JP2003009566A - 電動モータを用いた車両の制振制御装置 - Google Patents

電動モータを用いた車両の制振制御装置

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JP2003009566A
JP2003009566A JP2001183519A JP2001183519A JP2003009566A JP 2003009566 A JP2003009566 A JP 2003009566A JP 2001183519 A JP2001183519 A JP 2001183519A JP 2001183519 A JP2001183519 A JP 2001183519A JP 2003009566 A JP2003009566 A JP 2003009566A
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    • Y10S903/915—Specific drive or transmission adapted for hev
    • Y10S903/917—Specific drive or transmission adapted for hev with transmission for changing gear ratio

Abstract

(57)【要約】 【課題】 停止状態、或いは減速状態からアクセルを踏
み込んだ場合においても、確実に制振効果を得ることの
できる電動モータを用いた車両の制振制御装置を提供す
ることが課題である。 【解決手段】 モータの回転速度データを検出するする
モータ回転角センサ１と、第１のトルク目標値Ｔ＊を設
定するモータトルク設定部３と、制振制御部４とモータ
トルク制御部５とを有する。また、制振制御部４は、Ｇ
ｐ（ｓ）なる伝達特性を有する制御ブロック１３と、該
制御ブロック１３の出力とモータ回転数との偏差を求め
る減算器１４と、Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を
有する制御ブロック１５とを有する。この際、Ｈ（ｓ）
の分母次数と分子次数との差分は、Ｇｐ（ｓ）の分母次
数と分子次数の差以上となるように設定される。このよ
うな構成により、制振効果を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータを用い
た車両を駆動させる際に生じるトルクのハンチングを抑
制する制振制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来における電動モータを用いた車両の
制振制御装置として、特開２０００−４５６１３号公報
（以下、従来例という）に記載されたものが知られてい
る。該従来例では、電動モータのトルク目標値に対して
発生するハンチングの原因となるねじり振動の周波数成
分を除去するために、所望の応答Ｇｍ（ｓ）と制御対象
の特性Ｇｐ（ｓ）から構成されるＧｍ（ｓ）／Ｇｐ
（ｓ）なる伝達関数を有するフィルタを、回転数とトル
クとの関係を示すマップに加える構成としている。
【０００３】そして、このような構成とすることによ
り、車両がクリープ走行する際に発生するハンチング現
象を効果的に抑制している。また、運転者がアクセルを
操作するときにも、急峻なトルクの立ち上がりを実現す
ることができ、円滑な加速ができるようになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来例の車両の制振制御装置では、ハンチングを効果
的に抑制し、且つ急峻なトルクの立ち上がりに対するね
じり振動を抑制しているが、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）な
る構成要素は、トルク制御時にはフィードフォワード補
償器として作用するので、停止状態や減速状態からアク
セルを踏み込む際の状況下では、ギヤ系のガタ等に影響
して十分な制振効果（ハンチングを抑制する効果）を得
ることができないという問題があった。
【０００５】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、
停止状態、或いは減速状態からアクセルを踏み込んだ場
合でも、確実に制振効果を発揮することのできる電動モ
ータを用いた車両の制振制御装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願請求項１に記載の発明は、電動モータを動力源
とする車両において、前記電動モータの回転速度データ
を検出するモータ回転速度検出手段と、当該車両の各種
車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を設定する第
１のトルク目標値設定手段と、車両へのトルク入力とモ
ータ回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）に相当する
特性を具備したフィルタを有し、設定されるモータトル
ク指令値を入力して、前記電動モータの回転速度推定値
を得るモータ回転速度推定手段と、前記モータ回転速度
推定手段にて推定された回転速度推定値と、前記モータ
回転速度検出手段にて検出された回転速度データとの偏
差を演算する減算手段と、分母次数と分子次数との差分
が、前記モデルＧｐ（ｓ）の分母次数と分子次数との差
分以上となる伝達特性Ｈ（ｓ）を用いたモデルＨ（ｓ）
／Ｇｐ（ｓ）を具備したフィルタを有し、前記減算手段
で算出された偏差が入力されて、第２のトルク目標値を
算出する第２のトルク目標値設定手段と、前記第１のト
ルク目標値と、前記第２のトルク目標値とを加算し、こ
の加算値をモータトルク指令値として、前記モータ回転
速度推定手段に出力するモータトルク指令値演算手段
と、前記モータトルク指令値に前記電動モータの出力ト
ルクが一致、或いは追従するように制御するモータトル
ク制御手段と、を具備したことを特徴とする。
【０００７】請求項２に記載の発明は、前記第１のトル
ク目標値設定手段は、当該車両の各種情報に基づいて定
常トルク目標値を決定する定常トルク目標値設定手段
と、前記定常トルク目標値が入力され、予め設定される
トルク入力とモータ回転速度との伝達特性の理想モデル
Ｇｍ（ｓ）と、前記モデルＧｐ（ｓ）で構成されるＧｍ
（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタに、前記
定常トルク目標値を通して、第１のトルク目標値を設定
するトルク目標値修正手段と、を具備したことを特徴と
する。
【０００８】請求項３に記載の発明は、前記車両は、前
記電動モータに加えてエンジンを有し、該エンジン及び
電動モータを共に動力源とし、当該車両の各種情報に基
づいてエンジントルク指令値を設定するエンジントルク
指令値設定手段と、前記エンジントルク指令値を入力
し、該エンジントルク指令値から実際にエンジントルク
が発生するまでの遅れをモデル化したフィルタＧＥ
（ｓ）と、予め設定されるエンジントルク−エンジン及
びモータ回転数の伝達特性Ｇｍ′（ｓ）を通して、エン
ジン及びモータ回転数補正値を演算するエンジン及びモ
ータ回転速度補正値演算手段と、を有し、前記減算手段
で演算される偏差に、前記エンジン及びモータ回転速度
補正値を加えて、この値を前記第２のトルク目標値設定
手段の入力とすることを特徴とする。
【０００９】請求項４に記載の発明は、前記エンジント
ルク指令値を入力し、前記伝達特性Ｇｍ′（ｓ）及びＧ
ｐ（ｓ）を用いて構成されるＧｍ′／Ｇｐ（ｓ）なるフ
ィルタを通してエンジントルク修正指令値を演算するエ
ンジントルク指令値修正手段を有することを特徴とす
る。
【００１０】請求項５に記載の発明は、前記車両のトル
ク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）
は、変速比可変の場合、変速比に応じて定数を変えるこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項６に記載の発明は、前記車両のトル
ク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）
は、結合手段でエンジンの結合を行う場合、結合状態に
応じて前記動力源のイナーシャ相当の定数を変更するこ
とを特徴とする。
【００１２】請求項７に記載の発明は、前記伝達特性Ｈ
（ｓ）をバンドパスフィルタで構成することを特徴とす
る。
【００１３】請求項８に記載の発明は、前記伝達特性Ｈ
（ｓ）をバンドパスフィルタで構成する場合、ローパス
側、ハイパス側の減衰特性を概略一致させ、駆動系のね
じり共振周波数が対数軸上、Ｈ（ｓ）の通過帯域の中央
近傍になるように、Ｈ（ｓ）の特性を設定することを特
徴とする。
【００１４】請求項９に記載の発明は、前記トルク入力
とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）は、運
動方程式に基づいて導かれる伝達特性を極零相殺するこ
とにより、次数を低減して得られることを特徴とする。
【００１５】請求項１０に記載の発明は、電動モータを
動力源とする車両において、前記電動モータの回転速度
データを検出するモータ回転速度検出手段と、当該車両
の各種車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を設定
する第１のトルク目標値設定手段と、設計者が希望する
車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデ
ルＧｍ（ｓ）に相当する特性を具備したフィルタを有
し、設定されるモータトルク指令値を入力して、前記電
動モータの回転速度を演算するモータ回転速度目標値推
定手段と、前記モータ回転速度推定手段にて推定された
回転速度推定値と、前記モータ回転速度検出手段にて検
出された回転速度データとの偏差を演算する減算手段
と、分母次数と分子次数との差分が、前記モデルＧｐ
（ｓ）の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特
性Ｈ（ｓ）を用いたモデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を具備
したフィルタを有し、前記減算手段で算出された偏差が
入力されて、第２のトルク目標値を算出する第２のトル
ク目標値設定手段と、前記第１のトルク目標値と、前記
第２のトルク目標値とを加算し、この加算値をモータト
ルク指令値として、前記モータ回転速度推定手段に出力
するモータトルク指令値演算手段と、前記モータトルク
指令値に前記電動モータの出力トルクが一致、或いは追
従するように制御するモータトルク制御手段と、を具備
したことを特徴とする。
【００１６】
【発明の効果】請求項１の発明では、外乱トルクや車両
モデルのアンマッチに起因する振動を検出し、フィード
バック補償により打ち消す作用があるため、停止状態や
減速状態から、アクセルを踏み込んだ場合でも、十分な
制振効果を得ることができる。また、何らかの原因でね
じり振動が励起されようとした場合であっても、制振効
果が発揮されるので、振動の発生を抑制することができ
る。
【００１７】請求項２の発明では、車両のトルク伝達系
の固有振動周波数成分を除去または低減するフィルタを
用いて、第１のトルク目標値から振動を励起する成分を
除去または低減することにより、より少ないフィードバ
ック補償量で、制振効果を得ることができる。
【００１８】請求項３の発明では、外乱トルクや車両モ
デルのアンマッチに起因する振動に加え、エンジントル
クに起因する振動を検出し、フィードバック補償により
打ち消す作用があるため、制振効果を得ることができる
と共に、エンジンからのトルク入力に対して、設計者が
意図するＧＥ（ｓ）・Ｇ′ｍ（ｓ）なる特性を得ること
ができる。
【００１９】請求項４の発明では、車両のトルク伝達系
の固有振動周波数成分を除去または低減するフィルタを
エンジントルク制御系へも適用し、エンジントルク指令
値から振動を励起する成分を除去または低減することに
より、より少ないフィードバック補償量で、制振効果を
得ることができる。
【００２０】請求項５の発明では、変速比可変の場合
に、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の
モデルＧｐ（ｓ）の定数を、変速比に応じて変更するこ
とにより、外乱トルクや車両モデル／エンジンモデルの
アンマッチに起因する振動を検出し、打ち消す作用が効
果的に行われ、変速比によらずに制振効果を得ることが
できる。
【００２１】請求項６の発明では、電磁クラッチ等の結
合手段でエンジンの結合を行う場合、車両へのトルク入
力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）をエ
ンジンの結合状態に応じて動力源（エンジン及びモー
タ）のイナーシャ相当の定数を変えることにより、外乱
トルクや車両モデル／エンジンモデルのアンマッチに起
因する振動を検出し、打ち消す作用が効果的に行われ、
エンジンの結合状態によらず、制振効果を得ることがで
きる。
【００２２】請求項７の発明では、伝達特性Ｈ（ｓ）を
有するモデルをバンドパスフィルタで構成することによ
り、坂道等車両の走行状態の違い、車両重量の違い、モ
ータ／エンジンの定常特性モデル化誤差を補償すること
なく、少ないモータトルクで振動のみを効果的に抑制す
る効果を発揮することができる。
【００２３】請求項８の発明では、バンドパスフィルタ
Ｈ（ｓ）が、ローパス側、ハイパス側の減衰特性（ｄＢ
／ｄｅｃ）を同一とし、駆動系のねじり共振周波数が対
数軸上でＨ（ｓ）の通常帯域の中央となるように構成す
ることにより、理論上不要な振動に対し、位相差ゼロで
キャンセルトルクを与えられるため、振動抑制に効果を
発揮することができる。
【００２４】請求項９の発明では、運動方程式を用いて
導いた伝達特性に基づき、極零相殺を行うことにより、
次数の低い伝達特性Ｇｐ（ｓ）を求めている。従って、
マイコンの演算負荷を軽減することができる。
【００２５】請求項１０の発明では、フィードバック制
御のみで、フィードフォワードとフィードバックの組み
合わせで構成したものと同様の効果を得ることができる
ので、マイコンの演算負荷を軽減することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に
係る制振制御装置の構成を示すブロック図である。同図
に示すように、この制振制御装置１０は、車両７に回転
動力を与えるモータ６に接続され、該モータ６の回転角
を検出するモータ回転角センサ（モータ回転速度検出手
段）１と、車両に搭載されるアクセルのアクセル開度を
検出するアクセル開度センサ２と、を有している。
【００２７】更に、アクセル開度センサ２で検出される
アクセル開度信号、及びモータ回転角センサ１で検出さ
れるモータ回転数とに基づいてモータトルクの目標値
（これを第１のトルク目標値Ｔ＊とする）を設定するモ
ータトルク設定部（第１のトルク目標値設定手段）３
と、制振制御部４と、モータトルク制御部（モータトル
ク制御手段）５と、を具備している。
【００２８】制振制御部４は、第１のトルク目標値Ｔ
＊、及びモータ回転角センサ１で検出される回転角デー
タに基づいてモータトルク指令値Ｔ’＊を算出し、これ
をモータトルク制御部５へ出力する。
【００２９】モータトルク制御部５は、モータ６の出力
トルクが、制振制御部４より与えられるモータトルク指
令値Ｔ’＊となるように制御する。
【００３０】図２は、モータトルク設定部３、及び制振
制御部４の具体的な構成を示すブロック線図である。同
図に示すように、モータトルク設定部３は、図３に示す
如くの、複数のアクセル開度に対するモータ６の回転数
とモータ６の出力トルクとの関係が予め設定されたトル
クマップ（定常トルク目標値設定手段）１１と、Ｇｍ
（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有する制御ブロック
（トルク目標値修正手段）１２と、を有している。ここ
で、Ｇｐ（ｓ）は、車両へのトルク入力とモータ回転速
度と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回転速度の応答目標を示すモ
デル（理想モデル）を示す。
【００３１】また、制振制御部４は、上記の伝達特性Ｇ
ｐ（ｓ）を有する制御ブロック（モータ回転速度推定手
段）１３と、該制御ブロック１３の出力値とモータ回転
数との偏差を演算する減算器（減算手段）１４と、Ｈ
（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特性を有し、減算器１４で
求められる偏差を入力としてフィルタ出力する制御ブロ
ック（第２のトルク目標値設定手段）１５と、制御ブロ
ック１５の出力と、第１のトルク目標値Ｔ＊とを加算す
る加算器（モータトルク指令値演算手段）１６と、を具
備している。なお、上記の伝達特性Ｈ（ｓ）は、該伝達
特性Ｈ（ｓ）の分母次数と分子次数との差分が、伝達特
性Ｇｐ（ｓ）の分母次数と分子次数との差分以上となる
ように設定されている。
【００３２】次に、車両のトルク入力とモータ回転速度
の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）について説明する。図４
は、駆動ねじり振動系の運動方程式を示す説明図であ
り、同図における各符号は、以下に示す通りである。
【００３３】Ｊm ：モータのイナーシャ Ｊw ：駆動輪のイナーシャ Ｍ ：車両の質量 ＫD ：駆動系のねじり剛性 ＫT ：タイヤと路面の摩擦に関する係数 Ｎ ：オーバーオールギヤ比 ｒ ：タイヤの過重半径 ωm ：モータの角速度 Ｔm ：モータのトルク ＴD ：駆動輪のトルク Ｆ ：車両に加えられる力 Ｖ ：車両の速度 ωw ：駆動輪の角速度 そして、図４より、以下の運動方程式を導くことができ
る。
【００３４】 Ｊm・ω＊m＝Ｔm−ＴD／Ｎ ・・・（１） ２Ｊw・ω＊w＝ＴD−ｒＦ ・・・（２） ＭＶ＊＝Ｆ ・・・（３） ＴD＝ＫD∫（ωm／Ｎ−ωw）dt ・・・（４） Ｆ＝ＫT（ｒωw−Ｖ） ・・・（５） ここで、符号の右上に付されている「＊」は、時間微分
を表す。
【００３５】そして、上記の運動方程式（１）〜（５）
式に基づいて、モータトルクからモータ回転数までの伝
達特性Ｇｐ（ｓ）を求めると、以下に示す（６）式〜
（１４）式の如くとなる。
【００３６】 Ｇｐ（ｓ）＝（ｂ３ｓ３＋ｂ２ｓ２＋ｂ１ｓ＋ｂ０） ／ｓ（ａ４ｓ３＋ａ３ｓ２＋ａ２ｓ＋ａ１）・・・（６） ａ４＝２Ｊm・Ｊw・Ｍ ・・・（７） ａ３＝Ｊm（２Ｊw＋Ｍｒ２）ＫT ・・・（８） ａ２＝（Ｊm＋２Ｊw／Ｎ２）Ｍ・ＫD ・・・（９） ａ１＝（Ｊm＋２Ｊw／Ｎ２＋Ｍｒ２／Ｎ２）ＫD・ＫT ・・・（１０） ｂ３＝２Ｊw・Ｍ ・・・（１１） ｂ２＝（２Ｊw＋Ｍｒ２）ＫT ・・・（１２） ｂ１＝Ｍ・ＫD ・・・（１３） ｂ０＝ＫD・ＫT ・・・（１４） 上記（６）式に示す伝達関数の極と零点を調べると、１
つの極と１つの零点は極めて近い値を示す。これは、次
の（１５）式のαとβが極めて近い値を示すことに相当
する。
【００３７】 Ｇｐ（ｓ）＝（ｓ＋β）（ｂ２′ｓ２＋ｂ１′ｓ＋ｂ０′） ／ｓ（ｓ＋α）（ａ３′ｓ２＋ａ２′ｓ＋ａ１′）・・（１５） 従って、（１５）式における極零相殺（α＝βと近似す
る）を行うことにより、次の（１６）式に示す如くの、
（２次）／（３次）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）を構成する。
【００３８】 Ｇｐ（ｓ）＝（ｂ２′ｓ２＋ｂ１′ｓ＋ｂ０′） ／ｓ（ａ３′ｓ２＋ａ２′ｓ＋ａ１′）・・（１６） 上記（１６）式をマイコン処理により具現化するため、
例えば（１７）式を用いてＺ変換し、離散化する。
【００３９】 ｓ＝（２／Ｔ）・｛（１−Ｚ−１）／（１＋Ｚ−１）｝ ・・・（１７） ここで、（１７）式に示す伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、純積
分項を有するので、図２の制振制御部４が有する各制御
ブロックを、図５に示す制振制御部２１のように等価変
換する。即ち、伝達特性Ｈ（ｓ）を有する制御ブロック
２２と、伝達特性Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を有する制御ブ
ロック２３とを有する構成に変換する。これにより、ド
リフトの発生を防止することができる。
【００４０】また、図２、図５に示す制振制御部４，２
１が有する制御ブロックには、台数ループがあり、離散
化するためにはむだ時間が必要となるが、図６に示すよ
うに、伝達特性１／（１−Ｈ（ｓ））を有する制御ブロ
ック２４、及び伝達特性Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を有する
制御ブロック２５を具備した制振制御部２６を用いるこ
とにより、むだ時間による制御遅れを防止することがで
きる。
【００４１】また、伝達特性Ｇｐ（ｓ）は、車両の変速
比が可変の場合には、変速比に応じて各定数を変更する
構成とすれば、変速比によらずに、常に、高精度な制振
効果を得ることができる。
【００４２】次に、伝達特性Ｈ（ｓ）について説明す
る。Ｈ（ｓ）は、バンドパスフィルタとした場合に、振
動のみを低減するフィードバック要素となる。この際、
図７に示すようにフィルタの特性を設定すると、最も大
きな効果を得ることができる。即ち、伝達特性Ｈ（ｓ）
は、ローパス側、及びハイパス側の減衰特性が略一致
し、且つ、駆動系のねじり共振周波数が、対数軸（ｌｏ
ｇスケール）上で、通過帯域の中央部近傍となるように
設定されている。そして、例えばＨ（ｓ）を一次のハイ
パスフィルタとする場合、周波数ｆｐを駆動系のねじり
共振周波数とし、ｋを任意の値として次の（１８）式の
ように構成する。
【００４３】 Ｈ（ｓ）＝τHｓ／｛（１＋τHｓ）・（１＋τLｓ）｝ ・・・（１８） 但し、τL＝１／（２πｆHC）、ｆHC＝ｋｆp、τH＝１
／（２πｆLC）、ｆLC＝ｆp／ｋ である。
【００４４】上記の定数「ｋ」は、制御系の安定性を保
つため大きさに限界があるが、大きい程効果が大きい。
また、場合によっては、１以下の値を選ぶことが可能で
ある。これを前述の場合と同様にＺ変換し、離散化して
用いる。
【００４５】図８は、従来の制御モデルを使用した場合
と、本実施形態に係る制御モデルを用いて制振制御を行
った場合の、回転数に対する前後加速度（単位はＧ）の
変化を示す特性図であり、同図（ａ）は、従来の制御モ
デル、（ｂ）は、本実施形態に係る制御モデルを使用し
た場合を示している。同図より、本実施形態に係る制御
モデルを用いた場合には、車両を発進させる際に、十分
に振動を抑制していることが理解される。
【００４６】このようにして、本発明の第１の実施形態
に係る制振制御装置１０では、外乱トルクや車両モデル
のアンマッチに起因する振動を検出し、フィードバック
補償により打ち消す作用があるため、車両が停止された
状態、或いは減速している状態にてアクセルを踏み込ん
だ場合でも、十分な制振効果を得ることができる。ま
た、何らかの外的な要因によりねじり振動が励起されよ
うとした場合でも、制振効果が発揮されるので、振動の
発生を抑制することができる。
【００４７】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。図９は、第２の実施形態に係る制振制御装置の
構成を示すブロック図である。同図に示すように、該制
振制御装置３１は、エンジン３３とモータ６とを併用し
て動力源とする車両（モータアシストタイプの車両）に
用いるものであり、モータ回転角センサ１と、アクセル
開度センサ２と、モータトルク設定部３と、制振制御部
３２と、モータトルク制御部５と、を具備している。更
に、エンジントルク設定部（エンジントルク指令値設定
手段）８と、エンジントルク制御部９とを具備してい
る。
【００４８】エンジントルク設定部８は、モータ回転角
センサ１で検出されたモータ回転数と、アクセル開度セ
ンサ２にて検出されたアクセル開度に基づいて、エンジ
ントルク指令値Ｔ２＊を設定する。
【００４９】エンジントルク制御部９は、エンジントル
ク設定部８で設定されたエンジントルク指令値Ｔ２＊に
基づき、エンジン３３の出力トルクが該トルク指令値Ｔ
２＊と一致するように制御する。
【００５０】図１０は、図９に示したエンジントルク設
定部８、及び制振制御部３２の構成を示すブロック線図
である。同図に示すように、エンジントルク設定部８
は、アクセル開度のデータに応じた、モータ回転数と出
力トルクとの関係を示すマップ８ａを具備している。即
ち、モータ６の回転数と、アクセル開度のデータが入力
されると、これに応じたエンジントルク指令値Ｔ２＊が
求められ、出力される。
【００５１】制振制御部３２は、３つの制御ブロック３
４，３５，３６と、２つの加算器３７，３８を具備して
いる。
【００５２】制御ブロック（エンジン及びモータ回転速
度補正値演算手段）３４は、Ｇ′m（ｓ）・ＧE（ｓ）な
る伝達特性を有している。ここで、Ｇ′m（ｓ）は、車
両へのトルク入力とモータ回転速度の応答目標（理想モ
デル）であり、ＧE（ｓ）は、エンジントルク指令値Ｔ
２＊が出力されてから実際のエンジントルクが発生する
までの遅れモデルである。
【００５３】制御ブロック３５は、Ｇｐ（ｓ）なる伝達
特性を有しており、制御ブロック３６は、Ｈ（ｓ）／Ｇ
ｐ（ｓ）なる伝達特性を有している。伝達特性Ｇｐ
（ｓ）は、電磁クラッチ等の結合手段を用いて車両のエ
ンジンの結合を行う場合、結合状態に応じて動力源（エ
ンジン及びモータ）のイナーシャに相当する定数を変更
する。これにより、エンジンの結合状態に関わらず、常
に、高精度な制振効果を得ることができる。
【００５４】加算器３７は、制御ブロック３４の出力値
と制御ブロック３５の出力値とを加算し、更に、モータ
回転数のデータを減算し、この結果の信号を制御ブロッ
ク３６に出力する。
【００５５】加算器３８は、制御ブロック３６の出力信
号と、モータトルク設定部３より出力される第１のトル
ク指令値Ｔ１＊とを加算するものである。
【００５６】そして、このように構成された第２の実施
形態に係る制振制御装置３２では、モータアシストタイ
プの車両においても、前述した第１の実施形態と同様
に、車両発進時において制振効果を得ることができる。
【００５７】図１１は、第２の実施形態に係る制振制御
装置３１における各種のデータを示す特性図であり、
（ａ）はエンジントルク入力の時間変化、（ｂ）はモー
タトルク入力（フィードバック補償）の時間変化、
（ｃ）は、モータ及びエンジンの角速度の時間変化、そ
して、（ｄ）は車両前後加速度の時間変化をそれぞれ示
している。同図において、点線に示す曲線は制振制御を
行わない場合、実線は本実施形態に係る制振制御を行う
場合であり、本実施形態に係る制振制御装置３１を用い
ることにより、車両発進時における振動が抑制されてい
ることが理解される。
【００５８】図１２は、本発明の第３の実施形態に係る
制振制御装置４１の構成を示すブロック図、図１３は、
図１２に示す制振制御装置４１が有するエンジントルク
設定部４２及び制振制御部３２の詳細な構成を示すブロ
ック線図である。
【００５９】そして、本実施形態では、図１２に示すよ
うに、制振制御装置４１のエンジントルク設定部４２
が、マップ４２ａと、当該マップ４２ａより得られるエ
ンジントルク指令値Ｔ２＊を修正するための制御ブロッ
ク（エンジントルク指令値修正手段）４３を具備してい
る点で、前述の第２の実施形態と相違している。
【００６０】即ち、図１３に示すように、エンジントル
ク設定部４２は、Ｇ′m（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる伝達特
性を有する制御ブロック４３を具備し、マップ４２ａよ
り得られるエンジントルク指令値Ｔ２＊を修正し、修正
指令値Ｔ２′＊としてエンジン３３に供給している。
【００６１】そして、このような構成を有する制振制御
装置４１では、演算負荷が重くなることを除けば、より
少ないフィードバック補償量で前述した第２の実施形態
と同等の効果を得ることができ、制御性を向上させるこ
とができる。
【００６２】また、第２，３の実施形態では、モータア
シストタイプの車両の制御について述べたが、変速機付
きの車両や、パラレルハイブリッド車でエンジンの結
合、分離が可能なタイプの場合には、伝達特性Ｇｐ
（ｓ）で用いる定数（Ｊｍ、Ｎ）（上述した（６）式）
を変更すれば良い。
【００６３】なお、数式的等価変換したアプリケーショ
ンは、数多く考えられるが、本発明の範疇であることは
自明である。例えば、図１４（ａ）〜（ｃ）に示す如く
の構成とすることも可能である。また、上記した各実施
形態において採用した数値は、全て例示的なものであ
り、実機の特性に応じて適切な値に決定される。
【００６４】次に、本発明の第４の実施形態について説
明する。全体構成は、図１に示すものと同一であり、モ
ータトルク設定部５１、及び制振制御部５２の構成が相
違する。図１５は、第４の実施形態に係る制振制御装置
に係るモータトルク設定部５１、及び制振制御部５２の
構成を示すブロック線図である。同図に示すように、第
４の実施形態では、モータトルク設定部５１が、図２に
示した制御ブロック１２を具備しておらず、従って、モ
ータトルク設定部５１より出力される第１のトルク目標
値Ｔ１＊は、マップ５１ａの出力となる。
【００６５】また、制振制御部５２は、２つの制御ブロ
ック５３，５４、及び減算器５５、加算器５６を具備し
ている。制御ブロック５３は、Ｇｍ（ｓ）なる伝達特性
を有し、制御ブロック５４は、Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）な
る伝達特性を有している。また、減算器５５は、制御ブ
ロック５３の出力値と、モータ回転数との偏差を演算す
るものであり、加算器５６は、第１のトルク目標値Ｔ１
＊と制御ブロック５４の出力値とを加算する。
【００６６】そして、このように構成された第４の実施
形態においては、第１のトルク目標値Ｔ１＊により励起
される振動についても、ガタなどの非線形性や外乱によ
り励起される振動についても、フィードバック制御のみ
で抑制することができる。
【００６７】なお、第４の実施形態に示す制振制御装置
に対して、第２の実施形態或いは第３の実施形態にて示
した如くの、エンジントルク設定部を具備する構成とす
ることも可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る制振制御装置、
及びその周辺機器を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る制振制御装置の、モータ
トルク設定部及び制振制御部の具体的な構成を示すブロ
ック線図である。
【図３】モータ回転数と、アクセル開度、及び出力トル
クの関係のマップを示す特性図である。
【図４】車両の運動方程式を示す説明図である。
【図５】制振制御部を、ドリフトを防止する構成に等価
変換したときのブロック線図である。
【図６】制振制御部を、制御遅れを防止する構成に等価
変換したときのブロック線図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る制振制御装置で
用いる伝達関数Ｈ（ｓ）の特性曲線である。
【図８】ステップ応答を示す特性図であり、（ａ）は従
来装置、（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る制振制
御装置を用いた場合の特性を示す。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る制振制御装置、
及びその周辺機器を示す構成図である。
【図１０】第２の実施形態に係る制振制御装置の、エン
ジントルク設定部及び制振制御部の具体的な構成を示す
ブロック線図である。
【図１１】第２の実施形態に係る各種のデータを示す特
性図であり、（ａ）はエンジントルク入力、（ｂ）はモ
ータトルク入力、（ｃ）はモータ及びエンジンの角速
度、（ｄ）は車両前後加速度を示す。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る制振制御装
置、及びその周辺機器を示す構成図である。
【図１３】第３の実施形態に係る制振制御装置の、エン
ジントルク設定部及び制振制御部の具体的な構成を示す
ブロック線図である。
【図１４】本発明の変形例の構成を示すブロック図であ
る。
【図１５】第４の実施形態に係るエンジントルク制御部
及び制振制御部の具体的な構成を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
１ モータ回転数センサ ２ アクセル開度センサ ３ モータトルク設定部 ４ 制振制御部 ５ モータトルク制御部 ６ モータ ７ 車両 ８ エンジントルク設定部 ９ エンジントルク制御部 １０ 制振制御装置 １１ トルクマップ １２ 制御ブロック １３ 制御ブロック １４ 減算器 １５ 制御ブロック １６ 加算器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０５Ｂ 11/36 ５０１ Ｇ０５Ｂ 11/36 ５０１Ｅ 13/02 13/02 Ｓ // Ｂ６０Ｋ 6/02 Ｂ６０Ｋ 9/00 Ｅ Ｆターム(参考） 3G093 AA07 AA16 BA33 DA06 DB01 EA02 EB00 EC02 FA03 5H004 GA09 GB12 HA10 HB08 JA13 KB13 KB23 KB27 KB29 KB32 KB33 LA02 LA13 MA14 5H115 PA01 PG04 PI11 PU21 QE08 QE10 QE16 QH02 QI24 RE03 TO04 5H550 AA16 BB05 EE05 FF02 FF04 GG05 JJ04 JJ26 LL22 LL32 LL47

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電動モータを動力源とする車両におい
    て、 前記電動モータの回転速度データを検出するモータ回転
    速度検出手段と、 当該車両の各種車両情報に基づいて、第１のトルク目標
    値を設定する第１のトルク目標値設定手段と、 車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデ
    ルＧｐ（ｓ）に相当する特性を具備したフィルタを有
    し、設定されるモータトルク指令値を入力して、前記電
    動モータの回転速度推定値を得るモータ回転速度推定手
    段と、 前記モータ回転速度推定手段にて推定された回転速度推
    定値と、前記モータ回転速度検出手段にて検出された回
    転速度データとの偏差を演算する減算手段と、 分母次数と分子次数との差分が、前記モデルＧｐ（ｓ）
    の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性Ｈ
    （ｓ）を用いたモデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を具備した
    フィルタを有し、前記減算手段で算出された偏差が入力
    されて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目
    標値設定手段と、 前記第１のトルク目標値と、前記第２のトルク目標値と
    を加算し、この加算値をモータトルク指令値として、前
    記モータ回転速度推定手段に出力するモータトルク指令
    値演算手段と、 前記モータトルク指令値に前記電動モータの出力トルク
    が一致、或いは追従するように制御するモータトルク制
    御手段と、 を具備したことを特徴とする電動モータを用いた車両の
    制振制御装置。
  2. 【請求項２】 前記第１のトルク目標値設定手段は、当
    該車両の各種情報に基づいて定常トルク目標値を決定す
    る定常トルク目標値設定手段と、 前記定常トルク目標値が入力され、予め設定されるトル
    ク入力とモータ回転速度との伝達特性の理想モデルＧｍ
    （ｓ）と、前記モデルＧｐ（ｓ）で構成されるＧｍ
    （ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタに、前記
    定常トルク目標値を通して、第１のトルク目標値を設定
    するトルク目標値修正手段と、 を具備したことを特徴とする請求項１に記載の電動モー
    タを用いた車両の制振制御装置。
  3. 【請求項３】 前記車両は、前記電動モータに加えてエ
    ンジンを有し、該エンジン及び電動モータを共に動力源
    とし、 当該車両の各種情報に基づいてエンジントルク指令値を
    設定するエンジントルク指令値設定手段と、前記エンジ
    ントルク指令値を入力し、該エンジントルク指令値から
    実際にエンジントルクが発生するまでの遅れをモデル化
    したフィルタＧＥ（ｓ）と、予め設定されるエンジント
    ルク−エンジン及びモータ回転数の伝達特性Ｇｍ′
    （ｓ）を通して、エンジン及びモータ回転数補正値を演
    算するエンジン及びモータ回転速度補正値演算手段と、
    を有し、 前記減算手段で演算される偏差に、前記エンジン及びモ
    ータ回転速度補正値を加えて、この値を前記第２のトル
    ク目標値設定手段の入力とすることを特徴とする請求項
    １または請求項２のいずれかに記載の電動モータを用い
    た車両の制振制御装置。
  4. 【請求項４】 前記エンジントルク指令値を入力し、前
    記伝達特性Ｇｍ′（ｓ）及びＧｐ（ｓ）を用いて構成さ
    れるＧｍ′／Ｇｐ（ｓ）なるフィルタを通してエンジン
    トルク修正指令値を演算するエンジントルク指令値修正
    手段を有することを特徴とする請求項３に記載の電動モ
    ータを用いた車両の制振制御装置。
  5. 【請求項５】 前記車両のトルク入力とモータ回転速度
    の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）は、変速比可変の場合、
    変速比に応じて定数を変えることを特徴とする請求項１
    〜請求項４のいずれか１項に記載の電動モータを用いた
    車両の制振制御装置。
  6. 【請求項６】 前記車両のトルク入力とモータ回転速度
    の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）は、結合手段でエンジン
    の結合を行う場合、結合状態に応じて前記動力源のイナ
    ーシャ相当の定数を変更することを特徴とする請求項３
    または請求項４のいずれかに記載の電動モータを用いた
    車両の制振制御装置。
  7. 【請求項７】 前記伝達特性Ｈ（ｓ）をバンドパスフィ
    ルタで構成することを特徴とする請求項１〜請求項６の
    いずれか１項に記載の電動モータを用いた車両の制振制
    御装置。
  8. 【請求項８】 前記伝達特性Ｈ（ｓ）をバンドパスフィ
    ルタで構成する場合、ローパス側、ハイパス側の減衰特
    性を概略一致させ、駆動系のねじり共振周波数が対数軸
    上、Ｈ（ｓ）の通過帯域の中央近傍になるように、Ｈ
    （ｓ）の特性を設定することを特徴とする請求項７に記
    載の電動モータを用いた車両の制振制御装置。
  9. 【請求項９】 前記トルク入力とモータ回転速度の伝達
    特性のモデルＧｐ（ｓ）は、運動方程式に基づいて導か
    れる伝達特性を極零相殺することにより、次数を低減し
    て得られることを特徴とする請求項１〜請求項８のいず
    れか１項に記載の電動モータを用いた車両の制振制御装
    置。
  10. 【請求項１０】 電動モータを動力源とする車両におい
    て、 前記電動モータの回転速度データを検出するモータ回転
    速度検出手段と、 当該車両の各種車両情報に基づいて、第１のトルク目標
    値を設定する第１のトルク目標値設定手段と、 設計者が希望する車両へのトルク入力とモータ回転速度
    の伝達特性のモデルＧｍ（ｓ）に相当する特性を具備し
    たフィルタを有し、設定されるモータトルク指令値を入
    力して、前記電動モータの回転速度を演算するモータ回
    転速度目標値推定手段と、 前記モータ回転速度推定手段にて推定された回転速度推
    定値と、前記モータ回転速度検出手段にて検出された回
    転速度データとの偏差を演算する減算手段と、 分母次数と分子次数との差分が、前記モデルＧｐ（ｓ）
    の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性Ｈ
    （ｓ）を用いたモデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を具備した
    フィルタを有し、前記減算手段で算出された偏差が入力
    されて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目
    標値設定手段と、 前記第１のトルク目標値と、前記第２のトルク目標値と
    を加算し、この加算値をモータトルク指令値として、前
    記モータ回転速度推定手段に出力するモータトルク指令
    値演算手段と、 前記モータトルク指令値に前記電動モータの出力トルク
    が一致、或いは追従するように制御するモータトルク制
    御手段と、 を具備したことを特徴とする電動モータを用いた車両の
    制振制御装置。
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