＭを演算し、車両モデル１５に出力する。
【００１７】トルク補償制限回路１７は、トルク補償回路１６から入力された補償トルクτＶを所定の制限値と比較する。補償トルクτＶが所定の制限値より大きければ、後述する方法にて新たに補償トルクτＶＮを演算する。所定の制限値以下であれば、τＶをそのまま補償トルクτＶＮとして出力する。すなわち、トルク補償制限回路１７は、補償トルクのリミッタの役割を果たしている。
【００１８】図３は、車両モデル１５、トルク補償回路１６、トルク補償制限回路１７の演算内容をブロック図で示したものである。車両モデル１５は、トルク指令τＲとトルク補償回路１６で算出したモデル負荷トルクτLＭとのトルク和τＫを算出する。算出したトルク和τＫを車両駆動の実質的なトルクとみなして、車両モデル特性ＧVM(ｓ)に応じて車両モデル速度ωVＭを算出する。車両モデル特性ＧVM(ｓ)の選択方法としては様々なものが考えられるが、本実施の形態では、次式（１）により算出している。
ＧVM(ｓ)＝１／{(ＪM＋ＪV)ｓ} …（１）
【００１９】式（１）にて算出される車両モデル特性ＧＶＭ（ｓ）は、ねじり剛性ＫＬが非常に大きい場合の特性と一致する。なお、車両モデル１５は本来、車両の動作を模擬するための処理を行うものであり、図１（ｂ）に示す共振系の動作まで模擬することもできる。しかし、本実施の形態では、車両慣性ＪＶがモータ慣性ＪＭと比べて大きいことを考慮して、車両速度ωVを式（１）の特性を用いて模擬することにした。車両モデル１５で算出された車両モデル速度ωＶＭは、トルク補償回路１６に入力される。
【００２０】トルク補償回路１６は、実際のモータ速度ωＭと車両モデル１５で算出した車両モデル速度ωVＭとの差から、モデル速度差ΔωＭを算出する。モデル速度差ΔωＭは図１（ｂ）の速度差Δωを模擬したものに相当する。このとき、算出したモデル速度差ΔωＭと速度差リミッタ値ωlimとの大きさを比較して、速度差リミッタ値ωlimの方が大きければ、速度差リミッタ値ωlimをモデル速度差ΔωＭに置き換える。このモデル速度差ΔωＭを用いて振動補償演算Ｇω(ｓ)を行い、補償トルクτＶを算出する。振動補償演算Ｇω(ｓ)は、比例，積分、および微分制御演算を組み合わせて算出することができるが、比例制御演算だけを用いて算出してもよい。比例制御演算だけを用いて振動補償演算Ｇω(ｓ)を算出しても、以下の理由により、ほぼ振動を抑制することができる。
【００２１】車両モデル速度ωVＭが車両速度ωＶに一致していれば、トルク補償回路１６で算出されるモデル速度差ΔωＭと速度差Δωは一致する。すなわち、モデル速度差ΔωＭを算出することにより、速度差Δωを検出したことになる。振動を抑制するためには、図１（ｂ）において、振動の原因となる軸トルクτＳを減少することが重要である。軸トルクτＳによる振動は、その微分要素となる速度差Δωを積分したものであるので、速度差Δωに比例演算を行ってフィードバックすることにより、振動の成分を初期段階で抑えることができる。
【００２２】従って、本実施の形態では、振動補償演算Ｇω(ｓ)は比例制御演算とし、補償トルクτＶと速度差Δωとの関係を次式（２）により表す。
τＶ＝Ｇ×Δω …（２）
ただし、Ｇは振動抑制ゲイン（以下、単にゲインと呼ぶ）であり、同期モータ２の回転速度により異なる値を用いることにする。すなわち、同期モータ２の回転速度が遅い領域（極低速域）では、車両に与えるコギングトルクによる振動の影響が大きいので、補償トルクτＶを大きい値にするため、ゲインＧも大きくする。ゲインＧの算出は、振動抑制ゲイン演算回路２０で行われる。本実施の形態では、同期モータ２が中高速で回転駆動するときの、通常制御時のゲインＧsに対して、極低速域でのゲインＧをＧ＝１０Ｇsとした。
【００２３】なお、極低速域でのゲインＧは実験等により求めることができる。極低速域ではコギングトルクの影響が大きいので、式（２）において補償トルクτＶをコギングトルクτＣに置き換えると、ゲインＧは次式（３）にて表すことができる。
Ｇ＝τＣ／Δω …（３）
従って、コギングトルクτＣによりどれだけ同期モータ２の回転数が変動するかを測定すれば、式（３）によりゲインＧを算出することができる。このような算出手法により極低速域でのゲインＧを算出すれば、通常制御時のゲインＧsに対して、何倍のゲインを用いればよいかを定めることができる。
【００２４】一方、同期モータ２の回転速度が速い領域でゲインＧが大きいと、コギングトルク以外の要因により車両の駆動系に振動が発生したときに、補償トルクτＶＮが過大となる。従って、同期モータ２の回転数Ｎが上昇したときには、通常制御時のゲインＧsを用いる。ゲインＧを切り替えるときの同期モータ２の回転数は、予め実験等により求めておく。ゲインＧを切り替える際のしきい値となる回転数の算出方法の一例について説明する。
【００２５】同期モータ２のスロット数をＮs、極数をＰとすると、コギングトルクは、一回転につきＮs／（Ｐ／２）回発生する。従って、４８スロット１６極モータの場合、４８／（１６／２）＝６ …（４）
より、一回転につき６回発生することになる。ゲインＧの切り替えは、コギングトルクの影響の大きさを考慮して決めればよく、本実施の形態では、１秒間に６０回以上コギングトルクが発生し、また、車両の捻れ系の共振周波数に対しても５倍以上の周波数となるように、しきい値となる回転数を求めている。すなわち、６０／６×６０＝６００ …（５）
より、１分間当たりの回転数が６００ｒｐｍ以上であれば、１秒間に６０回以上コギングトルクが発生するという条件を満たし、かつ、車両の捻れ系の共振周波数（本実施の形態では１０Ｈｚ）に対する条件をも満たす。
【００２６】このように、しきい値となる回転数以下のときにゲインＧの値を大きく（Ｇ＝１０Ｇs）し、しきい値となる回転数以上のときにゲインＧの値を小さく（Ｇ＝Ｇs）とすることにより、同期モータ２の低回転時には、コギングトルクによる振動が発生せず、乗員は、車両の発進時、減速時、極低速走行時に従来のような振動による不快感を感じることがなくなる。また、しきい値となる回転数以上で同期モータ２を駆動するときは、駆動周波数の増大に伴いコギングトルクの影響を受けることはなくなり、コギングトルク以外の要因により車両の駆動系に振動が発生しても、通常制御時のゲインＧsを用いるので、過大な補償トルクが発生することもない。
【００２７】また、ゲインＧの切り替えに際しては、急激に切り替えるのではなく、徐々に値を変えていくようにする。すなわち、車両の共振に対して十分長い時間をかけてゲインＧを切り替えるようにする。本実施の形態では、車両の共振周波数が１０Ｈｚであり、その周期は１００ｍｓであることから、共振周波数の周期の２倍の２００ｍｓの時間をかけて、ゲインＧ＝１０ＧsからＧ＝Ｇs、またはゲインＧ＝ＧsからＧ＝１０Ｇsに切り替えるようにしている。これにより、ゲインＧの値を急激に切り替えることによる振動の増長を防ぎ、車両挙動が不安定になるのを回避することができる。
【００２８】また、トルク補償回路１６は、補償トルクτＶを算出するとともに、モデル速度差ΔωMを用いて、負荷トルク補償演算Ｇτ(ｓ)を行い、演算結果をモデル負荷トルクτLMとしている。モデル速度差ΔωＭは、振動成分を除くと負荷トルクτＬの影響を反映している。従って、モデル速度差ΔωMを用いて、負荷トルクτＬを模擬したモデル負荷トルクτLMを算出することができる。なお、負荷トルク補償演算Ｇτ(ｓ)は、比例演算によりモデル負荷トルクτLMを算出することができるが、積分，微分演算を用いてもよい。算出したモデル負荷トルクτＬＭは、所定のリミッタ値と比較して、リミッタ値以下であればそのまま算出した値を用い、リミッタ値よりも大きければ所定のリミッタ値をモデル負荷トルクτＬＭに置き換えて、車両モデル速度ωＶＭの演算のために車両モデル１５にフィードバックする。これにより、実際の車両をよりよく制御することが可能になる。
【００２９】図４は、本発明による車両の制御装置による制御手順を示す一実施の形態のフローチャートである。ステップＳ１０から始まる制御は、所定の周期（本実施の形態では、１０ｍｓ）ごとに行われる。ステップＳ１０では、車両モデル１５に入力されるトルク指令τＲを、図示しないメモリから読み出す。このトルク指令τＲは、後述するステップＳ１７０で算出され、図示しないメモリに記憶されているものである。トルク指令τＲを読み出すと、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、モデル負荷トルクτＬＭを算出してステップＳ３０に進む。なお、モデル負荷トルクτＬＭの算出方法については、すでに述べたので省略する。
【００３０】ステップＳ３０では、ステップＳ１０で読み出したトルク指令τＲと、ステップＳ２０で算出したモデル負荷トルクτＬＭとの和を求めることにより、トルク和τＫ（＝τＲ＋τＬＭ）を算出する。次のステップＳ４０では、ステップＳ３０で算出したトルク和τＫを用いて車両モデル速度ωＶＭを算出する。これらのステップＳ２０〜ステップＳ４０の処理は、車両モデル１５で行われる。ステップＳ４０で算出された車両モデル速度ωＶＭは、トルク補償回路１６に入力される。
【００３１】ステップＳ５０では、実際のモータ速度ωＭと、ステップＳ５０で算出した車両モデル速度ωＶＭとの差を求めることにより、モデル速度差ΔωＭ（＝ωＭ−ωＶＭ）を算出する。モデル速度差ΔωＭを算出するとステップＳ６０に進む。ステップＳ６０では、ステップＳ５０で算出したモデル速度差ΔωＭが速度差リミッタ値ωlimより大きいか否かを判定する。モデル速度差ΔωＭがリミッタ値ωlimより大きいときは、ステップＳ７０においてリミッタ値ωlimをモデル速度差ΔωＭに置き換えてステップＳ８０に進む。モデル速度差ΔωＭがリミッタ値ωlim以下であるときは、そのままステップＳ８０に進む。
【００３２】ステップＳ８０では、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数より大きいか否かを判定する。本実施の形態では、上述したように、この所定の回転数を６００ｒｐｍとしている。同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数より大きいときは、ステップＳ９０に進む。ステップＳ９０，Ｓ１００では、ゲインＧを、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数より大きいときに用いるゲインＧsとするための制御を行う。ステップＳ９０では、現在のゲインＧがゲインＧsと一致しないか判定する。一致しないと判定するとステップＳ１００に進み、一致すると判定するとステップＳ１３０に進む。
【００３３】ステップＳ１００では、現在のゲインＧを少しずつ小さくしてゲインＧsとするための制御を行う。上述したように、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数以下のときは、所定の回転数より大きいときに用いるゲインＧsの１０倍のゲインを用いる。従って、ゲインＧ＝１０Ｇsから徐々に値を小さくしてゲインＧ＝Ｇsとする制御を行う。ゲインＧの切り替えの時間は、上述したように、２００ｍｓとし、本フローチャートの演算は１０ｍｓごとに行うことから、本フローチャートの演算を２０（２００／１０）回行う間にゲインＧの切り替えを行う必要がある。従って、式（６）で示すように、現在のゲインＧから、９Ｇsの２０分の１の大きさの値を引いたものを新たなゲインＧとする。
Ｇ＝Ｇ−９／２０×Ｇs …（６）
【００３４】１０ｍｓごとに本フローチャートの演算を繰り返し行われると、式（６）による演算により、ゲインＧが１０ＧsからＧsに切り替わる。ゲインＧがＧsになると、ステップＳ９０での判定は否定されるので、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数より大きい領域では、ゲインＧ＝Ｇsの状態が維持される。
【００３５】一方、ステップＳ８０で、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数以下であると判定されたときは、ステップＳ１１０に進む。ステップＳ１１０，Ｓ１２０では、ゲインＧを、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数以下のときに用いるゲイン１０Ｇsとするための制御を行う。ステップＳ１１０では、現在のゲインＧがゲイン１０Ｇsと一致しないか判定する。一致しないと判定するとステップＳ１２０に進み、一致すると判定するとステップＳ１３０に進む。ステップＳ１２０では、ステップＳ１００で行う制御と逆の制御、すなわちゲインＧ＝Ｇsから徐々に値を大きくしてゲインＧ＝１０Ｇsとする制御を行う。新たなゲインＧは、次式（７）で算出される。
Ｇ＝Ｇ＋９／２０×Ｇs …（７）
ステップＳ１００およびステップＳ１２０で新たなゲインＧを算出するとステップＳ１３０に進む。
【００３６】ステップＳ１３０では、次式（８）により補償トルクτＶを算出する。
τＶ＝ΔωＭ×Ｇ …（８）
補償トルクτＶを算出するとステップ１４０に進む。上述したステップＳ５０〜ステップＳ１３０の処理は、トルク補償回路１６により行われる。特に、ステップＳ８０〜ステップＳ１２０で行うゲインＧの演算処理は、振動抑制ゲイン演算回路２０で行われる。また、後述するステップＳ１４０〜ステップＳ１６０の処理は、トルク補償制限回路１７にて行われる。ステップＳ１４０では、ステップＳ１３０で算出した補償トルクτＶが、補償トルク制限値τlimより大きいか否かを判定する。補償トルク制限値τlimより大きいと判定すると、ステップＳ１６０に進み、補償トルク制限値τlimを新たな補償トルク制限値τＶＮとして、ステップＳ１７０に進む。一方、補償トルクτＶが補償トルク制限値τlim以下であると判定すると、ステップＳ１３０で算出した補償トルクτＶを新たな補償トルクτＶＮとしてステップＳ１７０に進む。
【００３７】ステップＳ１７０では、トルク指令τＲを算出して、図示しないメモリに記憶する。トルク指令τＲの算出は、上述したように、基準トルクτ*と、ステップＳ１５０またはステップＳ１６０で算出した補償トルクτＶＮとの差を求めることにより行われ、車両モデル１５で行われる。図示しないメモリに記憶されたトルク指令τＲは、次回行われる制御のステップＳ１０で読み出される。
【００３８】本発明による車両の制御装置によれば、車両の振動抑制のための補償トルクτＶ（リミッタ制御後は補償トルクτＶＮ）を算出するために用いるゲインＧを、同期モータ２の回転数Ｎに応じて異なる値とした。すなわち、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数より小さい領域では、コギングトルクの影響が大きいので、補償トルクτＶＮを大きい値とするために、ゲインＧを通常制御時のゲインＧsより大きくしている（ステップＳ１１０，１２０）。これにより、従来、車両の発進時、減速時、極低速走行時等で発生していたコギングトルクによる振動が発生せず、乗員が不快感を感じることはなくなる。また、同期モータ２の回転数Ｎが所定の回転数より大きい領域では、ゲインの値を通常制御時のゲインＧsとしている（ステップＳ９０，Ｓ１００）。この領域では、駆動周波数の増大に伴いコギングトルクの影響を受けることはなく、コギングトルク以外の要因により車両の駆動系に振動が発生しても、過大な補償トルクτＶＮが発生することはない。
【００３９】また、ゲインＧの切り替えは、車両の共振周波数の周期の２倍以上の時間をかけて、少しずつ値を変えることにより行う（ステップＳ１００，Ｓ１２０）ので、ゲインＧの値を急激に切り替えることによる振動の増長や車両共振に対する影響を防ぐことができる。
【００４０】本発明は上述した実施の形態に限定されることはない。例えば、同期モータ２が極低回転で駆動するときのゲインＧを、通常時のゲインＧsの１０倍としたが、コギングトルクによる振動を防ぐことができれば、１０倍以外でもよい。また、ゲインＧを切り替える際の同期モータ２の回転数Ｎも、上述したように、コギングトルクの影響、および車両の捻れ系の共振周波数を考慮して定めればよく、６００ｒｐｍに限定されることはない。
【００４１】また、車両を駆動させるモータとして同期モータを用いたが、磁石式の直流モータを用いても良い。さらに、車両モデル１５が行う制御模擬には、モータ慣性および車両慣性等の慣性と、負荷トルクとを用いたが、これ以外に車両の走行抵抗、モータ等の損失、機械系の共振特性などを用いてもよい。
【００４２】また、上述した説明では、本発明による制御装置を搭載する車両を電気自動車に適用した例について説明したが、電気自動車以外にハイブリッド車などのモータを用いて駆動するものに適用することができる。
【出願人】 【識別番号】０００００５１０８
【氏名又は名称】株式会社日立製作所
【住所又は居所】東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地
【識別番号】０００００３９９７
【氏名又は名称】日産自動車株式会社
【住所又は居所】神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地
【出願日】 平成１４年１月２１日（２００２．１．２１）
【代理人】 【識別番号】１０００８４４１２
【弁理士】
【氏名又は名称】永井 冬紀
【公開番号】 特開２００３−２１９５０８（Ｐ２００３−２１９５０８Ａ）
【公開日】 平成１５年７月３１日（２００３．７．３１）
【出願番号】 特願２００２−１１３０３（Ｐ２００２−１１３０３）