JP2014215904A

JP2014215904A - Control device

Info

Publication number: JP2014215904A
Application number: JP2013094314A
Authority: JP
Inventors: 秀彦杉田; Hidehiko Sugita
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2013-04-26
Filing date: 2013-04-26
Publication date: 2014-11-17

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive force control device capable of achieving required control responsiveness regardless of whether or not disturbance occurs.SOLUTION: A control device includes: feedforward command value calculation means 21 for calculating a control command value so that output of a control object becomes a control target value, on the basis of the control target value; and a restriction unit 26 for restricting the control command value to a restriction value set. The feedforward command value calculation means calculates the control command value on the basis of an output value output by the control object in addition to the control target value when the control command value is greater than the restriction value.

Description

本発明は、制御対象の出力を制御する制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device that controls an output of a controlled object.

従来の駆動力制御装置としては、例えば特許文献1に記載のようなものが知られている。この文献には、エンジンの制御装置において、一時遅れ系のモデルを用いてスロットル規範応答開度を演算するフィードフォワード補償器と、比例積分制御を行うフィードバック補償器と、電流指令値と実際の出力値から外乱による出力値の誤差を小さくする外乱補償器と、指令電流の電流制限を行う電流制限値算出器とからなるものが開示されている。 As a conventional driving force control device, for example, the one described in Patent Document 1 is known. This document describes a feedforward compensator that calculates a throttle reference response opening using a temporary delay system model, a feedback compensator that performs proportional-integral control, a current command value, and an actual output in an engine control device. There is disclosed a disturbance compensator that reduces an error of an output value due to disturbance from a value and a current limit value calculator that limits a current of a command current.

特開2008-157083号公報JP 2008-157083 A

上記特許文献1に記載の技術では、電流指令値に対して外乱分の電流値が足し込まれるため電流制限値に引っかかってしまい、最終的な電流指令値が抑制され、設定している時定数よりも制御応答時間を要し、制御応答性が悪化するおそれがあった。
本発明は、上記問題に着目されたもので、その目的とするところは、外乱の発生の有無にかかわらず制御応答性を確保することができる駆動力制御装置を提供することである。 In the technique described in Patent Document 1, the current value is added to the current command value, so that the current limit value is caught, the final current command value is suppressed, and the set time constant Control response time was required, and control responsiveness might be deteriorated.
The present invention pays attention to the above-mentioned problem, and an object of the present invention is to provide a driving force control device capable of ensuring control responsiveness regardless of the occurrence of disturbance.

上記課題を解決するために本発明では、制御目標値に基づいて、制御対象の出力を制御目標値となるように制御指令値を演算するフィードフォワード指令値演算手段と、制御指令値を設定した制限値に制限する制限部と、を備え、フィードフォワード指令値演算手段は、制御指令値が制限値よりも大きいときには、制御目標値に加えて制御対象が出力した出力値に基づいて制御指令値を演算するようにした。 In order to solve the above-mentioned problem, in the present invention, based on the control target value, feedforward command value calculation means for calculating the control command value so that the output of the control target becomes the control target value, and the control command value are set. A feed-forward command value calculation means, when the control command value is larger than the limit value, the control command value based on the output value output from the control target in addition to the control target value. Was calculated.

よって、外乱の発生の有無にかかわらず制御応答性を確保することができる。 Therefore, control responsiveness can be ensured regardless of the occurrence of disturbance.

実施例1の駆動パワートレインのシステム図である。1 is a system diagram of a drive power train of Example 1. FIG. 実施例1のモータジェネレータ制御部のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a motor generator control unit according to the first embodiment. 実施例1のフィードフォワード補償器の実装回路構成図である。FIG. 3 is a mounting circuit configuration diagram of the feedforward compensator according to the first embodiment. 比較例のモータジェネレータ制御部のブロック図である。It is a block diagram of the motor generator control part of a comparative example. 実施例1のモータジェネレータの回転数およびトルクのタイムチャートである。3 is a time chart of the rotation speed and torque of the motor generator according to the first embodiment. 実施例1のタイムチャートの拡大図である。2 is an enlarged view of a time chart of Example 1. FIG. 実施例2のモータジェネレータ制御部のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of a motor generator control unit according to a second embodiment. 比較例のモータジェネレータ制御部のブロック図である。It is a block diagram of the motor generator control part of a comparative example. 実施例2のモータジェネレータの回転数およびトルクのタイムチャートである。6 is a time chart of the rotational speed and torque of the motor generator of Example 2. 実施例2のタイムチャートの拡大図である。4 is an enlarged view of a time chart of Example 2. FIG.

〔実施例1〕
［ハイブリッド車両の駆動系構成］
図1は後輪駆動によるハイブリッド車両15の駆動パワートレインのシステム図である。ハイブリッド車両15は、エンジン1と、第一クラッチ6と、モータジェネレータ5と、第二クラッチ7と、自動変速機3と、プロペラシャフト10と、ディファレンシャル8と、左右のドライブシャフト9と、左右の後輪2と、を有する。 Example 1
[Drive system configuration of hybrid vehicle]
FIG. 1 is a system diagram of a drive power train of the hybrid vehicle 15 by rear wheel drive. The hybrid vehicle 15 includes an engine 1, a first clutch 6, a motor generator 5, a second clutch 7, an automatic transmission 3, a propeller shaft 10, a differential 8, a left and right drive shaft 9, and left and right drive shafts. And a rear wheel 2.

エンジン1は、例えばガソリンエンジンであり、エンジンコントローラからの制御指令に基づいて、スロットルバルブのバルブ開度等が制御される。
第一クラッチ6は、エンジン1とモータジェネレータ5との間に介装されたクラッチであり、第一クラッチコントローラからの制御指令に基づいて、第一クラッチ油圧ユニットにより作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。 The engine 1 is, for example, a gasoline engine, and the valve opening degree of a throttle valve and the like are controlled based on a control command from an engine controller.
The first clutch 6 is a clutch interposed between the engine 1 and the motor generator 5, and slips by the control hydraulic pressure generated by the first clutch hydraulic unit based on the control command from the first clutch controller. The fastening / opening is controlled including the fastening.

モータジェネレータ5は、ロータに永久磁石を埋設しステータにステータコイルが巻き付けられた同期型モータジェネレータであり、モータコントローラからの制御指令に基づいて、インバータにより作り出された三相交流を印加することにより制御される。このモータジェネレータ5は、バッテリからの電力の供給を受けて回転駆動する電動機として動作することもできるし（以下、この状態を「力行」と呼ぶ）、ロータが外力により回転している場合には、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能してバッテリを充電することもできる（以下、この動作状態を「回生」と呼ぶ）。尚、このモータジェネレータ5のロータは、図外のダンパーを介して自動変速機3の入力軸に連結されている。 The motor generator 5 is a synchronous motor generator in which a permanent magnet is embedded in a rotor and a stator coil is wound around a stator, and by applying a three-phase alternating current generated by an inverter based on a control command from a motor controller. Be controlled. This motor generator 5 can also operate as an electric motor that is driven to rotate by receiving power supplied from a battery (this state is hereinafter referred to as “powering”), or when the rotor is rotated by an external force. The battery can also be charged by functioning as a generator that generates electromotive force at both ends of the stator coil (hereinafter, this operation state is referred to as “regeneration”). The rotor of the motor generator 5 is connected to the input shaft of the automatic transmission 3 via a damper (not shown).

第二クラッチ7は、モータジェネレータ5と後輪2との間に介装されたクラッチであり、ＡＴコントローラからの制御指令に基づいて、第二クラッチ油圧ユニットにより作り出された制御油圧により、スリップ締結を含み締結・開放が制御される。
自動変速機3は、有段階の変速比を車速やアクセル開度等に応じて自動的に切り換える変速機であり、第二クラッチ7は専用クラッチとして新たに追加したものではなく、自動変速機3の各変速段にて締結される複数の摩擦締結要素のうち、いくつかの摩擦締結要素を流用している。 The second clutch 7 is a clutch interposed between the motor generator 5 and the rear wheel 2, and is slip-engaged by the control hydraulic pressure generated by the second clutch hydraulic unit based on the control command from the AT controller. The fastening and opening are controlled.
The automatic transmission 3 is a transmission that automatically switches the stepped gear ratio according to the vehicle speed, the accelerator opening, etc., and the second clutch 7 is not newly added as a dedicated clutch. Among the plurality of frictional engagement elements that are engaged at the respective shift speeds, some frictional engagement elements are used.

そして、自動変速機3の出力軸3bは、車両駆動軸としてのプロペラシャフト10、ディファレンシャル8、ドライブシャフト9を介して後輪2に連結されている。なお、第一クラッチ6と第二クラッチ7には、例えば、比例ソレノイドで油流量および油圧を連続的に制御できる湿式多板クラッチを用いている。 The output shaft 3b of the automatic transmission 3 is connected to the rear wheel 2 via a propeller shaft 10, a differential 8, and a drive shaft 9 as vehicle drive shafts. The first clutch 6 and the second clutch 7 are, for example, wet multi-plate clutches that can continuously control the oil flow rate and hydraulic pressure with a proportional solenoid.

このハイブリッド駆動系には、第一クラッチ6の締結・開放状態に応じて３つの走行モードを有する。第一走行モードは、第一クラッチ6の開放状態で、モータジェネレータ5の動力のみを動力源として走行するモータ使用走行モードとしての電気自動車走行モード（以下、「EV走行モード」）である。第二走行モードは、第一クラッチ6の締結状態で、エンジン1を動力源に含みながら走行するエンジン使用走行モード（以下、「HEV走行モード」）である。第三走行モードは、第一クラッチ6の締結状態で第二クラッチ7をスリップ制御させ、エンジン1を動力源に含みながら走行するエンジン使用スリップ走行モード（以下、「WSC走行モード」）である。このモードは、特にバッテリSOCが低いときやエンジン水温が低いときに、クリープ走行を達成可能なモードである。なお、EV走行モードからHEV走行モードに遷移するときは、第一クラッチCL1を締結しモータジェネレータMGのトルクを用いてエンジン始動を行う。 This hybrid drive system has three travel modes according to the engaged / released state of the first clutch 6. The first travel mode is an electric vehicle travel mode (hereinafter referred to as “EV travel mode”) as a motor use travel mode in which the first clutch 6 is disengaged and travels using only the power of the motor generator 5 as a power source. The second travel mode is an engine use travel mode (hereinafter referred to as “HEV travel mode”) in which the first clutch 6 is engaged and the engine 1 is included in the power source. The third travel mode is an engine-use slip travel mode (hereinafter, “WSC travel mode”) in which the second clutch 7 is slip-controlled while the first clutch 6 is engaged and the engine 1 is included in the power source. This mode is a mode in which creep running can be achieved particularly when the battery SOC is low or the engine water temperature is low. When transitioning from the EV travel mode to the HEV travel mode, the first clutch CL1 is engaged and the engine is started using the torque of the motor generator MG.

上記「HEV走行モード」には、「エンジン走行モード」と「モータアシスト走行モード」と「走行発電モード」との３つの走行モードを有する。「エンジン走行モード」は、エンジン1のみを動力源として駆動輪を動かす。「モータアシスト走行モード」は、エンジン1とモータジェネレータ5の２つを動力源として駆動輪を動かす。「走行発電モード」は、エンジン1を動力源として後輪2を動かすと同時に、モータジェネレータ5を発電機として機能させる。 The “HEV travel mode” has three travel modes of “engine travel mode”, “motor assist travel mode”, and “travel power generation mode”. In the “engine running mode”, the driving wheels are moved using only the engine 1 as a power source. In the “motor assist travel mode”, the drive wheels are moved by using the engine 1 and the motor generator 5 as power sources. In the “running power generation mode”, the motor generator 5 is caused to function as a power generator while the rear wheel 2 is moved using the engine 1 as a power source.

定速運転時や加速運転時には、エンジン1の動力を利用してモータジェネレータ5を発電機として動作させる。また、減速運転時は、制動エネルギを回生してモータジェネレータ5により発電し、バッテリの充電のために使用する。また、更なるモードとして、車両停止時には、エンジン1の動力を利用してモータジェネレータ5を発電機として動作させる発電モードを有する。 During constant speed operation or acceleration operation, the motor generator 5 is operated as a generator using the power of the engine 1. Further, during deceleration operation, braking energy is regenerated and electric power is generated by the motor generator 5 and used for charging the battery. Further, as a further mode, there is a power generation mode in which the motor generator 5 is operated as a generator using the power of the engine 1 when the vehicle is stopped.

またセンサ類として、エンジン1の回転数を検出するエンジン回転数センサ11、モータジェネレータの回転数を検出するモータジェネレータ回転数センサ12、自動変速機3の入力軸3aの回転数を検出する入力回転数センサ13、自動変速機3の出力軸3bの回転数を検出する出力回転数センサ14を有している。 As sensors, an engine speed sensor 11 that detects the speed of the engine 1, a motor generator speed sensor 12 that detects the speed of the motor generator, and an input speed that detects the speed of the input shaft 3a of the automatic transmission 3 A number sensor 13 and an output rotation speed sensor 14 for detecting the rotation speed of the output shaft 3b of the automatic transmission 3 are provided.

［モータジェネレータのモデル］
制御対象であるモータジェネレータ5のモデルは、次の式で表せられる。
Gp(s)＝1/（J・s＋C）
ここで、Jはイナーシャ項、Cは粘性項を示す。 [Model of motor generator]
A model of the motor generator 5 to be controlled is expressed by the following equation.
Gp (s) = 1 / (J ・ s + C)
Here, J is an inertia term, and C is a viscosity term.

イナーシャ項Jおよび粘性項Cについて説明する。第一クラッチ6よりもエンジン側におけるエンジンイナーシャ項をJ1、エンジン粘性項をC1とする。第一クラッチ6と第二クラッチ7との間におけるモータイナーシャ項をJ2、モータ粘性項をC2とする。第二クラッチ7よりも後輪2側における車両イナーシャ項をJ3、車両粘性項をC3とする。イナーシャ項J1,J2,J3および粘性項C1,C2,C3は、実験等により予め求めておくことができる。 The inertia term J and the viscosity term C will be described. The engine inertia term on the engine side of the first clutch 6 is J1, and the engine viscosity term is C1. The motor inertia term between the first clutch 6 and the second clutch 7 is J2, and the motor viscosity term is C2. The vehicle inertia term on the rear wheel 2 side of the second clutch 7 is J3, and the vehicle viscosity term is C3. The inertia terms J1, J2, J3 and the viscosity terms C1, C2, C3 can be obtained in advance by experiments or the like.

モデルのイナーシャ項Jおよび粘性項Cは、第一クラッチ6および第二クラッチ7の締結状態の組み合わせに応じて変化する。
第一クラッチ6および第二クラッチ7をともに解放しているとき（クラッチ状態(1)）では、
J=J2
C=C2
となる。 The inertia term J and the viscosity term C of the model change according to the combination of the engagement states of the first clutch 6 and the second clutch 7.
When both the first clutch 6 and the second clutch 7 are released (clutch state (1)),
J = J2
C = C2
It becomes.

第一クラッチ6を締結し、第二クラッチ7を解放しているとき（クラッチ状態(2)）では、
J=J1+J2
C=C1+C2
となる。
第一クラッチ6を解放し、第二クラッチ7を締結しているとき（クラッチ状態(3)）では、
J=J2+J3
C=C2+C3
となる。 When the first clutch 6 is engaged and the second clutch 7 is released (clutch state (2)),
J = J1 + J2
C = C1 + C2
It becomes.
When the first clutch 6 is released and the second clutch 7 is engaged (clutch state (3)),
J = J2 + J3
C = C2 + C3
It becomes.

第一クラッチ6および第二クラッチ7をともに締結しているとき（クラッチ状態(4)）では、
J=J1+J2+J3
C=C1+C2+C3
となる。
第一クラッチ6を解放し、第二クラッチ7をスリップさせているとき（クラッチ状態(5)）では、
J=J2
C=C2
となる。 When both the first clutch 6 and the second clutch 7 are engaged (clutch state (4)),
J = J1 + J2 + J3
C = C1 + C2 + C3
It becomes.
When the first clutch 6 is released and the second clutch 7 is slipped (clutch state (5)),
J = J2
C = C2
It becomes.

第一クラッチ6を締結し、第二クラッチ7をスリップさせているとき（クラッチ状態(6)）では、
J=J1+J2
C=C1+C2
となる。 When the first clutch 6 is engaged and the second clutch 7 is slipped (clutch state (6)),
J = J1 + J2
C = C1 + C2
It becomes.

［モータジェネレータ制御部の構成］
図2は、モータジェネレータ5を制御するモータジェネレータ制御部20のブロック図である。モータジェネレータ制御部20は、フィードフォワード補償器21と、第一モデルマッチング項22と、第一加減算器23、第二モデルマッチング項24と、第二加減算器25と、リミット処理器26と、ローパスフィルタ27と、位相補償器28と、第三加減算器29と、比較器30とを有している。 [Configuration of motor generator controller]
FIG. 2 is a block diagram of the motor generator control unit 20 that controls the motor generator 5. The motor generator control unit 20 includes a feedforward compensator 21, a first model matching term 22, a first adder / subtractor 23, a second model matching term 24, a second adder / subtractor 25, a limit processor 26, a low pass A filter 27, a phase compensator 28, a third adder / subtractor 29, and a comparator 30 are provided.

フィードフォワード補償器21は、モータジェネレータ5の目標回転数tNmを入力し、次の伝達関数FF(s)をかけて出力する。
FF(s)=(τm・s+1)/(τf・s+1)
ここで、τmは指令値追従応答時定数[sec]、τfは位相補償時定数[sec]を示す。 The feedforward compensator 21 receives the target rotational speed tNm of the motor generator 5 and outputs it by applying the following transfer function FF (s).
FF (s) = (τm ・ s + 1) / (τf ・ s + 1)
Here, τm represents a command value tracking response time constant [sec], and τf represents a phase compensation time constant [sec].

第一モデルマッチング項22は、フィードフォワード補償器21の出力値を入力し、次の伝達関数K2をかけて出力する。
K2=(C+K1)/K1
ここでCは制御対象粘性項、K1は後述する第二モデルマッチング項24の伝達関数である。
第一加減算器23は、第一モデルマッチング項22の出力値と、実際のモータジェネレータ回転数との差分を演算して出力する。 The first model matching term 22 receives the output value of the feedforward compensator 21 and outputs it by applying the following transfer function K2.
K2 = (C + K1) / K1
Here, C is a viscosity term to be controlled, and K1 is a transfer function of a second model matching term 24 described later.
The first adder / subtractor 23 calculates and outputs the difference between the output value of the first model matching term 22 and the actual motor generator rotational speed.

第二モデルマッチング項24は、第一加減算器23の出力値を入力し、次の伝達関数K1をかけて、モデルマッチング出力値ΔTmとして出力する。つまり第二モデルマッチング項24は、フィードバック補償器として機能している。モデルマッチング出力値ΔTmは、目標回転数tNmと実回転数Nmとからフィードフォワード補償およびフィードバック補償を行った後のモータジェネレータ5に対するトルク指令値である。
K1=(J・τm・C)/τm
ここでJはモータジェネレータ5のモデルのイナーシャ項である。 The second model matching term 24 receives the output value of the first adder / subtractor 23, multiplies it by the next transfer function K1, and outputs it as a model matching output value ΔTm. That is, the second model matching term 24 functions as a feedback compensator. Model matching output value ΔTm is a torque command value for motor generator 5 after performing feedforward compensation and feedback compensation from target rotational speed tNm and actual rotational speed Nm.
K1 = (J ・ τm ・ C) / τm
Here, J is an inertia term of the motor generator 5 model.

第二加減算器25は、モデルマッチング出力値ΔTmと、後述する外乱推定値Destとの差分を演算してトルク指令補正値ΔTm'として出力する。
リミット処理器26は、トルク指令補正値ΔTm'に対してトルク制限をかけて、最終的なトルク指令値ΔTm*として出力する。実施例1では、トルク制限値を200[Nm]としている。 The second adder / subtractor 25 calculates a difference between the model matching output value ΔTm and a disturbance estimated value Dest described later, and outputs it as a torque command correction value ΔTm ′.
The limit processor 26 applies torque limitation to the torque command correction value ΔTm ′ and outputs it as the final torque command value ΔTm *. In the first embodiment, the torque limit value is set to 200 [Nm].

ローパスフィルタ27は、トルク指令値ΔTm*を入力し、次の伝達関数H(s)をかけて出力する。
H(s)＝1/（1＋τh・s）
ここでτhは外乱抑制応答時定数[sec]である。 The low-pass filter 27 receives the torque command value ΔTm *, applies the next transfer function H (s), and outputs it.
H (s) = 1 / (1 + τh · s)
Here, τh is a disturbance suppression response time constant [sec].

位相補償器28は、ローパスフィルタの伝達関数H(s)にモータジェネレータ5のモデルの逆系1/Gp(s)を、実際のモータジェネレータ回転数にかけた値を出力する。つまり、出力トルクを推定している。
第三加減算器29は、ローパスフィルタ27の出力値と位相補償器28の出力値（出力トルク推定値）の差分を外乱推定値Destとして出力する。つまり、ローパスフィルタ27、位相補償器28、第三加減算器29によって、外乱補償器を構成している The phase compensator 28 outputs a value obtained by multiplying the transfer function H (s) of the low-pass filter by the inverse system 1 / Gp (s) of the model of the motor generator 5 and the actual motor generator rotational speed. That is, the output torque is estimated.
The third adder / subtractor 29 outputs the difference between the output value of the low-pass filter 27 and the output value (output torque estimated value) of the phase compensator 28 as a disturbance estimated value Dest. That is, the low pass filter 27, the phase compensator 28, and the third adder / subtractor 29 constitute a disturbance compensator.

比較器30は、モデルマッチング出力値ΔTmとトルク指令補正値ΔTm'とを比較して、モデルマッチング出力値ΔTmがトルク指令補正値ΔTm'よりも大きいとき(ΔTm＞ΔTm')には信号SWとして「1」を、それ以外のときには「0」を出力する。 The comparator 30 compares the model matching output value ΔTm with the torque command correction value ΔTm ′, and when the model matching output value ΔTm is larger than the torque command correction value ΔTm ′ (ΔTm> ΔTm ′), the signal SW "1" is output, otherwise "0" is output.

［フィードフォワード補償器の構成］
図3はフィードフォワード補償器21を実装する際の回路構成を示す図である。
第一処理部21aは、モータジェネレータ5の目標回転数tNmにゲインF2をかけて出力する。
第二処理部21bは、目標回転数tNmの前回値を保持し出力する。
第三処理部21cは、目標回転数tNmの今回値と前回値とを加算し、そこから後述する第九処理部21iの出力を減算した値を出力する。 [Configuration of feedforward compensator]
FIG. 3 is a diagram showing a circuit configuration when the feedforward compensator 21 is mounted.
The first processing unit 21a multiplies the target rotational speed tNm of the motor generator 5 by the gain F2 and outputs the result.
The second processing unit 21b holds and outputs the previous value of the target rotation speed tNm.
The third processing unit 21c adds the current value and the previous value of the target rotation speed tNm, and outputs a value obtained by subtracting the output of the ninth processing unit 21i described later.

第四処理部21dは、第三処理部21cの出力値にゲインF3をかけて出力する。
第五処理部21eは、第四処理部21dの出力値と、第八処理部21hの出力値とを加算して出力する。
第六処理部21fは、第五処理部21eの出力値にゲインF1をかけて出力する。 The fourth processing unit 21d multiplies the output value of the third processing unit 21c by the gain F3 and outputs the result.
The fifth processing unit 21e adds and outputs the output value of the fourth processing unit 21d and the output value of the eighth processing unit 21h.
The sixth processing unit 21f multiplies the output value of the fifth processing unit 21e by the gain F1 and outputs the result.

第七処理部21gは、第一処理部21aの出力値と第六処理部21fの出力値との差分をとってフィードフォワード補償器21の出力値とする。
第八処理部21hは、第五処理部21eの前回値を保持し出力する。
第九処理部21iは、第八処理部21hの出力値にゲインF4をかけて出力する。 The seventh processing unit 21g takes the difference between the output value of the first processing unit 21a and the output value of the sixth processing unit 21f as the output value of the feedforward compensator 21.
The eighth processing unit 21h holds and outputs the previous value of the fifth processing unit 21e.
The ninth processing unit 21i multiplies the output value of the eighth processing unit 21h by the gain F4 and outputs the result.

なお、比較器30からの信号SWが「1」のときには第二処理部21bおよび第八処理部21hは際の実際のモータジェネレータ回転数を出力するようにしている。 When the signal SW from the comparator 30 is “1”, the second processing unit 21b and the eighth processing unit 21h output the actual motor generator rotational speed.

［フィードバック補償について］ [About feedback compensation]

前述のように、クラッチ状態(1)と(5)ではイナーシャ項Jと粘性項Cは同じであり、またクラッチ状態(2)と(6)ではイナーシャ項Jと粘性項Cは同じである。つまり、第二クラッチが解放しているときとスリップしているときとではモデルは同じに設定されることとなる。 As described above, the inertia term J and the viscosity term C are the same in the clutch states (1) and (5), and the inertia term J and the viscosity term C are the same in the clutch states (2) and (6). That is, the model is set to be the same when the second clutch is released and when the second clutch is slipping.

そのため、フィードバック補償によりモータジェネレータ5の制御を行うと、第二クラッチ7がスリップ状態であるときのクラッチ伝達トルクも駆動パワートレインのモデルのフリクションとともにフィードバックループで補償することとなる。そのため、アクセル操作に伴う第二クラッチ7のスリップによる伝達トルクの変化分に対応した補償量がフィードバックループ（積分器）に蓄積され、第二クラッチ7がスリップ状態と非スリップ状態（解放状態）との間で状態変化する過渡期において、蓄積された補償量が放出されるまでは、モータジェネレータ5の回転数Nmは目標回転数tNmとならず、制御応答性が悪化する問題がある。 Therefore, when the motor generator 5 is controlled by feedback compensation, the clutch transmission torque when the second clutch 7 is in the slip state is also compensated by the feedback loop together with the friction of the model of the drive power train. Therefore, the compensation amount corresponding to the change in the transmission torque due to the slip of the second clutch 7 due to the accelerator operation is accumulated in the feedback loop (integrator), and the second clutch 7 is in the slip state and the non-slip state (release state). Until the accumulated compensation amount is released, the rotational speed Nm of the motor generator 5 does not become the target rotational speed tNm and the control responsiveness deteriorates.

［作用］
実施例1では、上記のフィードバック補償の制御応答性の悪化を抑制するためにフィードフォワード補償を組み合わせている。しかし、フィードフォワード補償を組み合わせたとしても、設定した時定数に対して制御応答が大幅に遅れることがあった。これについて比較例を用いて詳しく説明する。
実施例1では上述のように、モデルマッチング出力値ΔTmがトルク指令補正値ΔTm'よりも大きいとき(ΔTm＞ΔTm')には、フィードフォワード補償器21で保持していた前回値を、現在出力しているモータジェネレータ回転数にリセットするようにしている。比較例として、この処理を行わない場合の制御ブロック図を図4に示す。図4は、図2の制御ブロック図に対して比較器30を除いたものである。 [Action]
In the first embodiment, feedforward compensation is combined in order to suppress the deterioration of control responsiveness of the feedback compensation. However, even when feedforward compensation is combined, the control response may be significantly delayed with respect to the set time constant. This will be described in detail using a comparative example.
In the first embodiment, as described above, when the model matching output value ΔTm is larger than the torque command correction value ΔTm ′ (ΔTm> ΔTm ′), the previous value held in the feedforward compensator 21 is output as the current output. The motor generator rotation speed is reset. As a comparative example, a control block diagram when this processing is not performed is shown in FIG. FIG. 4 is obtained by removing the comparator 30 from the control block diagram of FIG.

実際の外乱トルクが大きくなると、外乱推定値Destはマイナスの値となり絶対値が大きくなる。すなわち、外乱トルクにより低下するモータジェネレータ5の回転数を補うためにトルク指令補正値ΔTm'が大きく算出されることとなる。そのため、トルク指令補正値ΔTm'がトルク制限値に引っかかり易くなり、実際にモータジェネレータ5側に出力されるトルク指令値ΔTm*はトルク指令補正値ΔTm'よりも小さく、制御応答が遅れることとなる。トルク制限値よる制御応答遅れ自体は、モータジェネレータ5の性能によるものであり、制御の方では対応することはできない。 When the actual disturbance torque increases, the disturbance estimated value Dest becomes a negative value and the absolute value increases. That is, the torque command correction value ΔTm ′ is greatly calculated in order to compensate for the rotational speed of the motor generator 5 that decreases due to disturbance torque. Therefore, the torque command correction value ΔTm ′ is likely to be caught by the torque limit value, and the torque command value ΔTm * actually output to the motor generator 5 side is smaller than the torque command correction value ΔTm ′ and the control response is delayed. . The control response delay due to the torque limit value itself depends on the performance of the motor generator 5, and cannot be dealt with by the control.

しかし、フィードフォワード補償器21では、実際のモータジェネレータ回転数に関わらず設定された時定数に応じて出力値を下げているため、トルク制限値よってモータジェネレータ回転数の上昇が遅れているにも関わらず、トルク指令補正値ΔTm'が小さく算出され、さらに制御応答遅れが生じていた。 However, since the feedforward compensator 21 decreases the output value according to the set time constant regardless of the actual motor generator rotational speed, the increase in the motor generator rotational speed is delayed by the torque limit value. Regardless, the torque command correction value ΔTm ′ was calculated to be small, and a control response delay occurred.

そこで実施例1では、前述のようにフィードフォワード補償器21で保持していた前回値を、現在出力しているモータジェネレータ回転数にリセットするようにした。つまり、フィードフォワード補償器21でありながらも、現在のモータジェネレータ回転数に応じて出力を演算するようにした。 Therefore, in the first embodiment, the previous value held by the feedforward compensator 21 as described above is reset to the motor generator rotation speed currently output. That is, although the feedforward compensator 21 is used, the output is calculated according to the current motor generator rotational speed.

図5はモータジェネレータ5の回転数のタイムチャート（図5(a)）と、出力トルクのタイムチャート（図5(b)）であり、図6はその拡大図である。図5および図6では、トルク制限値を200[Nm]、位相補償時定数τfを0.05[sec]、指令値追従応答時定数[sec]に設定し、目標回転数tNmを0[rpm]から1000[rpm]まで上昇させたときの様子を示している。図5(a)、図6(a)において、実線は目標回転数tNmを、一点鎖線は実施例1の制御による回転数を、点線は比較例の制御による回転数を示す。図5(b)、図6(b)において、一点鎖線は実施例1の制御による出力トルクを、点線は比較例の制御による出力トルクを示す。 FIG. 5 is a time chart of the rotation speed of the motor generator 5 (FIG. 5 (a)) and a time chart of the output torque (FIG. 5 (b)), and FIG. 6 is an enlarged view thereof. 5 and 6, the torque limit value is set to 200 [Nm], the phase compensation time constant τf is set to 0.05 [sec], the command value tracking response time constant [sec], and the target rotational speed tNm is set from 0 [rpm]. It shows the state when it is raised to 1000 [rpm]. In FIG. 5 (a) and FIG. 6 (a), the solid line indicates the target rotational speed tNm, the alternate long and short dash line indicates the rotational speed controlled by the first embodiment, and the dotted line indicates the rotational speed controlled by the comparative example. In FIG. 5 (b) and FIG. 6 (b), the alternate long and short dash line indicates the output torque by the control of the first embodiment, and the dotted line indicates the output torque by the control of the comparative example.

図5(b)、図6(b)に示すように、実施例1の制御では比較例の制御に比べて、トルク制限値（200[Nm]）を出力する時間が長くなっている。言い換えると、比較例の制御ではモータジェネレータ5の回転数が十分に上昇していないにも関わらず、出力トルクが低下している。そのため、応答時間が設定時定数の0.05[sec]に対して大きく劣化した0.1[sec]となっている。一方、実施例1の制御では出力トルクの低下タイミングを遅らせているため、設定時定数の0.05[sec]で応答できている。 As shown in FIGS. 5 (b) and 6 (b), the control of the first embodiment takes a longer time to output the torque limit value (200 [Nm]) than the control of the comparative example. In other words, in the control of the comparative example, the output torque is reduced although the rotational speed of the motor generator 5 is not sufficiently increased. Therefore, the response time is 0.1 [sec] which is greatly deteriorated with respect to the set time constant of 0.05 [sec]. On the other hand, in the control of the first embodiment, since the output torque decrease timing is delayed, a response can be made with a set time constant of 0.05 [sec].

［効果］
実施例1の効果について以下に列記する。
(1) 目標回転数tNm（制御目標値）に基づいて、モータジェネレータ5（制御対象）の出力回転数Nmを目標回転数tNmとなるように制御指令値を演算するフィードフォワード補償器21（フィードフォワード指令値演算手段）と、制御指令値を設定したトルク制限値に制限するリミット処理器26（制限部）と、を備え、フィードフォワード補償器21は、制御指令値がトルク制限値よりも大きいときには、制御目標値に加えてモータジェネレータ5が出力した出力回転数（出力値）に基づいて制御指令値を演算するようにした。
フィードフォワード補償器21において、モータジェネレータ5の出力回転数に応じて制御指令値を演算することができるため、外乱の発生の有無にかかわらず制御応答性を確保することができる。 [effect]
The effects of Example 1 are listed below.
(1) Based on the target rotational speed tNm (control target value), the feedforward compensator 21 (feed) calculates the control command value so that the output rotational speed Nm of the motor generator 5 (control target) becomes the target rotational speed tNm. Forward command value calculation means) and a limit processor 26 (limit unit) for limiting the control command value to the set torque limit value. The feedforward compensator 21 has a control command value larger than the torque limit value. In some cases, the control command value is calculated based on the output rotation speed (output value) output from the motor generator 5 in addition to the control target value.
Since the feedforward compensator 21 can calculate the control command value according to the output rotational speed of the motor generator 5, control responsiveness can be ensured regardless of the occurrence of disturbance.

(2) フィードフォワード補償器21は、フィードフォワード補償器21内で目標回転数tNmに基づいて演算した値の前回値を保持し、前回値を用いて制御指令値を演算する手段であって、制御指令値が制限値よりも大きいときには、前回値に代えてモータジェネレータ5が出力した出力回転数を用いて制御指令値を演算するようにした。
フィードフォワード補償器21内の変数を、出力回転数で初期化することにより、制御出力飽和時間が増加することで劣化した応答を改善させ、制御出力飽和解除後は設定した時定数に応じた応答時間で制御することができる。 (2) The feedforward compensator 21 is a means for holding a previous value of a value calculated based on the target rotation speed tNm in the feedforward compensator 21 and calculating a control command value using the previous value, When the control command value is larger than the limit value, the control command value is calculated using the output rotational speed output from the motor generator 5 instead of the previous value.
By initializing the variables in the feedforward compensator 21 with the output speed, the response that has deteriorated due to the increase in the control output saturation time is improved, and after the control output saturation is released, the response according to the set time constant Can be controlled by time.

〔実施例2〕
実施例1では、モータジェネレータ制御部20にフィードバック補償器および外乱補償器を有していたが、実施例2ではフィードフォワード補償器21のみから構成するようにした。
図7はフィードフォワード補償器21のみから構成されるモータジェネレータ制御部20の制御ブロック図である。図2で示した実施例1のモータジェネレータ制御部20に対して、第一モデルマッチング項22と、第一加減算器23、第二モデルマッチング項24と、第二加減算器25と、ローパスフィルタ27と、位相補償器28と、第三加減算器29とを有していない点で相違する。図8は、図7の制御ブロック図に対して比較器30を除いた比較例を示す。 (Example 2)
In the first embodiment, the motor generator control unit 20 includes the feedback compensator and the disturbance compensator. However, in the second embodiment, the motor generator control unit 20 is configured by only the feedforward compensator 21.
FIG. 7 is a control block diagram of the motor generator control unit 20 including only the feedforward compensator 21. For the motor generator control unit 20 of the first embodiment shown in FIG. 2, a first model matching term 22, a first adder / subtractor 23, a second model matching term 24, a second adder / subtractor 25, and a low-pass filter 27 And the phase compensator 28 and the third adder / subtractor 29 are not provided. FIG. 8 shows a comparative example in which the comparator 30 is omitted from the control block diagram of FIG.

図9はモータジェネレータ5の回転数のタイムチャート（図9(a)）と、出力トルクのタイムチャート（図9(b)）であり、図10はその拡大図である。図9および図10では、トルク制限値を200[Nm]、位相補償時定数τfを0.05[sec]、指令値追従応答時定数[sec]に設定し、目標回転数tNmを0[rpm]から1000[rpm]まで上昇させたときの様子を示している。図9(a)、図10(a)において、実線は目標回転数tNmを、一点鎖線は実施例1の制御による回転数を、点線は比較例の制御による回転数を示す。図9(b)、図10(b)において、一点鎖線は実施例1の制御による出力トルクを、点線は比較例の制御による出力トルクを示す。 FIG. 9 is a time chart of the rotation speed of the motor generator 5 (FIG. 9 (a)) and a time chart of the output torque (FIG. 9 (b)), and FIG. 10 is an enlarged view thereof. 9 and 10, the torque limit value is set to 200 [Nm], the phase compensation time constant τf is set to 0.05 [sec], the command value tracking response time constant [sec], and the target rotational speed tNm is set from 0 [rpm]. It shows the state when it is raised to 1000 [rpm]. In FIG. 9 (a) and FIG. 10 (a), the solid line indicates the target rotational speed tNm, the alternate long and short dash line indicates the rotational speed controlled by the first embodiment, and the dotted line indicates the rotational speed controlled by the comparative example. In FIG. 9 (b) and FIG. 10 (b), the alternate long and short dash line indicates the output torque by the control of the first embodiment, and the dotted line indicates the output torque by the control of the comparative example.

図9(b)、図10(b)に示すように、実施例2の制御では比較例の制御に比べて、トルク制限値（200[Nm]）を出力する時間が長くなっている。言い換えると、比較例の制御ではモータジェネレータ5の回転数が十分に上昇していないにも関わらず、出力トルクが低下している。フィードバック補償器がないため、トルク制限が行われた分、回転数を上昇させることができず、最終的な出力回転数も目標回転数である1000[rpm]に到達することがない。 As shown in FIGS. 9 (b) and 10 (b), the control of the second embodiment takes a longer time to output the torque limit value (200 [Nm]) than the control of the comparative example. In other words, in the control of the comparative example, the output torque is reduced although the rotational speed of the motor generator 5 is not sufficiently increased. Since there is no feedback compensator, the rotational speed cannot be increased by the amount of torque limitation, and the final output rotational speed does not reach the target rotational speed of 1000 [rpm].

一方、実施例2の制御では、フィードフォワード補償器21において、トルク制限中にモータジェネレータ5の出力回転数に基づいて演算しているため、出力トルクの低下タイミングを遅らせ、設定時定数の0.05[sec]で応答できている。また最終的な出力回転数も目標回転数である1000[rpm]に到達させることができる。 On the other hand, in the control of the second embodiment, the feedforward compensator 21 performs calculation based on the output rotation speed of the motor generator 5 during torque limitation. You can respond with [sec]. Further, the final output rotational speed can also reach the target rotational speed of 1000 [rpm].

［効果］
(3) フィードフォワード補償器21において、トルク制限中にモータジェネレータ5の出力回転数に基づいて演算しているため、トルク制限が生じたとしてもフィードフォワード補償器21によってモータジェネレータ5の出力回転数を目標回転数となるように制御することができる。 [effect]
(3) Since the feedforward compensator 21 calculates based on the output rotation speed of the motor generator 5 during torque limitation, the feedforward compensator 21 outputs the rotation speed of the motor generator 5 even if torque limitation occurs. Can be controlled to reach the target rotational speed.

〔他の実施例〕
以上、本発明は上記実施例の構成に限らず、他の構成であっても構わない。実施例1,2では、ハイブリッド車両のモータジェネレータ5の回転数制御について説明したが、エンジンを搭載していない電気自動車のモータジェネレータの回転数制御に適用しても良いし、モータジェネレータの回転数制御に限らず、エンジンのスロットル開度制御に用いても良いし、他の制御対象に対する制御に用いても良い。 [Other Examples]
As described above, the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and may have other configurations. In the first and second embodiments, the rotational speed control of the motor generator 5 of the hybrid vehicle has been described. However, the present invention may be applied to the rotational speed control of the motor generator of an electric vehicle not equipped with the engine, or the rotational speed of the motor generator. Not only the control but also the throttle opening control of the engine may be used, or it may be used for the control with respect to other control objects.

5 モータジェネレータ（制御対象）
21 フィードフォワード補償器（フィードフォワード指令値演算手段）
26 リミット処理器（制限部） 5 Motor generator (control target)
21 Feedforward compensator (Feedforward command value calculation means)
26 Limit processor (limit part)

Claims

制御目標値に基づいて、制御対象の出力を前記制御目標値となるように制御指令値を演算するフィードフォワード指令値演算手段と、
前記制御指令値を設定した制限値に制限する制限部と、
を備え、
前記フィードフォワード指令値演算手段は、前記制御指令値が前記制限値よりも大きいときには、前記制御目標値に加えて前記制御対象が出力した出力値に基づいて前記制御指令値を演算することを特徴とする制御装置。 Feedforward command value calculating means for calculating a control command value based on the control target value so that the output of the control target becomes the control target value;
A limiting unit that limits the control command value to a set limit value;
With
The feedforward command value calculating means calculates the control command value based on an output value output from the control object in addition to the control target value when the control command value is larger than the limit value. Control device.

請求項1に記載の制御装置において、
前記フィードフォワード指令値演算手段は、前記フィードフォワード指令値演算手段内で前記制御目標値に基づいて演算した値の前回値を保持し、前記前回値を用いて前記制御指令値を演算する手段であって、前記制御指令値が前記制限値よりも大きいときには、前記前回値に代えて前記制御対象が出力した出力値を用いて前記制御指令値を演算することを特徴とする制御装置。 In the control device according to claim 1,
The feedforward command value calculating means is means for holding a previous value of a value calculated based on the control target value in the feedforward command value calculating means and calculating the control command value using the previous value. When the control command value is larger than the limit value, the control command value is calculated using an output value output from the control object instead of the previous value.