JP6364832B2 - Vibration suppression control device for vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、車両用制振制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle vibration damping control device.

従来、トルク指令値を規範応答と一致させつつ、外乱に対する制振効果を向上させる車両用制振制御装置が提案されている（特許文献１参照）。この装置において、第１の制御ブロックは、モータトルク指令値を入力し、予めモデル化された車両の伝達特性を用いて第１のトルク目標値を算出する。第２の制御ブロックは、車両へのトルク入力とモータ角速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）及び車両の捻り振動周波数近傍の周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタＨ（ｓ）で構成されるモデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタを有し、モータ角速度の検出値とモータ角速度の推定値との偏差を入力して、第２のトルク目標値を算出する。第３の制御ブロックは、制御系の持つ遅れ要素に応じた遅れ処理を行う制御ブロック３２において遅れ処理が行われた第１のトルク目標値、及び第２のトルク目標値に基づいて、モータ角速度を推定する。   Conventionally, there has been proposed a vehicle vibration damping control device that improves the vibration damping effect against disturbance while matching the torque command value with the normative response (see Patent Document 1). In this apparatus, the first control block inputs a motor torque command value and calculates a first torque target value using a vehicle transfer characteristic modeled in advance. The second control block includes a model Gp (s) of the torque input to the vehicle and the motor angular velocity transfer characteristic Gp (s) and a bandpass filter H (s) having a frequency near the torsional vibration frequency of the vehicle as a center frequency A second torque target value is calculated by inputting a deviation between the detected value of the motor angular velocity and the estimated value of the motor angular velocity, having a filter having a characteristic of H (s) / Gp (s). The third control block has a motor angular velocity based on the first torque target value and the second torque target value subjected to the delay process in the control block 32 that performs the delay process according to the delay element of the control system. Is estimated.

特開２０１３−２２３３７４号公報JP 2013-223374 A

しかしながら、特許文献１に記載の車両用制振制御装置では、以下の問題がある。すなわち、モータ角速度の検出に使用されている角度センサ（レゾルバ等）には角度誤差が存在し、角度誤差による回転数振動が発生する。この回転数振動を低減させるために回転数検出では平均化などのフィルタリング処理をしている。特に、従来では回転数変動が大きくなる高回転数領域において十分なフィルタリングが行われるようにフィルタリング処理を設定している。このため、このフィルタリング処理による遅れ（むだ時間）が大きくなり、フィードバックループ系の安定性を確保する為には、フィードバックゲインを低めに調整せざるを得なかった。   However, the vehicle vibration damping control device described in Patent Document 1 has the following problems. In other words, an angle error exists in an angle sensor (such as a resolver) used for detecting the motor angular velocity, and rotation speed vibration due to the angle error occurs. In order to reduce this rotational frequency vibration, filtering such as averaging is performed in the rotational frequency detection. In particular, conventionally, the filtering process is set so that sufficient filtering is performed in a high rotational speed region where the rotational speed fluctuation is large. For this reason, the delay (dead time) due to this filtering process becomes large, and the feedback gain has to be adjusted to be low in order to ensure the stability of the feedback loop system.

一方、極低回転域ではモータの機械角に応じたトルクリップルとドライブシャフトねじり共振周波数の同期によるトルクリプル周期外乱が顕在化する。このため、フィードバック制御でトルクリプル周期外乱を抑制したいが、上記理由でフィードバックゲインを低めに設定せざるを得ず、トルクリプル周期外乱を十分に抑制することが出来なかった。   On the other hand, in the extremely low rotation range, torque ripple period disturbance due to synchronization of torque ripple corresponding to the mechanical angle of the motor and drive shaft torsional resonance frequency becomes apparent. For this reason, although it is desired to suppress the torque ripple period disturbance by feedback control, the feedback gain must be set low for the above reason, and the torque ripple period disturbance cannot be sufficiently suppressed.

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、回転数振動を低減させると共に、トルクリプル周期外乱をより抑制することが可能な車両用制振制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to reduce vibrations for a vehicle that can reduce rotational frequency vibration and further suppress torque ripple cycle disturbance. It is to provide a control device.

本発明による車両用制振制御装置は、第１のトルク目標値算出手段により算出された第１のトルク目標値に対して、制御系が持つ遅れ要素に応じた遅れ時間に基づく遅れ処理を行う遅れ処理手段と、角速度検出手段により検出されたモータ角速度に対し、遅れ時間に基づくフィルタリング処理を施すフィルタリング手段と、第２トルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値に対して所定のゲインで増幅する増幅手段と、を備え、遅れ処理手段及びフィルタリング手段は、車両速度に基づいて遅れ時間を切り替えると共に、増幅手段は、車両速度に基づいて所定のゲインを切り替える。   The vehicle vibration damping control device according to the present invention performs a delay process based on a delay time corresponding to a delay element of the control system, with respect to the first torque target value calculated by the first torque target value calculating means. A delay processing means, a filtering means for applying a filtering process based on the delay time to the motor angular velocity detected by the angular velocity detection means, and a second torque target value calculated by the second torque target value calculation means. The delay processing means and the filtering means switch the delay time based on the vehicle speed, and the amplification means switches a predetermined gain based on the vehicle speed.

本発明によれば、車両速度に基づいて遅れ時間を切り替えると共に前記所定のゲインを切り替えるため、回転数変動が大きくなる高回転域において、回転数振動を低減させるべく遅れ時間を適切に設定できると共に、むだ時間によるフィードバックループの安定性を確保すべく所定のゲインについても適切に設定できる。一方、低回転域においても遅れ時間及び所定のゲインを適切にでき、トルクリプル周期外乱を充分に抑制することができる。従って、回転数振動を低減させると共に、トルクリプル周期外乱をより抑制することができる。   According to the present invention, since the delay time is switched based on the vehicle speed and the predetermined gain is switched, the delay time can be appropriately set in order to reduce the rotational speed vibration in a high rotational speed range where the rotational speed fluctuation becomes large. The predetermined gain can also be set appropriately to ensure the stability of the feedback loop due to the dead time. On the other hand, even in the low rotation range, the delay time and the predetermined gain can be made appropriate, and torque ripple period disturbance can be sufficiently suppressed. Therefore, it is possible to reduce the rotational frequency vibration and to further suppress the torque ripple period disturbance.

本実施形態における車両用制振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。It is a block diagram which shows the main structures of the electric vehicle provided with the vibration suppression control apparatus for vehicles in this embodiment. モータトルク設定部、制振制御部及びモータトルク制御部の具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure of a motor torque setting part, a vibration suppression control part, and a motor torque control part. 本実施形態に係る車両用制振制御装置と、特開２００５−２６９８３５号公報に記載の車両用制振制御装置との制御結果の比較図であり、（ａ）は特開２００５−２６９８３５号公報に記載の車両用制振制御装置の制御結果を示し、（ｂ）は本実施形態に係る車両用制振制御装置の制御結果を示している。It is a comparison figure of the control result of the damping control device for vehicles concerning this embodiment, and the damping control device for vehicles described in JP, 2005-269835, and (a) is JP, 2005-269835, A The control result of the vehicle vibration suppression control apparatus described in Fig. 2 is shown, and (b) shows the control result of the vehicle vibration suppression control apparatus according to the present embodiment. 本実施形態に係る車両用制振制御装置における遅れ時間及びフィードバックゲインの切り替え時の制御結果を示す図であり、（ａ）は遅れ時間及びフィードバックゲインを同時に切り替えた場合を示し、（ｂ）は遅れ時間及びフィードバックゲインの切替にヒステリシスを設けた場合を示している。It is a figure which shows the control result at the time of switching of delay time and feedback gain in the vehicle vibration damping control apparatus which concerns on this embodiment, (a) shows the case where delay time and feedback gain are switched simultaneously, (b) is A case where hysteresis is provided for switching between the delay time and the feedback gain is shown.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

図１は、本実施形態における車両用制振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。電気自動車とは、車両の駆動源の一部又は全部として電動モータを備え、モータの駆動力により走行可能な自動車のことであり、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車も含まれる。この車両は、３相交流モータ５の回転力が駆動輪７ａ，７ｂに伝達されることにより駆動する。   FIG. 1 is a block diagram illustrating a main configuration of an electric vehicle including a vehicle vibration damping control device according to the present embodiment. An electric vehicle is a vehicle that includes an electric motor as a part or all of a drive source of the vehicle and can run by the driving force of the motor, and includes a hybrid vehicle and a fuel cell vehicle. This vehicle is driven by the rotational force of the three-phase AC motor 5 being transmitted to the drive wheels 7a and 7b.

このような車両用制振制御装置１００は、車両情報（アクセル開度及びモータ５の角速度）に基づいてモータトルク指令値を設定し、駆動輪７ａ，７ｂにつながるモータのトルクを制御するものである。この車両用制振制御装置１００は、モータトルク設定部２、制振制御部３、モータトルク制御部（モータトルク制御手段）４及び回転角センサ（角速度検出手段）６を備えている。なお、図１では説明の関係上、アクセル開度センサ１及びモータ５についても図示している。   Such a vehicle vibration damping control device 100 sets a motor torque command value based on vehicle information (accelerator opening and angular velocity of the motor 5), and controls the torque of the motor connected to the drive wheels 7a and 7b. is there. The vehicle vibration damping control device 100 includes a motor torque setting unit 2, a vibration damping control unit 3, a motor torque control unit (motor torque control unit) 4, and a rotation angle sensor (angular velocity detection unit) 6. In FIG. 1, the accelerator opening sensor 1 and the motor 5 are also shown for the sake of explanation.

アクセル開度センサ１は、アクセル開度を検出するものであり、検出したアクセル開度の情報をモータトルク設定部２に出力する。回転角センサ６は、モータ５の角速度を検出するものである。モータトルク設定部２は、アクセル開度センサ１により検出されたアクセル開度と、回転角センサ６により検出されたモータ５の角速度とに基づいて、第１のトルク目標値Ｔｍ１＊を設定する。 The accelerator opening sensor 1 detects the accelerator opening, and outputs information on the detected accelerator opening to the motor torque setting unit 2. The rotation angle sensor 6 detects the angular velocity of the motor 5. The motor torque setting unit 2 sets the first torque target value Tm1 * based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 1 and the angular velocity of the motor 5 detected by the rotation angle sensor 6.

制振制御部３は、モータトルク設定部２により設定された第１のトルク目標値Ｔｍ１＊と、回転角センサ６により検出されるモータ５の角速度とを入力して、最終トルク目標値Ｔｍ＊を算出する。最終トルク目標値Ｔｍ＊を算出する方法については後述する。モータ
トルク制御部４は、制振制御部３により算出された最終トルク目標値Ｔｍ＊と、３相交流モータ５の出力トルクが一致するように制御する。 The vibration suppression control unit 3 inputs the first torque target value Tm1 * set by the motor torque setting unit 2 and the angular velocity of the motor 5 detected by the rotation angle sensor 6, and the final torque target value Tm *. Is calculated. A method for calculating the final torque target value Tm * will be described later. The motor torque control unit 4 performs control so that the final torque target value Tm * calculated by the vibration suppression control unit 3 matches the output torque of the three-phase AC motor 5.

図２は、モータトルク設定部２、制振制御部３及びモータトルク制御部４の具体的な構成を示すブロック図である。モータトルク設定部２は、フィードフォワード補償器である、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性（予めモデル化された車両の伝達特性）を有する制御ブロック（第１トルク目標値算出手段）２１を備える。Ｇｐ（ｓ）は、車両へのトルク入力とモータ角速度との間の伝達特性を示すモデルであり、Ｇｍ（ｓ）は、車両へのトルク入力とモータ角速度の応答目標との間の伝達特性を示すモデル（理想モデル）である。   FIG. 2 is a block diagram illustrating specific configurations of the motor torque setting unit 2, the vibration suppression control unit 3, and the motor torque control unit 4. The motor torque setting unit 2 is a feedforward compensator, a control block (first torque target value calculation means) 21 having a characteristic of Gm (s) / Gp (s) (preliminarily modeled vehicle transmission characteristic). Is provided. Gp (s) is a model showing the transfer characteristic between the torque input to the vehicle and the motor angular velocity, and Gm (s) is the transfer characteristic between the torque input to the vehicle and the response target of the motor angular velocity. The model shown (ideal model).

モータトルク設定部２は、アクセル開度センサ１により検出されるアクセル開度、及び、回転角センサ６により検出されるモータ５（図２では制御ブロック５０にて図示）の角速度に基づいて、トルク指令値を求める。図２では、トルク指令値を求める制御ブロックについては省略し、求めたトルク指令値を制御ブロック２１に入力するところだけを示している。   The motor torque setting unit 2 generates torque based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 1 and the angular velocity of the motor 5 (illustrated by the control block 50 in FIG. 2) detected by the rotation angle sensor 6. Find the command value. In FIG. 2, the control block for obtaining the torque command value is omitted, and only the place where the obtained torque command value is input to the control block 21 is shown.

制御ブロック２１は、振動を抑制するためのフィードフォワード制御を行う。すなわち、トルク指令値をＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なるフィルタに通すことにより、制振効果の高い第１のトルク目標値Ｔｍ１＊を求める。 The control block 21 performs feedforward control for suppressing vibration. That is, by passing the torque command value through a filter of Gm (s) / Gp (s), the first torque target value Tm1 * having a high damping effect is obtained.

制振制御部３は、伝達特性Ｇｐ（ｓ）を有する角速度推定部（角速度推定手段）３１と、時間遅れ制御器（遅れ処理手段）３２と、モータ応答遅れ制御器（遅れ処理手段）３３と、Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有する制御ブロック（第２トルク目標値算出手段）３４と、加算器３５と、加算器３６と、制御ブロック（フィルタリング手段）３７と、減算器３８とを備える。   The vibration suppression control unit 3 includes an angular velocity estimation unit (angular velocity estimation unit) 31 having a transmission characteristic Gp (s), a time delay controller (delay processing unit) 32, a motor response delay controller (delay processing unit) 33, , H (s) / Gp (s) control block (second torque target value calculation means) 34, adder 35, adder 36, control block (filtering means) 37, and subtractor 38.

加算器３５は、制御ブロック２１から出力される第１のトルク目標値Ｔｍ１＊と、後述する制御ブロック３４から出力されて制御ブロック３９を介した第２のトルク目標値Ｔｍ２＊とを加算して、最終トルク目標値Ｔｍ＊を算出する。 The adder 35 adds the first torque target value Tm1 * output from the control block 21 and the second torque target value Tm2 * output from the control block 34 described later and passed through the control block 39. Then, the final torque target value Tm * is calculated.

時間遅れ制御器３２及びモータ応答遅れ制御器３３は、制御系遅れ要素を構成し、制御ブロック２１により算出された第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して、制御系の遅れ要素に応じた遅れ時間に基づく遅れ処理を行うものである。 The time delay controller 32 and the motor response delay controller 33 constitute a control system delay element, and a delay corresponding to the delay element of the control system with respect to the first torque target value Tm1 * calculated by the control block 21. A delay process based on time is performed.

詳細に時間遅れ制御器３２は、ｅ−（Ｌ１＋Ｌ２）ｓなる伝達特性を有し、制御ブロック２１から出力される第１のトルク目標値Ｔｍ１＊を所定の時間だけ遅らせて、モータ応答遅れ制御器３３に出力する。伝達特性ｅ−（Ｌ１＋Ｌ２）ｓのうち、ｅ−Ｌ１ｓは本実施形態において行われるねじり振動制御演算に要する時間、すなわち、トルク指令値が入力されてから最終トルク目標値Ｔｍ＊を算出するのに要する時間の時間遅れ分に相当し、ｅ−Ｌ２ｓは回転角センサ６等の各種センサで信号を検出するのに要する時間や検出した信号値を処理するのに要する時間の時間遅れ分に相当する。すなわち、所定の時間には、本実施形態において行われるねじり振動制御演算に要する時間、及び回転角センサ６等の各種センサで信号を検出するのに要する時間や検出した信号値を処理するのに要する時間等が含まれる。 Specifically, the time delay controller 32 has a transfer characteristic of e− (L1 + L2) s , and delays the first torque target value Tm1 * output from the control block 21 by a predetermined time, so that the motor response delay controller To 33. Of the transfer characteristics e− (L1 + L2) s , e− L1s is the time required for the torsional vibration control calculation performed in the present embodiment, that is, the final torque target value Tm * is calculated after the torque command value is input. This corresponds to the time delay of the time required, and e- L2s corresponds to the time delay of the time required to detect the signal by various sensors such as the rotation angle sensor 6 and the time required to process the detected signal value. . That is, in the predetermined time, the time required for the torsional vibration control calculation performed in the present embodiment, the time required for detecting a signal by various sensors such as the rotation angle sensor 6, and the detected signal value are processed. Time required is included.

モータ応答遅れ制御器３３は、Ｇａ（ｓ）なる伝達特性を有し、所定の時間遅らせられた第１のトルク目標値Ｔｍ１＊に対して、モータ５の応答遅れを考慮したトルク目標値を出力する。モータ５の応答遅れとは、最終トルク目標値Ｔｍ＊に対して、実際にモータトルクが発生するまでの時間である。 The motor response delay controller 33 has a transmission characteristic of Ga (s), and outputs a torque target value in consideration of the response delay of the motor 5 with respect to the first torque target value Tm1 * delayed for a predetermined time. To do. The response delay of the motor 5 is the time until the motor torque is actually generated with respect to the final torque target value Tm * .

加算器３６は、モータ応答遅れ制御器３３から出力されるトルク目標値と、制御ブロック３４から出力される第２のトルク目標値Ｔｍ２＊とを加算する。 The adder 36 adds the torque target value output from the motor response delay controller 33 and the second torque target value Tm2 * output from the control block 34.

角速度推定部３１は、加算器３６の出力、すなわちモータ応答遅れ制御器３３から出力されたトルク目標値及び制御ブロック３４から出力される第２のトルク目標値Ｔｍ２＊に基づいて、モータ５の角速度を推定する。 The angular velocity estimation unit 31 is based on the output of the adder 36, that is, the torque target value output from the motor response delay controller 33 and the second torque target value Tm2 * output from the control block 34. Is estimated.

制御ブロック３７は、時間遅れ制御器であって、ｅ−Ｌ２ｓなる伝達特性を有し、モータ角速度ａに対して遅れ時間Ｌ２に基づくフィルタリング処理して、回転数振動を低減させたモータ角速度ａ’とし、出力する。ここでの所定時間とはｅ−Ｌ２ｓであって、ｅ−Ｌ２ｓは上記と同様である。 The control block 37 is a time delay controller, has a transmission characteristic of e −L2s , and performs a filtering process based on the delay time L2 with respect to the motor angular speed a to reduce the rotational frequency vibration of the motor angular speed a ′. And output. The predetermined time here is e- L2s , and e- L2s is the same as described above.

減算器３８は、角速度推定部３１で推定されたモータ５の角速度と、制御ブロック３７から出力されたモータ角速度ａ’との偏差を算出する。   The subtractor 38 calculates a deviation between the angular velocity of the motor 5 estimated by the angular velocity estimator 31 and the motor angular velocity a ′ output from the control block 37.

制御ブロック３４は、車両の伝達特性Ｇｐ（ｓ）の逆特性とバンドパスフィルタＨ（ｓ）からなるフィルタＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有するフィルタを有し、減算器３８から出力される角速度偏差に基づいて、制振制御のフィードバック成分である第２のトルク目標値Ｔｍ２＊を算出する。ここで、Ｈ（ｓ）は、中心周波数が車両の駆動系のねじり共振周波数と一致しているバンドパスフィルタの特性を有する。 The control block 34 includes a filter having a reverse characteristic of the vehicle transfer characteristic Gp (s) and a transfer characteristic H (s) / Gp (s) composed of a bandpass filter H (s). Based on the output angular velocity deviation, a second torque target value Tm2 * , which is a feedback component of vibration suppression control, is calculated. Here, H (s) has the characteristics of a bandpass filter whose center frequency matches the torsional resonance frequency of the vehicle drive system.

モータトルク制御部４は、制御ブロック４１，４２を備えている。制御ブロック４１は、ｅ−Ｌ１ｓなる伝達特性を有し、加算器３５から出力される最終トルク目標値Ｔｍ＊を所定時間だけ遅らせて出力するものである。ここでの所定時間とはｅ−Ｌ１ｓであって、ｅ−Ｌ１ｓは上記と同様である。 The motor torque control unit 4 includes control blocks 41 and 42. The control block 41 has a transmission characteristic of e− L1s , and outputs the final torque target value Tm * output from the adder 35 with a delay of a predetermined time. The predetermined time here is e- L1s , and e- L1s is the same as described above.

制御ブロック４２は、Ｇａ（ｓ）なる伝達特性を有し、制御ブロック４１の出力に対して、モータ５の応答遅れを考慮した最終トルク目標値Ｔｍ＊を出力する。モータ５の応答遅れとは上記と同様の時間である。   The control block 42 has a transfer characteristic of Ga (s), and outputs a final torque target value Tm * in consideration of a response delay of the motor 5 with respect to the output of the control block 41. The response delay of the motor 5 is the same time as described above.

そして、制御ブロック４２から出力された最終トルク目標値Ｔｍ＊に外乱が加算された状態でモータ５が駆動されることとなる。   Then, the motor 5 is driven in a state where a disturbance is added to the final torque target value Tm * output from the control block 42.

さらに、本実施形態においては、時間遅れ制御器３２及び制御ブロック３７は、モータ角速度ａ，（すなわち車両速度）を入力条件とし、遅れ時間Ｌ２を切り替えるようにしている。   Furthermore, in the present embodiment, the time delay controller 32 and the control block 37 are configured to switch the delay time L2 using the motor angular speed a (that is, the vehicle speed) as an input condition.

加えて、制振制御部３は、制御ブロック（増幅手段）３９を備えている。制御ブロック３９は、フィードバックゲイン（所定のゲイン）Ｋｆｂで、制御ブロック３４から出力される第２のトルク目標値Ｔｍ２＊を乗算して増幅し、出力するものである。また、制御ブロック３９は、制御ブロック３７から出力されたモータ角速度ａ’ （すなわち車両速度
）を入力条件とし、フィードバックゲインＫｆｂを切り替えるようにしている。 In addition, the vibration suppression control unit 3 includes a control block (amplifying unit) 39. The control block 39 multiplies and amplifies the feedback torque (predetermined gain) Kfb by multiplying the second torque target value Tm2 * output from the control block 34. The control block 39 switches the feedback gain Kfb using the motor angular speed a ′ (that is, the vehicle speed) output from the control block 37 as an input condition.

すなわち、回転数変動が大きくなる高回転域（すなわちモータ角速度ａが大きくなるとき）においては、回転数振動を低減させるべく時間遅れ制御器３２及び制御ブロック３７は遅れ時間Ｌ２を長く設定し（遅れ時間Ｌ２が増加するように切り替え）、制御ブロック３９はむだ時間によるフィードバックループの安定性を確保すべくフィードバックゲインＫｆｂを小さくする（フィードバックゲインＫｆｂが減少するように切り替える）。一方、低回転域（すなわちモータ角速度ａが小さくなるとき）においては、制御ブロック３９はフィードバックゲインＫｆｂを大きく設定し（フィードバックゲインＫｆｂが増加する
ように切り替え）トルクリプル周期外乱を充分に抑制することとなる。なお、このときの遅れ時間Ｌ２は短く設定される（減少するように切り替えられる）。 That is, in a high rotation speed range where the rotational speed fluctuation becomes large (that is, when the motor angular speed a becomes large), the time delay controller 32 and the control block 37 set the delay time L2 to be long (delay) in order to reduce the rotational speed vibration. The control block 39 reduces the feedback gain Kfb (switches so that the feedback gain Kfb decreases) to ensure the stability of the feedback loop due to the dead time. On the other hand, in the low rotation range (that is, when the motor angular speed a becomes small), the control block 39 sets the feedback gain Kfb large (switches so that the feedback gain Kfb increases) to sufficiently suppress the torque ripple period disturbance. Become. Note that the delay time L2 at this time is set short (switched so as to decrease).

図３は、本実施形態に係る車両用制振制御装置１００と、特開２００５−２６９８３５号公報に記載の車両用制振制御装置との制御結果の比較図であり、（ａ）は特開２００５−２６９８３５号公報に記載の車両用制振制御装置の制御結果を示し、（ｂ）は本実施形態に係る車両用制振制御装置１００の制御結果を示している。なお、図３においては、上から順に、むだ時間（遅れ時間Ｌ２に対応）及びフィードバックゲインＫｆｂの時間変化、最終トルク目標値Ｔｍ＊の時間変化、前後加速度の時間変化をそれぞれ示している。 FIG. 3 is a comparison diagram of control results between the vehicle vibration damping control device 100 according to the present embodiment and the vehicle vibration damping control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-269835, and FIG. The control result of the vibration suppression control apparatus for vehicles described in 2005-269835 is shown, (b) has shown the control result of the vibration suppression control apparatus 100 for vehicles concerning this embodiment. In FIG. 3, the dead time (corresponding to the delay time L2), the time change of the feedback gain Kfb, the time change of the final torque target value Tm * , and the time change of the longitudinal acceleration are respectively shown from the top.

図３（ａ）に示すように、遅れ時間Ｌ２やフィードバックゲインＫｆｂを切り替えない特開２０１３−２２３３７４号に記載の車両用制振制御装置による制御では、ドライブシャフトトルクやモータ回転数が振動しているのがわかる。   As shown in FIG. 3A, in the control by the vehicle vibration damping control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2013-223374 in which the delay time L2 and the feedback gain Kfb are not switched, the drive shaft torque and the motor rotational speed are vibrated. I can see that

これに対して、図３（ｂ）に示すように、本実施形態における車両用制振制御装置１００による制御によれば、遅れ時間Ｌ２やフィードバックゲインＫｆｂの切り替えた領域では振動が抑制されていることがわかる。なお、本実施形態に係る車両用制振制御装置１００において制御の当初から振動が小さい理由は、特開２００５−２６９８３５号公報に記載の車両用制振制御装置よりもフィードバックゲインＫｆｂが大きくされ、むだ時間が短いためである。   On the other hand, as shown in FIG. 3B, according to the control by the vehicle vibration damping control device 100 in the present embodiment, the vibration is suppressed in the region where the delay time L2 and the feedback gain Kfb are switched. I understand that. In the vehicle vibration damping control device 100 according to the present embodiment, the reason why the vibration is small from the beginning of the control is that the feedback gain Kfb is larger than that of the vehicle vibration damping control device described in Japanese Patent Laid-Open No. 2005-269835, This is because the dead time is short.

図４は、本実施形態に係る車両用制振制御装置１００における遅れ時間Ｌ２及びフィードバックゲインＫｆｂの切り替え時の制御結果を示す図であり、（ａ）は遅れ時間Ｌ２及びフィードバックゲインＫｆｂを同時に切り替えた場合を示し、（ｂ）は遅れ時間Ｌ２及びフィードバックゲインＫｆｂの切替にヒステリシスを設けた場合を示している。なお、図４においては、上から順に切替対象（ｅ−Ｌ２ｓ及びフィードバックゲインＫｆｂ）の時間変化、フィードバックトルクの時間変化、モータ回転数の時間変化をそれぞれ示している。 FIG. 4 is a diagram showing a control result at the time of switching between the delay time L2 and the feedback gain Kfb in the vehicle vibration damping control apparatus 100 according to the present embodiment. FIG. (B) shows a case where hysteresis is provided for switching between the delay time L2 and the feedback gain Kfb. In FIG. 4, the change over time (e- L2s and feedback gain Kfb) over time, the change over time of the feedback torque, and the change over time of the motor speed are shown in order from the top.

図４（ａ）に示すように、遅れ時間Ｌ２及びフィードバックゲインＫｆｂを同時に切り替えた場合、ヒステリシスなしの瞬時切替となるため、切替チャタリングが発生し（チャタリング部分をハッチで示す）、不要なフィードバックトルクが発生している。これにより安定なシステムを保持することができない。   As shown in FIG. 4A, when the delay time L2 and the feedback gain Kfb are switched simultaneously, instantaneous switching without hysteresis occurs, so switching chattering occurs (the chattering portion is indicated by hatching), and unnecessary feedback torque is generated. Has occurred. As a result, a stable system cannot be maintained.

これに対して、図４（ｂ）に示すように、遅れ時間Ｌ２及びフィードバックゲインＫｆｂの切替にヒステリシスを設けた場合、切替の間には線形な傾きをもたせる手段を用いるため、不要なフィードバックトルクが発生しない。また、安定余裕を確保した後、フィードバックゲインやむだ時間を切り替えるような順番を規定しているので、安定な制御システムを保持することができる。   On the other hand, as shown in FIG. 4B, when a hysteresis is provided for switching between the delay time L2 and the feedback gain Kfb, a means for giving a linear gradient between the switching is used, so that unnecessary feedback torque is used. Does not occur. In addition, since the order in which the feedback gain and the dead time are switched after the stability margin is secured, a stable control system can be maintained.

詳細に、車両速度の下降時（すなわちモータ回転数の下降時）においては、時間遅れ制御器３２及び制御ブロック３７による遅れ時間Ｌ２の減少を先に行い、その後、制御ブロック３９によるフィードバックゲインＫｆｂの増加を行う。なお、遅れ時間Ｌ２については図４（ｂ）に示すＬ２’を基準としており、遅れ時間Ｌ２がＬ２’から減少し始めた時点を切り替え時点とし、フィードバックゲインＫｆｂの増加よりも先に遅れ時間Ｌ２の減少が行われるものと定義している。   Specifically, when the vehicle speed is lowered (that is, when the motor speed is lowered), the delay time L2 is first reduced by the time delay controller 32 and the control block 37, and then the feedback gain Kfb by the control block 39 is reduced. Make an increase. Note that the delay time L2 is based on L2 ′ shown in FIG. 4B, and the time point when the delay time L2 starts to decrease from L2 ′ is set as the switching time point, and the delay time L2 before the feedback gain Kfb increases. It is defined that the decrease is made.

一方、車両速度の上昇時（すなわちモータ回転数の上昇時）においては、制御ブロック３９によるフィードバックゲインＫｆｂの減少を先に行い、その後、時間遅れ制御器３２及び制御ブロック３７による遅れ時間Ｌ２の増加を行う。なお、ここでの遅れ時間Ｌ２に
ついても図４（ｂ）に示すＬ２’を基準としており、遅れ時間Ｌ２がＬ２’に達した時点を切り替え時点とし、フィードバックゲインＫｆｂの減少よりも後に遅れ時間Ｌ２の増加が行われるものと定義している。 On the other hand, when the vehicle speed is increased (that is, when the motor speed is increased), the feedback gain Kfb is first reduced by the control block 39, and then the delay time L2 is increased by the time delay controller 32 and the control block 37. I do. Note that the delay time L2 here is also based on L2 ′ shown in FIG. 4B, and the time when the delay time L2 reaches L2 ′ is set as the switching time point, and the delay time L2 after the decrease of the feedback gain Kfb It is defined that the increase will occur.

このようにして、本実施形態に係る車両用制振制御装置１００によれば、角速度に基づいて遅れ時間Ｌ２を切り替えると共にフィードバックゲインＫｆｂを切り替えるため、回転数変動が大きくなる高回転域において、回転数振動を低減させるべく遅れ時間Ｌ２を適切に設定できると共に、むだ時間によるフィードバックループの安定性を確保すべくフィードバックゲインＫｆｂについても適切に設定できる。一方、低回転域においても遅れ時間Ｌ２及びフィードバックゲインＫｆｂを適切にでき、トルクリプル周期外乱を充分に抑制することができる。従って、回転数振動を低減させると共に、トルクリプル周期外乱をより抑制することができる。   In this way, according to the vehicle vibration damping control device 100 according to the present embodiment, the delay time L2 is switched based on the angular velocity and the feedback gain Kfb is switched. The delay time L2 can be set appropriately to reduce the number of vibrations, and the feedback gain Kfb can also be set appropriately to ensure the stability of the feedback loop due to the dead time. On the other hand, the delay time L2 and the feedback gain Kfb can be appropriately set even in the low rotation range, and the torque ripple period disturbance can be sufficiently suppressed. Therefore, it is possible to reduce the rotational frequency vibration and to further suppress the torque ripple period disturbance.

また、角速度の下降時において遅れ時間Ｌ２が減少するように切り替えると共に、フィードバックゲインＫｆｂが増加するように切り替え、車両速度の上昇時において遅れ時間Ｌ２が増加するように切り替えると共に、フィードバックゲインＫｆｂが減少するように切り替えるため、それぞれの場合において適切な遅れ時間Ｌ２及びフィードバックゲインＫｆｂを設定でき、回転数振動を低減させると共に、トルクリプル周期外乱をより抑制することができる。   In addition, the delay time L2 is switched so as to decrease when the angular velocity is lowered, the feedback gain Kfb is switched so as to increase, and the delay time L2 is switched when the vehicle speed is increased, and the feedback gain Kfb is decreased. Therefore, in each case, it is possible to set an appropriate delay time L2 and feedback gain Kfb, thereby reducing the rotation speed vibration and further suppressing the torque ripple period disturbance.

また、角速度の下降時においてフィードバックゲインＫｆｂの増加に先立ち、遅れ時間Ｌ２を減少させ、角速度の上昇時においてフィードバックゲインＫｆｂの減少後に、遅れ時間Ｌ２を増加させるため、安定余裕を確保してからフィードバックゲインＫｆｂやむだ時間Ｌ２を切り替えるように順番を規定することとなり、切替前後の一時的な期間においても安定性を悪化させることがない品質の高いシステムを提供することができる。   In addition, the delay time L2 is decreased prior to the increase of the feedback gain Kfb when the angular velocity is decreasing, and the delay time L2 is increased after the feedback gain Kfb is decreased when the angular velocity is increasing. The order is defined so as to switch the gain Kfb and the dead time L2, and it is possible to provide a high-quality system that does not deteriorate the stability even during a temporary period before and after the switching.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものでは無く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。   As described above, the present invention has been described based on the embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

例えば上記実施形態に係る車両用制振制御装置１００は、図示した回路構成に限るものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で公知の種々の回路構成とすることが可能である。   For example, the vehicle vibration damping control device 100 according to the above-described embodiment is not limited to the illustrated circuit configuration, and various known circuit configurations can be employed without departing from the spirit of the present invention.

１ ：アクセル開度センサ
２ ：モータトルク設定部
３ ：制振制御部
４ ：モータトルク制御部（モータトルク制御手段）
５ ：モータ
６ ：回転角センサ（角速度検出手段）
７ａ，７ｂ ：駆動輪
２１ ：制御ブロック（第１トルク目標値算出手段）
３１ ：角速度推定部（角速度推定手段）
３２ ：時間遅れ制御器（遅れ処理手段）
３３ ：モータ応答遅れ制御器（遅れ処理手段）
３４ ：制御ブロック（第２トルク目標値算出手段）
３５，３６ ：加算器
３７ ：制御ブロック（フィルタリング手段）
３８ ：減算器
３９ ：制御ブロック
１００ ：車両用制振制御装置 1: Accelerator opening sensor 2: Motor torque setting unit 3: Vibration control unit 4: Motor torque control unit (motor torque control means)
5: Motor 6: Rotation angle sensor (angular velocity detection means)
7a, 7b: Drive wheel 21: Control block (first torque target value calculation means)
31: Angular velocity estimation unit (angular velocity estimation means)
32: Time delay controller (delay processing means)
33: Motor response delay controller (delay processing means)
34: Control block (second torque target value calculating means)
35, 36: Adder 37: Control block (filtering means)
38: Subtractor 39: Control block 100: Vibration control device for vehicle

Claims (3)

車両情報に基づいてモータトルク指令値を設定し、駆動輪につながるモータのトルクを制御する車両用制振制御装置において、
モータトルク指令値を入力し、予めモデル化された車両の伝達特性を用いて第１のトルク目標値を算出する第１トルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標値算出手段により算出された第１のトルク目標値に対して、制御系が持つ遅れ要素に応じた遅れ時間に基づく遅れ処理を行う遅れ処理手段と、
モータ角速度を検出する角速度検出手段と、
前記角速度検出手段により検出されたモータ角速度に対し、前記遅れ時間に基づくフィルタリング処理を施すフィルタリング手段と、
モータ角速度を推定する角速度推定手段と、
車両へのトルク入力とモータ角速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）及び車両の捻り振動周波数近傍の周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタＨ（ｓ）で構成されるモデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタを有し、前記フィルタリング手段によりフィルタリング処理されたモータ角速度と前記角速度推定手段により推定されたモータ角速度との偏差を入力して、第２のトルク目標値を算出する第２トルク目標値算出手段と、
前記第２トルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値に対して所定のゲインで増幅する増幅手段と、
前記第１のトルク目標値と前記増幅手段からの出力とを加算して得られる最終トルク目標値に従ってモータトルクを制御するモータトルク制御手段と、を備え、
前記角速度推定手段は、前記遅れ処理が行われた前記第１のトルク目標値及び前記第２のトルク目標値に基づいてモータ角速度を推定し、
前記遅れ処理手段及び前記フィルタリング手段は、車両速度に基づいて前記遅れ時間を切り替えると共に、前記増幅手段は、車両速度に基づいて前記所定のゲインを切り替える
ことを特徴とする車両用制振制御装置。 In the vehicle vibration damping control device for setting the motor torque command value based on the vehicle information and controlling the torque of the motor connected to the drive wheel,
A first torque target value calculating means for inputting a motor torque command value and calculating a first torque target value using a pre-modeled vehicle transmission characteristic;
A delay processing means for performing a delay process based on a delay time corresponding to a delay element of the control system, with respect to the first torque target value calculated by the first torque target value calculating means;
Angular velocity detection means for detecting the motor angular velocity;
Filtering means for applying a filtering process based on the delay time to the motor angular speed detected by the angular speed detecting means;
Angular velocity estimating means for estimating the motor angular velocity;
Model H (s) / Gp () consisting of a model Gp (s) of transmission characteristics of torque input to the vehicle and motor angular velocity and a bandpass filter H (s) having a frequency near the torsional vibration frequency of the vehicle as a center frequency. s), a second torque target value is calculated by inputting a deviation between the motor angular speed filtered by the filtering means and the motor angular speed estimated by the angular speed estimating means. 2 torque target value calculation means;
Amplifying means for amplifying the second torque target value calculated by the second torque target value calculating means with a predetermined gain;
Motor torque control means for controlling motor torque according to a final torque target value obtained by adding the first torque target value and the output from the amplification means,
The angular velocity estimation means estimates a motor angular velocity based on the first torque target value and the second torque target value on which the delay processing has been performed,
The vehicle delay control device, wherein the delay processing unit and the filtering unit switch the delay time based on a vehicle speed, and the amplification unit switches the predetermined gain based on the vehicle speed. 前記遅れ処理手段及び前記フィルタリング手段は、前記車両速度の下降時において前記遅れ時間が減少するように切り替えると共に、前記車両速度の上昇時において前記遅れ時間が増加するように切り替え、
前記増幅手段は、前記車両速度の下降時において前記所定のゲインが増加するように切り替えると共に、前記車両速度の上昇時において前記所定のゲインが減少するように切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用制振制御装置。 The delay processing means and the filtering means are switched so that the delay time decreases when the vehicle speed decreases, and are switched so that the delay time increases when the vehicle speed increases,
The amplifying means switches so that the predetermined gain increases when the vehicle speed decreases, and switches so that the predetermined gain decreases when the vehicle speed increases. The vehicle vibration damping control device described. 前記遅れ処理手段及び前記フィルタリング手段は、前記車両速度の下降時において前記増幅手段による前記所定のゲインの増加に先立ち、前記遅れ時間を減少させ、前記車両速度の上昇時において前記増幅手段による前記所定のゲインの減少後に、前記遅れ時間を増加させる
ことを特徴とする請求項２に記載の車両用制振制御装置。 The delay processing means and the filtering means reduce the delay time prior to the increase of the predetermined gain by the amplification means when the vehicle speed decreases, and the predetermined time by the amplification means when the vehicle speed increases. The vehicle vibration damping control device according to claim 2, wherein the delay time is increased after the gain of the vehicle is decreased.
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