WO2021029193A1 - 制振制御装置および制振制御方法 - Google Patents

制振制御装置および制振制御方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021029193A1
WO2021029193A1 PCT/JP2020/028275 JP2020028275W WO2021029193A1 WO 2021029193 A1 WO2021029193 A1 WO 2021029193A1 JP 2020028275 W JP2020028275 W JP 2020028275W WO 2021029193 A1 WO2021029193 A1 WO 2021029193A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
filter processing
vehicle
filter
processing unit
control device
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/028275
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
林峰 蘭
友博 福村
智也 森
Original Assignee
日本電産株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本電産株式会社 filed Critical 日本電産株式会社
Priority to JP2021539186A priority Critical patent/JPWO2021029193A1/ja
Priority to CN202080056950.XA priority patent/CN114222680A/zh
Priority to US17/632,833 priority patent/US20220266700A1/en
Priority to DE112020003856.4T priority patent/DE112020003856T5/de
Publication of WO2021029193A1 publication Critical patent/WO2021029193A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2036—Electric differentials, e.g. for supporting steering vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/172—Determining control parameters used in the regulation, e.g. by calculations involving measured or detected parameters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/32—Automatic controllers electric with inputs from more than one sensing element; with outputs to more than one correcting element
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control specially adapted for damping motor oscillations, e.g. for reducing hunting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/46—Drive Train control parameters related to wheels
    • B60L2240/461—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/64—Road conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/64—Road conditions
    • B60L2240/645—Type of road
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/64—Road conditions
    • B60L2240/647—Surface situation of road, e.g. type of paving
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2270/00—Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/10—Emission reduction
    • B60L2270/14—Emission reduction of noise
    • B60L2270/145—Structure borne vibrations

Definitions

  • the present invention relates to a vibration damping control device and a vibration damping control method for suppressing vibration caused by a vehicle drive motor.
  • the motor drive system (power train) becomes a resonance system having a low resonance frequency, and it has been a conventional problem to satisfactorily suppress the generated vibration.
  • Patent Document 1 focuses on the fact that the resonance point of the wheel drive system from the electric motor to the wheels changes with the change of the road surface friction coefficient (road surface ⁇ ), and the vehicle drive system is based on the estimated road surface friction coefficient.
  • a vibration damping control device that reduces torsional vibration is disclosed.
  • Patent Document 1 when the vehicle travels on a low friction coefficient road surface (low ⁇ road) using a control parameter corresponding to a high friction coefficient road surface (high ⁇ road), the resonance point on the actual road surface and the resonance in vibration suppression control Since there is a difference between the points and the points, it is not possible to obtain a sufficient vibration damping control effect with the conventional vibration damping control technology, and in view of the problem of causing hunting, the vehicle is based on the estimated road surface friction coefficient. It discloses a technique for correcting control parameters when performing vibration suppression control for reducing torsional vibration of a drive system.
  • Patent Document 2 describes a vehicle driving force control device that controls a driving force in order to achieve both turning performance during turning and stability of the vehicle such as sideslip prevention.
  • the “driving force correction amount of the electronic stability control” is from 0 to minus. That is, the command torque value is controlled to be lowered in order to prevent the wheels from skidding (slip prevention).
  • the vibration damping control effect can be obtained when the road surface friction coefficient changes, but the control for slip prevention is not considered.
  • the vehicle control unit VCU is reduced to a torque command considering the road surface condition from the vehicle control unit VCU to the motor control unit MCU as anti-slip control.
  • the system has also been known in the past.
  • effective vibration damping control such as slip prevention cannot be achieved by controlling only lowering the command torque value as in Patent Document 2.
  • vibration damping control technology for suppressing resonance vibration a technology for reducing resonance vibration by performing FB (feedback control) and FF (feedforward control) when performing torque control is also generally known.
  • Such vibration suppression control by FB and FF causes a time delay due to filtering.
  • the responsiveness of the anti-slip control is lowered, and there arises a problem that the anti-slip control does not operate properly.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is a vibration damping control device and a vibration damping control method for controlling torque of an in-vehicle motor in consideration of anti-slip control when performing vibration damping control. Is to provide.
  • the first exemplary invention of the present application is a vibration damping control device that suppresses vibration of a vehicle, that is, an angular velocity detection unit that detects the angular velocity of the driving motor of the vehicle, and a higher level transmitted from a higher-level device.
  • a first filter processing unit that filters the torque command value
  • a second filter processing unit that filters the angular velocity detected by the angular velocity detection unit
  • a filtering processing result by the first filter processing unit and the second filter.
  • a means for calculating a drive torque command value for driving the motor based on the result of filtering processing in the processing unit is provided, and predetermined information obtained from the vehicle is subjected to the first filter processing unit or the first filter processing. It is characterized in that a predetermined filter control is performed according to a change in the upper torque command value by inputting to the unit and the second filter processing unit.
  • An exemplary second invention of the present application is a vehicle, characterized in that it includes a vibration damping control device according to the first exemplary invention.
  • An exemplary third invention of the present application is a vibration damping control method for suppressing vehicle vibration, wherein a step of detecting an angular speed of a driving motor of the vehicle and a higher torque command value transmitted from a higher device are used.
  • a step of calculating a drive torque command value for driving the motor based on the result is provided, and the result is obtained from the vehicle in the first filter processing step, or in the first filter processing step and the second filter processing step. It is characterized in that the disturbance information, the vehicle information, or the disturbance information and the vehicle information are input, and a predetermined filter control is performed according to the change of the upper torque command value.
  • a vibration damping control device capable of effective vibration damping control before slip occurs by adjusting the time delay of the filtering process by adjusting the time constant of the filter according to the disturbance information or the vehicle information.
  • a vibration damping control method can be provided.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vehicle drive device using the vibration damping control device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a time constant adjustment processing procedure and a filtering processing procedure in the filter processing unit of the vibration damping control device according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the adjustment characteristic of the time constant of the filter with respect to the change of the road surface friction coefficient.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of a change in the coefficient of friction on the road surface.
  • FIG. 5 is a diagram showing a simulation result of a time delay of torque response with respect to the presence or absence of time constant adjustment of the filter.
  • FIG. 6 is a diagram showing a simulation result of the slip ratio of the vehicle with respect to the presence or absence of the time constant adjustment of the filter.
  • FIG. 7 is a time chart showing changes in the driving force during operation of the conventional electronic stability control.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a vehicle drive device using a vibration suppression control device (also referred to as a vibration suppression control device) according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle drive device VCU (Vehicle Control Unit) 1 of FIG. 1 is a vehicle drive device using an electric motor 15 as a drive source, and includes a motor control device MCU (Motor Control Unit) 2 and a vibration suppression control device 3. Will be done.
  • VCU Vehicle Control Unit
  • MCU Motor Control Unit
  • the motor control device 2 is a PWM (Pulse Width Modulation) signal generation unit 11 that generates a motor drive signal (PWM signal) according to a current control signal generated by the vibration suppression control device 3 that suppresses vehicle vibration as described later.
  • PWM Pulse Width Modulation
  • an inverter 13 that receives a motor drive signal from the PWM signal generation unit 11 and functions as an FET drive circuit (motor drive circuit).
  • the inverter 13 is a FET bridge circuit composed of a plurality of semiconductor switching elements, and power for driving a motor is supplied from an external battery (not shown).
  • the above motor drive signal is a signal indicating the duty ratio of the PWM signal, and is ON of semiconductor switching elements such as MOSFET (Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor) and IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) constituting the inverter 13. / OFF control signal.
  • MOSFET Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor
  • IGBT Insulated Gate Bipolar Transistor
  • a predetermined drive current is supplied from the inverter 13 to the electric motor 15 to drive the electric motor 15. More specifically, the inverter 13 sends a U-phase, V-phase, and W-phase three-phase alternating current to the electric motor 15 in response to the motor drive signal. The torque generated by the electric motor 15 driven by this is transmitted to the drive shaft 8 to drive the pair of wheels 5a and 5b via the differential gear 6 and the axle 7.
  • the electric motor 15 is, for example, a three-phase brushless DC motor.
  • the vibration damping control device 3 receives a torque command from the vehicle drive device (VCU) 1 which is a higher-level device and a road surface friction coefficient TF as disturbance information, and adjusts the time constant of the filter. Controls vehicle vibration (controls to prevent vehicle slippage).
  • VCU vehicle drive device
  • TF road surface friction coefficient
  • the control unit (CPU) 20 is composed of, for example, a microprocessor that controls the entire vibration damping control device 3.
  • the processing load on the motor control device can be reduced by detecting the road surface friction coefficient on the vehicle side without calculating it on the motor control device.
  • the vibration damping control device 3 includes a first filter processing unit 21 that filters the upper torque command value Tm * transmitted from the vehicle drive device (VCU) 1, and a rotation angular velocity ⁇ of the vehicle drive motor (electric motor 15). It has a second filter processing unit 22 for filtering m . In the vibration damping control device 3, the first filter processing unit 21 and the second filter processing unit 22 suppress the resonance vibration of the vehicle power train (slip prevention control).
  • a position detection sensor 31 is arranged in the vicinity of the electric motor 15.
  • the rotation angle calculation unit 26 calculates the rotation angle of the electric motor 15 based on the magnetic field detection result of the position detection sensor 31.
  • the speed calculation unit 29 calculates the rotation angular velocity ⁇ m of the electric motor 15 based on the output from the rotation angle calculation unit 26.
  • a Hall element as the position detection sensor 31, the rotational position of the motor can be detected with a configuration that is cheaper than that of a resolver, an encoder, or the like.
  • the first filter processing unit 21 is a notch filter or a low-pass filter (LPF) having the characteristics represented by the following formula (1).
  • the notch filter has the property of attenuating a signal in a specific wavelength band to a low level and transmitting other signals (the blocking frequency range is narrow).
  • s is the Laplace operator and T is the time constant.
  • T is the time constant.
  • the time constant changing unit 24 adjusts the time constant of the filter according to the value indicated by the disturbance information (road surface friction coefficient TF) input from the host device.
  • the time constant of the filter is adjusted to decrease as the road surface friction coefficient TF decreases.
  • the first filter processing unit 21 reduces the time delay of the torque response to the torque command by performing the filtering process according to the time constant adjusted as described above for the input upper torque command value Tm * .
  • the first filter processing unit 21 performs feedforward processing based on the upper torque command value. This enables feedforward calculation based on the higher torque command value (target torque command value) described later.
  • the second filter processing unit 22 is a high-pass filter (HPF) or a band-pass filter (BPF) having the characteristics represented by the following formula (2) or formula (3).
  • HPF high-pass filter
  • BPF band-pass filter
  • the second filter processing unit 22 filters the motor rotation speed of the electric motor 15.
  • the time constant changing unit 25 also adjusts the time constant of the filter according to the value of the disturbance information (road surface friction coefficient TF) input from the host device. For example, the time constant of the filter is adjusted to decrease as the road surface friction coefficient TF decreases.
  • the second filter processing unit 22 reduces the time delay of the torque response to the torque command by performing the filtering process according to the time constant adjusted as described above for the input motor rotation speed.
  • the second filter processing unit 22 performs feedback processing based on the motor rotation speed. This makes it possible to calculate the feedback torque based on the motor rotation angular velocity (motor rotation speed) described later.
  • the vibration suppression control device 3 performs filtering processing in which the time constant is controlled for the notch filter or the low-pass filter having a large time delay in the feedforward control system by the first filter processing unit 21.
  • the feedforward control can attenuate the vibration caused by the disturbance assumed in advance.
  • a bandpass filter or a highpass filter with a small time delay is used for the feedback control system (control system that performs filtering processing for the motor rotation angular velocity) by the second filter processing unit 22.
  • the feedback control can attenuate the vibration caused by the actual disturbance.
  • the filtering processing result by the first filter processing unit 21 and the filtering processing result by the second filter processing unit 22 are added by the adder 23.
  • the addition result of the adder 23 is input to the current control unit 27 as a torque command value Tm.
  • the current control unit 27 calculates the current control signal of the electric motor 15 based on the input torque command value Tm, and outputs the calculation result to the PWM signal generation unit 11.
  • the notch filter, low-pass filter (LPF), high-pass filter (HPF), and band-pass filter (BPF) described above are digital filters.
  • the time constant changing units 24 and 25 function as filter time constant changing means for changing the time constants of these digital filters, so that the above-mentioned filtering processing can be performed in the first filter processing unit 21 and the second filter processing unit 22. Will be done.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a time constant adjustment processing procedure and a filtering processing procedure in the filter processing unit of the vibration damping control device according to the present embodiment.
  • the vibration damping control device adjusts the time constant of the filter by receiving the road surface friction coefficient TF.
  • the road surface friction coefficient TF is the ratio of the frictional force acting on the contact surface between the wheel of the vehicle and the road surface and the pressure acting perpendicularly to the contact surface, and the proportionality constant at this time is called the friction coefficient ( ⁇ ).
  • the coefficient of friction is 1 when a 1 kg weight is pulled with a force of 1 kg.
  • the friction coefficient can be further subdivided depending on whether it is a mere snowy road or a snow-packed road, but since it does not cause a large change in the friction coefficient, they are not distinguished here.
  • step S11 of FIG. 2 the road surface friction coefficient TF as disturbance information is input from the vehicle side.
  • step S13 it is determined whether or not the degree of change in the value of the friction coefficient TF is equal to or greater than a predetermined value.
  • the coefficient of friction ( ⁇ ) drops significantly to around 0.8 due to the moving vehicle moving from the asphalt road to the freezing road.
  • large TF a case where the friction coefficient is large such as when traveling on an asphalt road
  • small TF a case where the friction coefficient is small such as when traveling on an icy road
  • the higher torque command value from the higher device to the motor control device indicates a predetermined change. That is, the higher torque command value also changes due to the change in the friction coefficient, but if no measures are taken, the torque command signal is also delayed due to the delay due to the filtering process, so that the slip prevention control becomes insufficient.
  • step S15 a process of adjusting (changing) the time constant of the filter according to the degree of decrease in the road surface friction coefficient is performed.
  • FIG. 3 shows an example of the adjustment characteristic of the time constant of the filter with respect to the change of the road surface friction coefficient ( ⁇ ).
  • the time constant is adjusted in proportion to the change in the coefficient of friction.
  • the time constant is adjusted to be continuously reduced as the friction coefficient decreases.
  • it is adjusted so that it becomes discontinuous (step-like) with respect to the decrease in the friction coefficient as in the characteristic 35.
  • the time delay due to the filtering process can be arbitrarily adjusted by the time constant changed (determined) based on the disturbance information of the change in the road surface friction coefficient. It becomes.
  • the adjustment may be performed using a mathematical formula or may be adjusted by referring to the table. Further, since the time constant of the filter is adjusted to prevent slipping, the characteristics may be changed so that the time constant is intensively adjusted in the low friction coefficient portion of the characteristic diagram of FIG.
  • step S17 the filtering process in the first filter processing unit 21 and the filtering process in the second filter processing unit 22 are performed according to the adjusted time constant.
  • step S19 based on the filtering process in step S17 (that is, the filtering process result in the first filter processing unit 21 and the filtering process result in the second filter processing unit 22 are added). , Calculate the torque command value Tm.
  • the current control unit 27 calculates the current control signal of the electric motor based on the torque command value Tm calculated in step S19.
  • the inverter is controlled by the PWM signal generated based on the calculation result to drive the electric motor 15.
  • the road surface condition is constantly monitored, the time constant of the filter is adjusted based on the change in the road surface friction coefficient, and the filtering process is performed without time delay for the change in the upper torque command value in the situation where the vehicle slips.
  • step S13 if the change in friction coefficient is not from "large TF" to "small TF", or if there is no change in friction coefficient TF, slip occurrence is not expected and the time constant is not adjusted. The process proceeds to the filtering process of step S17.
  • the following example is a simulation result about the effect of time constant adjustment and filtering processing.
  • FIG. 4 shows a change in the road surface friction coefficient (an example in which the friction coefficient is reduced) for confirming the effect of the time constant adjustment.
  • the coefficient of friction on the road surface was reduced from 2 to 1 at time t 0 (around 1 second).
  • FIG. 5 is a result of simulating the time delay of the torque response (time change of the damping torque) with respect to the presence or absence of the time constant adjustment of the filter described above. From the simulation results shown in FIG. 5, the time delay (T 1 ) of the torque response to the torque command when the time constant of the filter is adjusted is larger than the time delay (T 2 ) of the torque response when the time constant is not adjusted. It turns out that is also small.
  • FIG. 6 shows the simulation result of the slip ratio of the vehicle with respect to the presence or absence of the time constant adjustment of the filter. From FIG. 6, it can be seen that the slip ratio at a time of 1 sec to 1.3 sec is smaller when the time constant is adjusted to be smaller than that when the time constant is not adjusted. That is, by adjusting the filter time constant to be small according to the change in the road surface friction coefficient, slip prevention control due to a decrease in the slip ratio becomes possible.
  • the vibration damping control device performs a filter process by adjusting the time constant of the filter based on the disturbance information called the road surface friction coefficient obtained from the vehicle side (upper device). It is possible to reduce the time delay of the filtering process (delay of the torque response to the change of the upper torque command value) in the unit, and to perform effective vibration suppression control such as slip prevention.
  • the time delay of the filtering process can be adjusted by adjusting the time constant of the filter according to the road surface condition when the vehicle is running, such as when the road surface friction coefficient changes significantly, effective vibration damping control becomes possible before slip occurs.
  • the safety of the vehicle equipped with the vibration control device can be improved.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible.
  • ⁇ Modification example 1> In the vibration damping control device according to the above embodiment, the road surface friction coefficient during traveling of the vehicle is used as disturbance information, and a predetermined filter control is performed according to a change in the upper torque command value. For example, the speed of the vehicle, Filter control may be performed based on vehicle information such as the rotation speed of the wheels of the vehicle.
  • time constant changing units 24 and 25 of the first filter processing unit 21 and the second filter processing unit 22 respectively respond to (1) disturbance information, (2) vehicle information, or (3) disturbance information and vehicle information.
  • the time constant of the filtering process may be changed, and the filtering process may be performed according to the changed time constant.
  • the time delay due to the filtering process can be arbitrarily adjusted by the time constant changed based on the disturbance information or the vehicle information.
  • the filtering process considering the road surface condition and the vehicle condition can be performed. That is, it is possible to adjust the time delay of the filtering process corresponding to the change of the disturbance information (for example, the road surface friction coefficient) or the change of the vehicle information (for example, the vehicle speed).
  • the disturbance information obtained from the vehicle is input to both the first filter processing unit 21 and the second filter processing unit 22, but the configuration is not limited to this.
  • the first filter processing unit 21 composed of a notch filter or a low-pass filter having a large time delay always performs filter control (adjustment of the time constant). By doing so, vibration suppression control that reliably improves the delay in torque response becomes possible.
  • VCU Vehicle drive device
  • MCU Motor control device
  • Vibration control control device Vibration control control device
  • 6 Differential gear
  • 8 Drive shaft
  • 27 Current control unit
  • 29 Speed calculation unit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

スリップ防止制御を考慮して車載モータのトルク制御を行う。上位装置からの上位トルク指令値(Ｔｍ＊)を第１フィルタ処理部(２１)でフィルタリング処理し、角速度検出部で検出された角速度(ωｍ)を第２フィルタ処理部(２２)でフィルタリング処理する。これらのフィルタリング処理結果に基づいて、電動モータ(１５)を駆動する駆動トルク指令値(Ｔｍ)を算出する。フィルタ処理部各々は、外乱情報としての路面摩擦係数に応じて、フィルタリング処理の時定数を変更する。

Description

制振制御装置および制振制御方法
　本発明は、車両の駆動用モータによる振動を抑制する制振制御装置および制振制御方法に関する。
　電気自動車、ハイブリッド車両等における駆動用の電動モータは、ドライブシャフトが低剛性の負荷であることから、電動モータより発生したトルクはシャフトがねじれながら伝達される。そのため、モータ駆動システム（パワートレーン）が低い共振周波数を持つ共振系となり、発生した振動を良好に制振することが従来からの課題となっている。
　特許文献１は、路面摩擦係数（路面μ）の変化に伴って、電動モータから車輪に至る車輪駆動系の共振点が変化することに着目し、推定した路面摩擦係数に基づいて車両駆動系のねじり振動を低減する制振制御装置を開示している。
　特許文献１では、車両において高摩擦係数路面（高μ路）に対応する制御パラメータを用いて、低摩擦係数路面（低μ路）を走行した場合、実路面における共振点と制振制御における共振点との間に差異が生じることから、従来の制振制御技術では十分な制振制御効果を得ることができず、ハンチングを起こすという問題に鑑みて、推定した路面摩擦係数に基づいて、車両駆動系のねじり振動を低減するための制振制御を行う際における制御パラメータを補正する技術を開示している。
　車輪の横滑り防止に関して、例えば特許文献２には、旋回走行時における旋回性能と横滑り防止等の車両安定化とを両立させるために駆動力を制御する車両の駆動力制御装置が記載されている。特許文献２では、図７に示すように横滑り防止装置の作動時、「横滑り防止制御の駆動力補正量」が０からマイナスとなっている。すなわち、車輪の横滑り防止（スリップ防止）のために指令トルク値を下げるように制御している。
特開２０１３－１６９０５４号公報 特開２０１３－１４１８９６号公報
　特許文献１に記載の制振制御装置によれば、路面摩擦係数が変化した場合において制振制御効果を得ることができるが、スリップ防止のための制御を考慮していない。これに対して、路面摩擦係数が大きいアスファルトから路面摩擦係数が小さい凍結路へ変化した場合、スリップ防止制御として、車両制御ユニットＶＣＵからモータ制御ユニットＭＣＵへ路面状況を考慮したトルク指令へ下げる車両制御システムも従来より知られている。しかしながら、特許文献２のように指令トルク値を下げるだけの制御では、スリップ防止といった効果的な制振制御ができない。
　一方、共振振動を抑制する制振制御技術として、トルク制御を行う際にＦＢ（フィードバック制御）、ＦＦ（フィードフォワード制御）を行うことで共振振動を低減させる技術も一般的に知られているが、このようなＦＢ，ＦＦによる制振制御は、フィルタ処理による時間遅れが生じる。その結果、従来の制振制御技術を用いてスリップ防止制御を行った場合、スリップ防止制御の応答性が低下し、適正にスリップ防止制御が作動しないという問題が生じる。
　本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、制振制御を行う際、スリップ防止制御を考慮して車載モータのトルク制御を行う制振制御装置および制振制御方法を提供することである。
　上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第１の発明は、車両の振動を抑制する制振制御装置であって、前記車両の駆動用モータの角速度を検出する角速度検出部と、上位装置より送信された上位トルク指令値をフィルタリング処理する第１フィルタ処理部と、前記角速度検出部で検出された角速度をフィルタリング処理する第２フィルタ処理部と、前記第１フィルタ処理部でのフィルタリング処理結果と前記第２フィルタ処理部でのフィルタリング処理結果とに基づいて、前記モータを駆動する駆動トルク指令値を算出する手段とを備え、前記車両から得た所定情報を前記第１フィルタ処理部、または前記第１フィルタ処理部と前記第２フィルタ処理部に入力することで、前記上位トルク指令値の変化に応じた所定のフィルタ制御を行うことを特徴とする。
　本願の例示的な第２の発明は、車両であって、上記例示的な第１の発明に係る制振制御装置を備えることを特徴とする。
　本願の例示的な第３の発明は、車両の振動を抑制する制振制御方法であって、前記車両の駆動用モータの角速度を検出する工程と、上位装置より送信された上位トルク指令値をフィルタリング処理する第１フィルタ処理工程と、前記検出された角速度をフィルタリング処理する第２フィルタ処理工程と、前記第１フィルタ処理工程で得たフィルタリング処理結果と前記第２フィルタ処理工程で得たフィルタリング処理結果とに基づいて、前記モータを駆動する駆動トルク指令値を算出する工程とを備え、前記第１フィルタ処理工程、または前記第１フィルタ処理工程と前記第２フィルタ処理工程において、前記車両から得た外乱情報、または車両情報、または外乱情報と車両情報を入力して、前記上位トルク指令値の変化に応じた所定のフィルタ制御を行うことを特徴とする。
　本発明によれば、外乱情報または車両情報に応じてフィルタの時定数を調整することによりフィルタリング処理の時間遅れを調整して、スリップ発生前に有効な制振制御が可能な制振制御装置および制振制御方法を提供できる。
図１は、本発明の実施形態に係る制振制御装置を使用した車両駆動装置の全体構成を示すブロック図である。 図２は、実施形態に係る制振制御装置のフィルタ処理部における時定数の調整処理手順およびフィルタリング処理手順を示すフローチャートである。 図３は、路面摩擦係数の変化に対するフィルタの時定数の調整特性の一例を示す図である。 図４は、路面摩擦係数の変化の一例を示す図である。 図５は、フィルタの時定数調整の有無に対するトルク応答の時間遅れのシミュレーション結果を示す図である。 図６は、フィルタの時定数調整の有無に対する車両のスリップ率のシミュレーション結果を示す図である。 図７は、従来の横滑り防止装置の作動時における駆動力の変化を示すタイムチャートである。
　以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る振動抑制制御装置（制振制御装置ともいう）を使用した車両駆動装置の全体構成を示すブロック図である。図１の車両駆動装置ＶＣＵ(Vehicle Control Unit)１は、電動モータ１５を駆動源とする車両の駆動装置であり、モータ制御装置ＭＣＵ(Motor Control Unit)２と制振制御装置３を含んで構成される。
　モータ制御装置２は、後述するように車両の振動を抑制する制振制御装置３で生成された電流制御信号にしたがってモータ駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成するＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号生成部１１と、ＰＷＭ信号生成部１１からのモータ駆動信号を受けて、ＦＥＴ駆動回路（モータ駆動回路）として機能するインバータ１３とを含んで構成される。
　インバータ１３は、複数の半導体スイッチング素子からなるＦＥＴブリッジ回路であり、不図示の外部バッテリよりモータ駆動用の電源が供給される。上記のモータ駆動信号は、ＰＷＭ信号のデューティ比を示す信号であって、インバータ１３を構成するＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御信号である。
　インバータ１３より電動モータ１５に所定の駆動電流が供給されて、電動モータ１５が駆動される。より具体的には、インバータ１３は上記のモータ駆動信号に応じてＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相交流電流を電動モータ１５に送る。これにより駆動された電動モータ１５で発生したトルクは駆動軸８に伝達されることで、ディファレンシャル・ギア６、車軸７を介して一対の車輪５ａ，５ｂが駆動される。電動モータ１５は、例えば３相ブラシレスＤＣモータである。
　次に、本実施形態に係る制振制御装置について説明する。図１に示すように制振制御装置３は、上位装置である車両駆動装置（ＶＣＵ）１よりトルク指令と、外乱情報としての路面摩擦係数ＴＦを受けてフィルタの時定数を調整することで、車両の振動抑制（車両のスリップ防止制御）を行う。
　制御部（ＣＰＵ）２０は、制振制御装置３の全体の制御を司る、例えばマイクロプロセッサからなる。なお、路面摩擦係数をモータ制御装置において算出せず、車両側で検出することで、モータ制御装置（制振制御装置）での処理負荷を低減できる。
　制振制御装置３は、車両駆動装置（ＶＣＵ）１より送信された上位トルク指令値Ｔｍ＊をフィルタリング処理する第１フィルタ処理部２１と、車両の駆動用モータ（電動モータ１５）の回転角速度ωｍをフィルタリング処理する第２フィルタ処理部２２を有する。制振制御装置３では、第１フィルタ処理部２１と第２フィルタ処理部２２によって、車両パワートレインの共振振動を抑制（スリップ防止制御）する。
　電動モータ１５の近傍には、位置検出センサ３１が配置されている。回転角度演算部２６は、位置検出センサ３１での磁界検出結果をもとに電動モータ１５の回転角度を演算する。速度演算部２９は、回転角度演算部２６からの出力に基づき電動モータ１５の回転角速度ωｍを算出する。位置検出センサ３１として、例えばホール素子を用いることで、レゾルバ、エンコーダ等に比べて安価な構成でモータの回転位置を検出できる。
　第１フィルタ処理部２１は、下記の式（１）で示す特性を有するノッチフィルタ、あるいはローパスフィルタ（ＬＰＦ）である。ノッチフィルタは、特定の波長帯域の信号を低いレベルまで減衰させ、それ以外の信号を透過させる（阻止周波数範囲が狭い）特性を有する。式（１）において、ｓはラプラス演算子、Ｔは時定数である。また、時定数Ｔは路面摩擦係数ＴＦの関数（Ｔ＝ｆ（ＴＦ））である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　第１フィルタ処理部２１では、時定数変更部２４において、上位装置より入力された外乱情報（路面摩擦係数ＴＦ）が示す値に応じてフィルタの時定数を調整する。ここでは例えば、路面摩擦係数ＴＦの低下に応じてフィルタの時定数が小さくなるように調整する。
　第１フィルタ処理部２１は、入力された上位トルク指令値Ｔｍ＊に対して、上記のように調整された時定数によるフィルタリング処理を行うことで、トルク指令に対するトルク応答の時間遅れを低減する。
　すなわち、第１フィルタ処理部２１は、上位トルク指令値に基づくフィードフォワード処理を行う。これにより、後述する上位トルク指令値（目標トルク指令値）に基づくフィードフォワード演算が可能になる。
　第２フィルタ処理部２２は、下記の式（２）あるいは式（３）で示す特性を有するハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、あるいはバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）である。式（２），（３）においても、ｓはラプラス演算子、Ｔは時定数である。また、時定数Ｔは路面摩擦係数ＴＦの関数（Ｔ＝ｆ（ＴＦ））である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　第２フィルタ処理部２２は、電動モータ１５のモータ回転数をフィルタリング処理する。第２フィルタ処理部２２においても、時定数変更部２５が、上位装置より入力された外乱情報（路面摩擦係数ＴＦ）の値に応じてフィルタの時定数を調整する。例えば、路面摩擦係数ＴＦの低下に応じてフィルタの時定数が小さくなるように調整する。
　第２フィルタ処理部２２は、入力されたモータ回転数に対して、上記のように調整された時定数によるフィルタリング処理を行うことで、トルク指令に対するトルク応答の時間遅れを低減する。
　図１に示すように第２フィルタ処理部２２は、モータ回転数に基づくフィードバック処理を行う。これにより、後述するモータ回転角速度（モータ回転数）に基づくフィードバックトルクの算出が可能となる。
　このように制振制御装置３は、第１フィルタ処理部２１によるフィードフォワード制御系において、時間遅れの大きいノッチフィルタ、あるいはローパスフィルタに対して、時定数を制御したフィルタリング処理を行う。フィードフォワード制御により、あらかじめ想定される外乱に伴う振動を減衰することができる。
　一方、第２フィルタ処理部２２によるフィードバック制御系（モータ回転角速度に対してフィルタリング処理を行う制御系）には、時間遅れの小さいバンドパスフィルタ、あるいはハイパスフィルタを使用する。フィードバック制御により、実際の外乱に伴う振動を減衰することができる。
　第１フィルタ処理部２１によるフィルタリング処理結果と、第２フィルタ処理部２２によるフィルタリング処理結果は、加算器２３で加算される。加算器２３での加算結果は、トルク指令値Ｔｍとして電流制御部２７に入力される。
　電流制御部２７は、入力されたトルク指令値Ｔｍをもとに電動モータ１５の電流制御信号を演算し、その演算結果をＰＷＭ信号生成部１１に対して出力する。
　上述したノッチフィルタ、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）はデジタルフィルタである。時定数変更部２４，２５は、これらのデジタルフィルタの時定数を変更するフィルタ時定数変更手段として機能することで、第１フィルタ処理部２１と第２フィルタ処理部２２において、上述したフィルタリング処理が行われる。
　図２は、本実施形態に係る制振制御装置のフィルタ処理部における時定数の調整処理手順、およびフィルタリング処理手順を示すフローチャートである。
　上述したように制振制御装置は、路面摩擦係数ＴＦを受けてフィルタの時定数を調整する。路面摩擦係数ＴＦとは、車両の車輪と路面の接触面に働く摩擦力と、接触面に垂直に作用する圧力との比であり、このときの比例定数を摩擦係数（μ）という。
　一般的には、乾燥したアスファルト舗装路（ドライ路面）はμ＝０．８前後、水で濡れた路面はμ＝０．６～０．４、積雪路はμ＝０．５～０．２、凍結路はμ＝０．２～０．１とされている。ここで、１ｋｇの重りを１ｋｇの力で引っ張るとき摩擦係数が１である。
　なお、積雪路の場合、単なる雪路であるか、あるいは圧雪路であるかにより摩擦係数をさらに細分化できるが、摩擦係数が大きく変化する要因とはならないため、ここではそれらを区別しない。
　本実施形態に係る制振制御装置３では、図２のステップＳ１１において、車両側より外乱情報としての路面摩擦係数ＴＦを入力する。続くステップＳ１３において、摩擦係数ＴＦの値の変化の度合いが所定値以上か否かを判断する。
　例えば、走行している車両がアスファルト路から氷結路に移動したことで、摩擦係数（μ）が０．８前後、大きく低下する場合が想定される。ここでは、便宜上、アスファルト路走行時のように摩擦係数が大きい場合を「ＴＦ大」とし、氷結路走行時のように摩擦係数が小さい場合を「ＴＦ小」という。
　よって、上記のように「ＴＦ大」→「ＴＦ小」の変化があった場合、路面摩擦係数の大幅な低下があったことになる。この場合、車両においては、上位装置からモータ制御装置への上位トルク指令値が所定の変化を示す。つまり、摩擦係数が変化したことで上位トルク指令値も変化するが、何らの対策も施さない場合、フィルタリング処理による遅延によってトルク指令信号にも遅れが生じるため、スリップ防止制御が不十分となる。
　そこで、制振制御装置３では、車両のスリップ防止のため、ステップＳ１５において、路面摩擦係数の低下の度合いに応じてフィルタの時定数を調整（変更）する処理を行う。
　図３は、路面摩擦係数（μ）の変化に対するフィルタの時定数の調整特性の一例を示す。ここでは、摩擦係数の変化に応じて、それと比例するように時定数を調整する。例えば、図３の特性３３のように摩擦係数の低下に応じて時定数が連続的に小さくなるように調整する。あるいは、特性３５のように摩擦係数の低下に対して不連続（ステップ状）に小さくなるように調整する。
　このように、第１フィルタ処理部２１と第２フィルタ処理部２２では、フィルタリング処理による時間遅れを、路面摩擦係数の変化という外乱情報をもとに変更（決定）した時定数によって任意に調整可能となる。
　なお、時定数の調整において、上記の比例関係が満たされる限り、数式を用いた調整を行ってもよいし、あるいはテーブルを参照して調整してもよい。また、スリップ防止のためのフィルタの時定数調整であることから、図３の特性図の低摩擦係数部分において集中的に時定数が調整されるように特性を変えてもよい。
　上記のようにフィルタの時定数調整を終了した場合、ステップＳ１７において、調整後の時定数による、第１フィルタ処理部２１におけるフィルタリング処理と第２フィルタ処理部２２におけるフィルタリング処理を行う。
　制振制御装置３では、ステップＳ１９において、ステップＳ１７でのフィルタリング処理に基づいて（すなわち、第１フィルタ処理部２１におけるフィルタリング処理結果と、第２フィルタ処理部２２によるフィルタリング処理結果を加算して）、トルク指令値Ｔｍを算出する。
　続くステップＳ２１において、ステップＳ１９で算出したトルク指令値Ｔｍをもとに、電流制御部２７において電動モータの電流制御信号を演算する。その演算結果をもとに生成したＰＷＭ信号によってインバータを制御して、電動モータ１５を駆動する。
　このように路面状況を常に監視し、路面摩擦係数の変化をもとにフィルタの時定数を調整して、車両がスリップする状況における上位トルク指令値の変化に対して、時間遅れなくフィルタリング処理を施すことで、適正なスリップ防止制御が可能となり、同時に車両の走行安全性を高めることができる。
　上記のステップＳ１３において、摩擦係数の変化が「ＴＦ大」から「ＴＦ小」ではない場合、あるいは摩擦係数ＴＦに変化がない場合には、スリップの発生は想定されないとして時定数調整を行わず、ステップＳ１７のフィルタリング処理に移行する。
　次に、本実施形態に係る制振制御装置における時定数の調整、およびフィルタリング処理の効果について説明する。以下の例は、時定数調整およびフィルタリング処理の効果についてのシミュレーション結果である。
　図４は、時定数調整の効果を確認するための路面摩擦係数の変化（摩擦係数が低下した例）を示している。ここでは、時間ｔ０（１秒付近）で路面摩擦係数を２→１に低下させた。
　図５は、上述したフィルタの時定数調整の有無に対するトルク応答の時間遅れ（制振トルクの時間変化）をシミュレーションした結果である。図５に示すシミュレーション結果より、フィルタの時定数調整を行った場合のトルク指令に対するトルク応答の時間遅れ（Ｔ１）は、時定数調整を行わない場合のトルク応答の時間遅れ（Ｔ２）よりも小さいことが分かる。
　このことより、路面摩擦係数の変化に応じてフィルタの時定数を小さく調整することで、トルク指令に対するトルク応答の時間遅れを低減できることが判明した。
　図６は、フィルタの時定数調整の有無に対する車両のスリップ率のシミュレーション結果を示している。図６より、時定数調整なしの場合に比べて、時定数を小さく調整した場合、時間１ｓｅｃ～１．３ｓｅｃにおけるスリップ率が小さいことが分かる。すなわち、路面摩擦係数の変化に応じてフィルタ時定数を小さく調整することで、スリップ率の低下によるスリップ防止制御が可能となる。
　以上説明したように本実施形態に係る制振制御装置は、車両側（上位装置）から得た路面摩擦係数という外乱情報をもとにフィルタの時定数を調整する処理を行うことで、フィルタ処理部におけるフィルタリング処理の時間遅れ（上位トルク指令値の変化に対するトルク応答の遅れ）を低減して、スリップ防止といった効果的な制振制御が可能となる。
　また、路面摩擦係数が大きく変化する等、車両走行時の路面状況に応じたフィルタの時定数調整によりフィルタリング処理の時間遅れを調整できるので、スリップ発生前に有効な制振制御が可能となり、制振制御装置を搭載した車両の安全性を向上できる。
　さらには、フィードフォワード制御系とフィードバック制御系を備え、フィルタの時定数調整によって、これらの制御系の遅れ要素を小さくすることで、トルク指令値、外乱等のいずれに対しても理想的な（スリップ防止のための追従性を向上させた）応答が得られる。
　本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。
＜変形例１＞
　上記の実施形態に係る制振制御装置では、車両の走行時における路面摩擦係数を外乱情報として、上位トルク指令値の変化に応じた所定のフィルタ制御を行っているが、例えば、車両の速度、車両の車輪の回転速度等の車両情報をもとにフィルタ制御を行ってもよい。
　これにより、上位トルク指令値に基づく車輪の空転防止（トラクションコントロール）、車両の横滑り防止制御によるトルク制御に対して、時間遅れなくフィルタリング処理を施すことができる。例えば、スリップ発生後に有効な制振制御が可能となる。
　さらに、第１フィルタ処理部２１と第２フィルタ処理部２２それぞれの時定数変更部２４，２５が、（１）外乱情報、（２）車両情報、または、（３）外乱情報と車両情報に応じてフィルタリング処理の時定数を変更し、変更後の時定数によるフィルタリング処理を行う構成としてもよい。
　こうすることで、フィルタリング処理による時間遅れを、外乱情報、あるいは車両情報をもとに変更した時定数をよって任意に調整可能となる。また、上記（３）のように外乱情報と車両情報の双方を使用した場合には、例えば、路面の状態と車両の状態とを考慮したフィルタリング処理を行うことができる。つまり、外乱情報（例えば、路面摩擦係数）の変化、あるいは車両情報（例えば、車速）の変化に対応したフィルタリング処理の時間遅れを調整できる。
＜変形例２＞
　上記の実施形態に係る制振制御装置では、車両から得た外乱情報を第１フィルタ処理部２１と第２フィルタ処理部２２の双方に入力しているが、この構成に限定されない。例えば、第１フィルタ処理部２１と第２フィルタ処理部２２のうち、時間遅れが大きいノッチフィルタあるいはローパスフィルタからなる第１フィルタ処理部２１において常にフィルタ制御（時定数の調整）が行われる構成とすることで、確実にトルク応答の遅れを改善した制振制御が可能となる。
１：車両駆動装置（ＶＣＵ）、２：モータ制御装置（ＭＣＵ）、３：制振制御装置、５ａ，５ｂ：車輪、６：ディファレンシャル・ギア、７：車軸、８：駆動軸、１１：ＰＷＭ信号生成部、１３：インバータ、１５：電動モータ、２０：制御部（ＣＰＵ）、２１：第１フィルタ処理部、２２：第２フィルタ処理部、２３：加算器、２４，２５：時定数変更部、２６：回転角度演算部、２７：電流制御部、２９：速度演算部、３１：位置検出センサ
 

Claims (16)

  1. 　車両の振動を抑制する制振制御装置であって、
    　前記車両の駆動用モータの角速度を検出する角速度検出部と、
    　上位装置より送信された上位トルク指令値をフィルタリング処理する第１フィルタ処理部と、
    　前記角速度検出部で検出された角速度をフィルタリング処理する第２フィルタ処理部と、
    　前記第１フィルタ処理部でのフィルタリング処理結果と前記第２フィルタ処理部でのフィルタリング処理結果とに基づいて、前記モータを駆動する駆動トルク指令値を算出する手段と、
    を備え、
    　前記車両から得た所定情報を前記第１フィルタ処理部、または前記第１フィルタ処理部と前記第２フィルタ処理部に入力することで、前記上位トルク指令値の変化に応じた所定のフィルタ制御を行う制振制御装置。
  2. 　前記所定情報は外乱情報または車両情報である請求項１に記載の制振制御装置。
  3. 　前記第１フィルタ処理部と前記第２フィルタ処理部それぞれが、前記外乱情報、または前記車両情報、または前記外乱情報と前記車両情報に応じて前記フィルタリング処理の時定数を変更する時定数変更部を有し、該変更された時定数によるフィルタリング処理を行う請求項２に記載の制振制御装置。
  4. 　前記外乱情報は前記車両の走行時における路面摩擦係数である請求項２または３に記載の制振制御装置。
  5. 　前記第１フィルタ処理部および前記第２フィルタ処理部は、前記路面摩擦係数が所定値よりも高い路面から所定値よりも低い路面へ変化した場合、該変化に比例するように、前記時定数変更部で変更した時定数によるフィルタリング処理を行う請求項４に記載の制振制御装置。
  6. 　前記路面摩擦係数を前記車両に設けた路面摩擦検出部で検出する請求項４または５に記載の制振制御装置。
  7. 　前記車両情報には少なくとも前記車両の速度および前記車両の車輪の回転速度が含まれる請求項２または３に記載の制振制御装置。
  8. 　前記第１フィルタ処理部は前記上位トルク指令値に基づくフィードフォワード処理を行い、前記第２フィルタ処理部は前記角速度に基づくフィードバック処理を行う請求項１～７のいずれか１項に記載の制振制御装置。
  9. 　前記第１フィルタ処理部はノッチフィルタあるいはローパスフィルタであり、前記第２フィルタ処理部はバンドパスフィルタあるいはハイパスフィルタである請求項８に記載の制振制御装置。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の制振制御装置を搭載した車両。
  11. 　車両の振動を抑制する制振制御方法であって、
    　前記車両の駆動用モータの角速度を検出する工程と、
    　上位装置より送信された上位トルク指令値をフィルタリング処理する第１フィルタ処理工程と、
    　前記検出された角速度をフィルタリング処理する第２フィルタ処理工程と、
    　前記第１フィルタ処理工程で得たフィルタリング処理結果と前記第２フィルタ処理工程で得たフィルタリング処理結果とに基づいて、前記モータを駆動する駆動トルク指令値を算出する工程と、
    を備え、
    　前記第１フィルタ処理工程、または前記第１フィルタ処理工程と前記第２フィルタ処理工程において、前記車両から得た外乱情報、または車両情報、または外乱情報と車両情報を入力して、前記上位トルク指令値の変化に応じた所定のフィルタ制御を行う制振制御方法。
  12. 　前記第１フィルタ処理工程と前記第２フィルタ処理工程それぞれにおいて、前記外乱情報、または前記車両情報、または前記外乱情報と前記車両情報に応じて前記フィルタリング処理の時定数を変更し、該変更された時定数によるフィルタリング処理を行う請求項１１に記載の制振制御方法。
  13. 　前記外乱情報は前記車両の走行時における路面摩擦係数であり、前記車両情報には少なくとも前記車両の速度および前記車両の車輪の回転速度が含まれる請求項１１または１２に記載の制振制御方法。
  14. 　前記第１フィルタ処理工程および前記第２フィルタ処理工程において、前記路面摩擦係数が所定値よりも高い路面から所定値よりも低い路面へ変化した場合、該変化に比例するように、前記変更した時定数によるフィルタリング処理を行う請求項１３に記載の制振制御方法。
  15. 　前記第１フィルタ処理工程では前記上位トルク指令値に基づくフィードフォワード処理を行い、前記第２フィルタ処理工程では前記角速度に基づくフィードバック処理を行う請求項１１～１４のいずれか１項に記載の制振制御方法。
  16. 　前記第１フィルタ処理工程においてデジタルノッチフィルタあるいはデジタルローパスフィルタを使用してフィルタリング処理を行い、前記第２フィルタ処理工程においてデジタルバンドパスフィルタあるいはデジタルハイパスフィルタを使用してフィルタリング処理を行う請求項１５に記載の制振制御方法。
PCT/JP2020/028275 2019-08-15 2020-07-21 制振制御装置および制振制御方法 WO2021029193A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021539186A JPWO2021029193A1 (ja) 2019-08-15 2020-07-21
CN202080056950.XA CN114222680A (zh) 2019-08-15 2020-07-21 减振控制装置和减振控制方法
US17/632,833 US20220266700A1 (en) 2019-08-15 2020-07-21 Damping control device and damping control method
DE112020003856.4T DE112020003856T5 (de) 2019-08-15 2020-07-21 Dämpfungssteuervorrichtung und dämpfungssteuerverfahren

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019149086 2019-08-15
JP2019-149086 2019-08-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021029193A1 true WO2021029193A1 (ja) 2021-02-18

Family

ID=74569574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/028275 WO2021029193A1 (ja) 2019-08-15 2020-07-21 制振制御装置および制振制御方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20220266700A1 (ja)
JP (1) JPWO2021029193A1 (ja)
CN (1) CN114222680A (ja)
DE (1) DE112020003856T5 (ja)
WO (1) WO2021029193A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113060119A (zh) * 2021-04-08 2021-07-02 中国第一汽车股份有限公司 一种分动器防滑控制方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269835A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd 車両用制振制御装置および車両用制振制御方法
JP2006136175A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Nissan Motor Co Ltd 車両のモータトラクション制御装置
JP2011078241A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動車両用制御装置、並びに、これを備えた電動車両及びフォークリフト
JP2017085846A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 日産自動車株式会社 電動車両の制御方法、及び、制御装置
JP2018085900A (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 日産自動車株式会社 電動車両の制御方法、及び、電動車両の制御装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3508742B2 (ja) * 2001-06-18 2004-03-22 日産自動車株式会社 電動モータを用いた車両の制振制御装置
JP4685655B2 (ja) * 2006-02-15 2011-05-18 トヨタ自動車株式会社 電動車両の制御装置
JP4585575B2 (ja) * 2008-03-04 2010-11-24 本田技研工業株式会社 電動ダンパ装置
US8290656B2 (en) * 2009-05-25 2012-10-16 Nissan Motor Co., Ltd. Controller and controlling method of electric vehicle
JP5849708B2 (ja) 2012-01-11 2016-02-03 トヨタ自動車株式会社 車両の駆動力制御装置
JP5857781B2 (ja) 2012-02-15 2016-02-10 日産自動車株式会社 電動モータを用いた車両の制振制御装置
JP5862436B2 (ja) * 2012-04-18 2016-02-16 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置
JP6201210B2 (ja) * 2013-09-24 2017-09-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動車両の制御装置及び電動車両の制御方法
JP6330820B2 (ja) * 2013-12-02 2018-05-30 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置および電動車両の制御方法
WO2016021059A1 (ja) * 2014-08-08 2016-02-11 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置および電動車両の制御方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005269835A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Nissan Motor Co Ltd 車両用制振制御装置および車両用制振制御方法
JP2006136175A (ja) * 2004-11-09 2006-05-25 Nissan Motor Co Ltd 車両のモータトラクション制御装置
JP2011078241A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電動車両用制御装置、並びに、これを備えた電動車両及びフォークリフト
JP2017085846A (ja) * 2015-10-30 2017-05-18 日産自動車株式会社 電動車両の制御方法、及び、制御装置
JP2018085900A (ja) * 2016-11-25 2018-05-31 日産自動車株式会社 電動車両の制御方法、及び、電動車両の制御装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113060119A (zh) * 2021-04-08 2021-07-02 中国第一汽车股份有限公司 一种分动器防滑控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20220266700A1 (en) 2022-08-25
JPWO2021029193A1 (ja) 2021-02-18
DE112020003856T5 (de) 2022-05-12
CN114222680A (zh) 2022-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200189654A1 (en) Electric power steering apparatus
CN107428260B (zh) 电动车辆的驱动力控制装置
US8626394B2 (en) Electric power steering control device
KR101562218B1 (ko) 전동식 동력 조향장치의 제어장치
US9056626B2 (en) Electric power steering apparatus
US8326493B2 (en) Motor driven power steering control apparatus for suppressing vibration
JP4755063B2 (ja) 電動車両、そのスリップ制御装置および制御方法
JP4737087B2 (ja) 永久磁石式同期モータの制御装置
US20070227806A1 (en) Control device for electric power steering apparatus
WO2017183231A1 (ja) 電動車両の制御方法、及び、電動車両の制御装置
JP2004074845A (ja) セルフアライニングトルク基準値演算装置及び路面摩擦状態推定装置
WO2017061344A1 (ja) 電動車両の制御装置、電動車両の制御システム及び電動車両の制御方法
JP6578584B2 (ja) 電動車両の制御装置
US20170217484A1 (en) Steering control device
WO2021029193A1 (ja) 制振制御装置および制振制御方法
JP2020142704A (ja) 車両制御システム
JP2009280163A (ja) 電動パワーステアリング制御装置
JP4845839B2 (ja) 電気駆動車両
JP5862792B2 (ja) 電動車両のモータ制御装置および電動車両のモータ制御方法
JP3884236B2 (ja) 電動パワーステアリング装置
JP2013090434A (ja) 車両用モータ制御装置
KR101858180B1 (ko) 전동 어시스트 조향 시스템의 모터 제어 방법 및 장치
JP5880048B2 (ja) 電動車両の制御方法及び電動車両の制御装置
JP4818244B2 (ja) 電動機制御装置及び再粘着制御方法
JP2022039447A (ja) 車両の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20852661

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021539186

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20852661

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1