JP2005170194A - Driving force control device - Google Patents

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Hideo Nakamura
英夫 中村
Hiroyuki Ashizawa
裕之 芦沢
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve operability of a driving force control device for a vehicle when starting. <P>SOLUTION: This driving force control device for a vehicle is provided with a target acceleration/deceleration setting means S4 for setting target acceleration/ deceleration (α*<SB>w</SB>) of the vehicle on the basis of the driving condition of the vehicle, a feed-forward compensating unit 31 for outputting feed-forward operation quantity T*<SB>p-ff</SB>, I*<SB>p-ff</SB>to the vehicle on the basis of the target acceleration/ deceleration, a feedback compensating unit 33 for outputting feedback operation quantity T*<SB>p-fb</SB>, I*<SB>p-fb</SB>to the vehicle on the basis of a difference Δα<SB>w</SB>between estimated acceleration/deceleration α<SB>w</SB>of the vehicle estimated on the basis of the wheel speed V<SB>w</SB>of the vehicle and the target acceleration/deceleration α*<SB>w</SB>, and an operation quantity setting means S13 for setting operation quantity T*<SB>p</SB>, I*<SB>p</SB>to the vehicle on the basis of the feed-forward operation quantity and the feedback operation quantity. A feedback operation quantity inhibiting means S4 and S5 are provided to inhibit setting of operation quantity to the vehicle based on the feedback operation quantity to set the operation quantity of the vehicle on the basis of the only feed-forward operation quantity in the case wherein the wheel speed of the vehicle does not exceeds the predetermined speed V1. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、車両の駆動力制御装置に関するものである。   The present invention relates to a driving force control apparatus for a vehicle.

従来の駆動力制御装置として、ドライバーのアクセルペダル操作量等から算出した目標加速度に、実際の車輪加速度を一致させるように車両の駆動力を制御するものがある(特許文献1参照)。また、この従来技術では目標値に対する応答性を調節する為のフィードフォワード制御部と、安定性や耐外乱性を調節するためのフィードバック制御部から構成される2自由度制御手法を加速度制御に応用している。更に、フィードバック信号としての車輪加速度は、廉価なセンサで直接計測可能な車輪速度にバンドパスフィルタ(以下、BPFという)処理を施して入力している。つまり、センサノイズに影響を受けにくい低周波数域のみ近似的に微分処理している。
特願2002−097135号
As a conventional driving force control device, there is one that controls a driving force of a vehicle so that an actual wheel acceleration matches a target acceleration calculated from a driver's accelerator pedal operation amount or the like (see Patent Document 1). In this conventional technology, a two-degree-of-freedom control method composed of a feed-forward control unit for adjusting responsiveness to a target value and a feedback control unit for adjusting stability and disturbance resistance is applied to acceleration control. doing. Further, the wheel acceleration as a feedback signal is inputted by subjecting a wheel speed that can be directly measured by an inexpensive sensor to a band pass filter (hereinafter referred to as BPF) process. In other words, only the low frequency range that is not easily affected by sensor noise is subjected to differential processing approximately.
Japanese Patent Application No. 2002-097135

しかし、通常の車輪速センサは、車輪速度に応じたパルスの周波数を計測するものであり、車輪速度が実際にある程度上がらないと正確な計測は不可能である。従って、このように計測された車輪速度に上述のBPF処理を施して求めた車輪加速度(推定値)は1極低速域で不正確な値になる。つまり、車両停止状態から発進加速を行う場合には、加速度フィードバック制御は実施できない。例えば、図12に示すように、停車状態から加速する場合、車輪速度はゼロ値から急に値が飛ぶので、この値をこのままBPF処理すると、車輪加速度(推定値)に大きなオーバーシュートが生じてしまう。仮にこのような信号を加速度フィードバック信号に利用すると、発進加速時に車両が振動的になってしまい狙いとは逆に運転性を悪化させてしまう。   However, a normal wheel speed sensor measures the frequency of a pulse corresponding to the wheel speed, and accurate measurement is impossible unless the wheel speed actually increases to some extent. Accordingly, the wheel acceleration (estimated value) obtained by subjecting the wheel speed thus measured to the BPF processing described above becomes an inaccurate value in the one pole low speed region. That is, acceleration feedback control cannot be performed when starting acceleration is performed from a vehicle stopped state. For example, as shown in FIG. 12, when accelerating from a stopped state, the wheel speed fluctuates suddenly from a zero value. If this value is processed as it is, a large overshoot occurs in the wheel acceleration (estimated value). End up. If such a signal is used as an acceleration feedback signal, the vehicle becomes vibrated at the time of starting acceleration, and the drivability is deteriorated contrary to the aim.

本発明はこれらの諸問題に鑑みて開発されたものであり、フィードバック補償器による制御量のオーバシュートを抑制を防止して車両運転性を向上する駆動力制御装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been developed in view of these problems, and an object of the present invention is to provide a driving force control apparatus that prevents the control amount overshoot by the feedback compensator from being suppressed and improves vehicle drivability. Is.

上記問題を解決するため、本発明のうち請求項1に係る駆動力制御装置は、車両の運転状態に基づいて車両の目標加減速度を設定する目標加減速度設定手段と、目標加減速度から車両へのフィードフォワード操作量を出力するフィードフォワード補償器と、車両の車輪速度から推定した車両の推定加減速度と目標加減速度との差から車両へのフィードバック操作量を出力するフィードバック補償器と、前記フィードフォワード操作量と前記フィードバック操作量とに基づいて車両への操作量を設定する操作量設定手段と、を備えた車両用駆動力制御装置において、車両の車輪速度が所定速度を超えない場合には、前記フィードバック操作量に基づく車両への操作量の設定を禁止し、前記フィードフォワード操作量のみで車両への操作量を設定するフィ−ドバック操作量禁止手段を備える。   In order to solve the above problem, a driving force control apparatus according to claim 1 of the present invention includes target acceleration / deceleration setting means for setting a target acceleration / deceleration of a vehicle based on a driving state of the vehicle, and the target acceleration / deceleration to the vehicle. A feedforward compensator that outputs a feedforward manipulated variable of the vehicle, a feedback compensator that outputs a feedback manipulated variable to the vehicle based on a difference between the estimated acceleration / deceleration of the vehicle estimated from the wheel speed of the vehicle and the target acceleration / deceleration, and the feed An operation amount setting means for setting an operation amount to the vehicle based on the forward operation amount and the feedback operation amount; and when the vehicle wheel speed does not exceed a predetermined speed, The setting of the operation amount to the vehicle based on the feedback operation amount is prohibited, and the operation amount to the vehicle is set only by the feedforward operation amount. Provided to feedback manipulated variable prohibiting means - that Fi.

本発明の請求項1に係る駆動力制御装置によれば、車両停止状態やそれに近い状態から発進加速を行う際には、まず、目標値に対する即応性に優れるフィードフォワード補償器のみで加速度制御を行い、次に車輪加速度の計測精度が得られ次第、フィードフォワード補償器+フィードバック補償器(2自由度制御)で加速度制御を行うので、即応性に加えて耐外乱性(様々な外乱の影響を抑制するフィードバック効果)が確保される。つまり、発進加速時においても目標加速度への実加速度の追従性が向上することにより運転性の向上を実現できる。   According to the driving force control apparatus of the first aspect of the present invention, when starting acceleration is performed from a vehicle stop state or a state close thereto, first, acceleration control is performed only by a feedforward compensator having excellent responsiveness to a target value. Next, as soon as the measurement accuracy of the wheel acceleration is obtained, the feedforward compensator + feedback compensator (2-degree-of-freedom control) performs acceleration control, so in addition to quick response, disturbance resistance (influence of various disturbances) The feedback effect is suppressed. That is, it is possible to improve the drivability by improving the followability of the actual acceleration to the target acceleration even at the time of starting acceleration.

以下、本発明のフィードバック制御装置を車両の加減速度制御装置に適用した一実施形態を添付図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment in which a feedback control device of the present invention is applied to a vehicle acceleration / deceleration control device will be described with reference to the accompanying drawings.

図1は本実施形態の加減速度制御装置の一実施形態を示す概略構成図である。図中、符号1はエンジン、符号2は無段変速機、符号3はエンジン1と無段変速機2との間に介装されたロックアップ機構付きトルクコンバータ、符号4は駆動輪である。エンジン1は、スロットルアクチュエータ11によってスロットルバルブ12の開度を調整し、吸入空気量を制御することによりエンジントルクを制御することができるように構成されている。また、前記無段変速機2は、所謂ベルト式無段変速機であり、プライマリプーリ(入力側プーリ)13とセカンダリプーリ(出力側プーリ)14の夫々のベルト接触半径を制御することにより変速比を制御することができるように構成されている。そして、この無段変速機2のセカンダリプーリ14は、最終減速機15を介して駆動輪4に連結されている。また、前記トルクコンバータ3は、ロックアップクラッチ16を備えている。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an acceleration / deceleration control apparatus according to this embodiment. In the figure, reference numeral 1 denotes an engine, reference numeral 2 denotes a continuously variable transmission, reference numeral 3 denotes a torque converter with a lockup mechanism interposed between the engine 1 and the continuously variable transmission 2, and reference numeral 4 denotes a drive wheel. The engine 1 is configured to be able to control the engine torque by adjusting the opening of the throttle valve 12 by the throttle actuator 11 and controlling the intake air amount. The continuously variable transmission 2 is a so-called belt-type continuously variable transmission, and the gear ratio is controlled by controlling the belt contact radii of the primary pulley (input side pulley) 13 and the secondary pulley (output side pulley) 14. It is comprised so that it can control. The secondary pulley 14 of the continuously variable transmission 2 is connected to the drive wheels 4 via the final reduction gear 15. The torque converter 3 includes a lockup clutch 16.

前記エンジン1は、エンジンコントローラ7によって制御される。そのため、エンジン1の回転速度を検出するためのクランク角センサ21を備え、その検出値に基づいてエンジン1の運転状態を制御する。また、前記無段変速機2及びトルクコンバータ3のロックアップクラッチ16は変速機コントローラ5によって制御される。そのため、前記プライマリプーリ13の回転速度、即ち変速機入力軸回転数を検出するプライマリ速度センサ22及び変速機出力軸回転数であり、車両の走行速度でもあるセカンダリプーリ14の回転速度を検出するセカンダリ速度センサ23を備え、その検出値に基づいて無段変速機2の変速比及びロックアップクラッチ16の締結状態を制御する。ちなみに、本実施形態では、ロックアップクラッチ16は極低速域でのみ解放され、停止、発進を可能とする以外は、ほとんどの速度域で締結される。   The engine 1 is controlled by an engine controller 7. Therefore, a crank angle sensor 21 for detecting the rotational speed of the engine 1 is provided, and the operating state of the engine 1 is controlled based on the detected value. The continuously variable transmission 2 and the lockup clutch 16 of the torque converter 3 are controlled by the transmission controller 5. Therefore, the primary speed sensor 22 for detecting the rotational speed of the primary pulley 13, that is, the transmission input shaft rotational speed, and the secondary output for detecting the rotational speed of the secondary pulley 14, which is the rotational speed of the transmission output shaft and also the traveling speed of the vehicle. A speed sensor 23 is provided, and the gear ratio of the continuously variable transmission 2 and the engagement state of the lockup clutch 16 are controlled based on the detected value. Incidentally, in the present embodiment, the lockup clutch 16 is released only in the extremely low speed range, and is engaged in almost all speed ranges except that it can be stopped and started.

更に、この車両は、自車両の加減速度を制御するための加減速度を備えている。この加減速度コントローラ6は、前記エンジントルクコントローラ7や変速機コントローラ5と高速通信線で接続され、それらの情報及びアクセルセンサ24で検出されるアクセル開度及び車輪速度センサ23で検出される車輪速度に基づいて自車両の加減速度を制御する。具体的には、目標とする加減速度及び変速比と実際の加減速度及び変速比との差に基づいて、変速機入力トルク及び変速比の目標値を設定し、それらを夫々エンジンコントローラ4及び変速機コントローラ5に向けて出力して、自車両の加減速度を制御する。従来のエンジントルクコントローラは、アクセル開度とエンジン回転速度とに応じてエンジントルクを制御し、従来の変速機コントローラは、アクセル開度とエンジン回転速度と走行速度とに基づいて変速比を制御しており、運転者の要求する加減速感と燃費とは或る程度両立されていたが、加減速感と燃費とのさらなる向上を図るために、車両全体を考慮した加減速度コントローラを設け、そこで算出設定された変速機入力トルク、即ちエンジントルクと変速比とに応じてそれらを制御するようにした。なお、各コントローラは、マイクロコンピュータ等の演算処理装置を備えて構成されている。   Further, this vehicle has an acceleration / deceleration for controlling the acceleration / deceleration of the host vehicle. The acceleration / deceleration controller 6 is connected to the engine torque controller 7 and the transmission controller 5 through a high-speed communication line, and the information, the accelerator opening detected by the accelerator sensor 24 and the wheel speed detected by the wheel speed sensor 23. The acceleration / deceleration of the host vehicle is controlled based on the above. Specifically, based on the difference between the target acceleration / deceleration and gear ratio and the actual acceleration / deceleration and gear ratio, target values of the transmission input torque and gear ratio are set, and these are set as the engine controller 4 and the gear shift respectively. It outputs toward the machine controller 5 to control the acceleration / deceleration of the host vehicle. The conventional engine torque controller controls the engine torque according to the accelerator opening and the engine speed, and the conventional transmission controller controls the gear ratio based on the accelerator opening, the engine speed and the traveling speed. The acceleration / deceleration required by the driver and the fuel consumption were compatible to some extent, but in order to further improve the acceleration / deceleration and the fuel consumption, an acceleration / deceleration controller that takes the entire vehicle into account is provided. They are controlled in accordance with the transmission input torque calculated, that is, the engine torque and the gear ratio. Each controller includes an arithmetic processing unit such as a microcomputer.

この車両では、加減速度制御システムが図2のように構成されている。図中のプラントモデル34は自車両である。自車両の出力は、加減速度αwと変速機入力軸回転速度ωpである。例えば、アクセル開度Apoと走行速度、即ち車輪速度Vwとから目標加減速度α* wが決まると共に、エンジン回転速度、即ち変速機入力軸回転速度及びエンジントルク、即ち変速機入力トルクとから目標変速機入力軸回転速度ω* pが決まるとすると、フィードフォワード補償器31では、伝達関数GFF(s)に従って、前記目標加減速度α* wから目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分T* p-ff及び目標変速比指令値のフィードフォワード制御分I* p-ffを算出設定する。一方、規範モデル部32では、所定の規範モデルGM(s)に従って、規範加減速度αw-ref及び規範変速機入力軸回転速度ωp-refを算出設定し、夫々から加減算器35、36で前記加減速度αw及び変速機入力軸回転速度ωpを減じて加減速度差△αw及び変速機入力軸回転速度差(−△ωp)を算出する。フィードバック補償器33では、この加減速度差△αw及び変速機入力軸回転速度差(−△ωp)に対し、所定の伝達関数GFB(s)に従って、目標変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fb及び目標変速比指令値のフィードバック制御分Ip-fbを算出設定する。そして、前記目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分T* p-ffと目標変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbとを加算機37で加算して目標変速機入力トルク指令値T* pを算出し、前記目標変速比指令値のフィードフォワード制御分I* p-ffと目標変速比指令値のフィードバック制御分I*p−fbとを加算器38で加算して目標変速比指令値I*pを算出する。 In this vehicle, the acceleration / deceleration control system is configured as shown in FIG. The plant model 34 in the figure is the host vehicle. The output of the vehicle is the acceleration alpha w and the transmission input shaft rotation speed omega p. For example, the target acceleration / deceleration α * w is determined from the accelerator opening Apo and the traveling speed, that is, the wheel speed V w, and the target is determined from the engine rotational speed, that is, the transmission input shaft rotational speed and the engine torque, that is, the transmission input torque. When the transmission input shaft rotation speed omega * p is determined, the feedforward compensator 31, the transfer in accordance with the function G FF (s), feed forward control amount of the target transmission input torque command value from the target acceleration alpha * w Calculate and set T * p-ff and the feedforward control amount I * p-ff of the target gear ratio command value. On the other hand, the normative model unit 32 calculates and sets the normative acceleration / deceleration α w-ref and the normative transmission input shaft rotation speed ωp -ref according to a predetermined normative model G M (s), and the adder / subtractors 35 and 36 are respectively calculated. in the acceleration alpha w and the transmission input shaft rotation speed omega is subtracted p acceleration difference △ alpha w and the transmission input shaft rotational speed difference (- △ ω p) is calculated. The feedback compensator 33 feeds back the target transmission input torque command value according to a predetermined transfer function G FB (s) with respect to the acceleration / deceleration difference Δα w and the transmission input shaft rotational speed difference (−Δω p ). The control amount T * p-fb and the feedback control amount I p-fb of the target gear ratio command value are calculated and set. The target transmission input torque command value T * p-ff and the target transmission input torque command value feedback control value T * p-fb are added by the adder 37 to obtain the target transmission input. The torque command value T * p is calculated, and the adder 38 adds the feedforward control component I * p-ff of the target gear ratio command value and the feedback control component I * p-fb of the target gear ratio command value. A target gear ratio command value I * p is calculated.

図3は、前記プラントモデル34である車両モデルと前記規範モデル部32のうち前記目標変速機入力トルク指令値T* pから規範変速機入力軸回転速度ωp-refを算出する規範変速機入力軸回転速度算出部32a及び前記加減算器36とを示したものである。まず、前記プラントモデル34である車両では、上下限リミッタ301で、変速機入力軸回転速度ωpに応じて前記目標変速機入力トルク指令値T* pを規制し(実質的には前記フィードバック補償器33内で行われる)、その値が一次遅紅系のエンジントルク制御系302を介して変速機入力トルクTpとなる。一方、もう一つの上下限リミッタ303で、車輪速度Vwに応じて目標変速比指令値I* pを規制し(実質的には前記フィードバック補償器33内で行われる)、その値が一次遅れ系の変速比制御系304を介して変速比Ip及び変速比変化率I´pとなる。前記車輪速度Vwを、除算器305で、タイヤ有効半径で除すと車輪角速度ωwが得られるので、この車輪角速度ωwと前記変速比変化率rpとを乗算器306で乗じ、更に乗算器307で駆動系イナーシャJ1と最終減速比Ifとを乗じてイナーシャトルクTineとなる。 FIG. 3 shows a reference transmission input for calculating a reference transmission input shaft rotational speed ω p-ref from the target transmission input torque command value T * p in the vehicle model as the plant model 34 and the reference model unit 32. The shaft rotation speed calculation unit 32a and the adder / subtractor 36 are shown. First, in the vehicle that is the plant model 34, the upper / lower limiter 301 regulates the target transmission input torque command value T * p according to the transmission input shaft rotational speed ωp (substantially the feedback compensator). 33), the value becomes the transmission input torque T p via the primary slow red engine torque control system 302. On the other hand, in another on the lower limiter 303, in response to the wheel speed V w by regulating the target speed ratio command value I * p (is substantially performed in the said feedback compensator 33), the value is a primary delay The transmission ratio I p and the transmission ratio change rate I ′ p are obtained via the transmission ratio control system 304 of the system. The wheel speed V w, in divider 305, the effective tire radius dividing to the wheel angular velocity omega w is obtained, multiplied by the the wheel angular velocity omega w and the gear ratio rate of change r p at the multiplier 306, further The multiplier 307 multiplies the drive system inertia J1 and the final reduction ratio If to obtain an inertia torque Tine .

従って、前記変速機入力トルクTpからイナーシャトルクTineを加減算器308で減じた値が駆動トルクTwとなる。この駆動トルクTwに、乗算器309で、前記変速比Ipを乗じ、更に乗算器310で、最終減速比Ifを乗じ且つタイヤ有効半径Rで除すことによって駆動力Fwとなる。また、走行抵抗系311では、車輪速度Vwに応じた走行抵抗力F、が得られるから、前記駆動力Fwから、加減算器312で走行抵抗力Frを減じた値が車輪駆動力Fdとなり、これを除算器313で、車両質量Mで除すことにより車輪加速度αwとなり、更に積分器314で積分して車輪速度Vwとなる。また、前記変速比Ipに、乗算器316で、前記車輪角速度ωwを乗じ、更に乗算器317で、最終減速比Ifを乗じて変速機入力軸回転速度ωpとなる。なお、本実施形態では、前記車輪速度Vwをバンドパスフィルタ315に通して車輪加減速度αwfを算出する。 Accordingly, a value obtained by subtracting the inertia torque T ine from the transmission input torque T p by the adder / subtractor 308 becomes the drive torque T w . This drive torque T w, at the multiplier 309, multiplied by the speed ratio I p, further multiplier 310, a driving force F w by dividing the and the tire effective radius R multiplied by the final drive ratio I f. Further, since the traveling resistance system 311 obtains the traveling resistance force F corresponding to the wheel speed V w , the value obtained by subtracting the traveling resistance force F r by the adder / subtractor 312 from the driving force F w is the wheel driving force F. d becomes, in divider 313 this next wheel acceleration alpha w by dividing the vehicle mass M, by integrating further integrator 314 becomes the wheel speed V w. Further, the speed change ratio I p is multiplied by the wheel angular speed ω w by the multiplier 316 and further multiplied by the final reduction ratio If by the multiplier 317 to obtain the transmission input shaft rotational speed ω p . In the present embodiment, the wheel speed V w is passed through the band pass filter 315 to calculate the wheel acceleration / deceleration α wf .

一方、前記規範変速機入力軸回転速度算出部32aでは、前述のようにエンジントルク制御系302を介して目標変速機入力トルク指令値T* pが変速機入力トルクTpとなるから、この変速機入力トルクTpから、目標変速機入力軸回転速度設定部318で、エンジン運転拘束マップに従って、目標変速機入力軸回転速度ω* pを算出設定し、この目標変速機入力軸回転速度ω* pを一次遅れ系の規範モデル部319で規範化して前記規範変速機入力軸回転速度ωp-refが得られる。なお、このエンジン運転拘束マップについては後段に詳述する。 Meanwhile, the in normative transmission input shaft rotational speed calculation unit 32a, from the target transmission input torque command value T * p via the engine torque control system 302 as described above is the transmission input torque T p, the transmission From the machine input torque T p , the target transmission input shaft rotation speed ω * p is calculated and set by the target transmission input shaft rotation speed setting unit 318 according to the engine operation restriction map . The reference transmission input shaft rotational speed ω p-ref is obtained by normalizing p by the reference model unit 319 of the first order lag system. The engine operation restriction map will be described in detail later.

図4は、前記フィードフォワード補償器31を示したものである。このフィードフォワード補償器31では、まず前記目標加減速度α* wに、乗算器401で車両質量Mを乗じて目標車輪駆動力F* dが得られる。一方、平坦路走行抵抗力算出部402で平坦路走行抵抗マップに従って、車輪速度Vwに応じた平坦路走行抵抗力Frを算出し、この平坦路走行抵抗力Frと前記目標車輪駆動力Pdとを加算器403で加算して目標駆動力F* wが得られる。この目標駆動力F* wに対し、乗算器404で、タイヤ有効半径Rを乗じ且つ最終減速比Ifで除し、更に減算器405で、変速比Ipで除すことにより、フィードフォワード制御用目標変速機入力トルク指令値T* poが得られる。フィードフォワード制御用目標変速機入力トルク指令値T* poの算出式を下記1式に示す。 FIG. 4 shows the feedforward compensator 31. In the feedforward compensator 31, first, the target acceleration / deceleration α * w is multiplied by the vehicle mass M by the multiplier 401 to obtain the target wheel driving force F * d . On the other hand, the flat road running resistance force calculation unit 402 calculates a flat road running resistance force F r according to the wheel speed V w according to the flat road running resistance map, and the flat road running resistance force F r and the target wheel driving force are calculated. The target driving force F * w is obtained by adding P d with the adder 403. The target driving force F * w is multiplied by the tire effective radius R by the multiplier 404 and divided by the final reduction ratio If , and further divided by the speed ratio Ip by the subtractor 405, thereby feed-forward control. Target transmission input torque command value T * po is obtained. A formula for calculating the target transmission input torque command value T * po for feedforward control is shown in the following one formula.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

そして、加減速度モデルマッチング補償器406により、前記フィードフォワード制御用目標変速機入力トルク指令値T* poから変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分T* p-ffが得られる。加減速度モデルマッチング補償器406の伝達関数GFF-1(s)を下記2式に示す。この加減速度モデルマッチング補償器406は、加減速度に関する規範モデルを用いて規範化する(式中の分母)と共に、出力の先方にある一次遅れ系の変速機入力トルク制御系、つまりエンジントルク制御系の応答遅れの逆数(式中の分子)を乗じて位相合わせを行っている。なお、式中のsはラプラス演算子、τengはエンジントルク制御系の応答遅れ時定数、ωr、ζrは目標加減速度α* pに対する加減速度αpの規範モデル応答(二次遅れモデル)のカットオフ周波数とダンピング定数である。 Then, the acceleration / deceleration model matching compensator 406 obtains a feedforward control amount T * p-ff of the transmission input torque command value from the target transmission input torque command value T * po for feedforward control. The transfer function G FF-1 (s) of the acceleration / deceleration model matching compensator 406 is shown in the following two equations. This acceleration / deceleration model matching compensator 406 standardizes using a normative model relating to acceleration / deceleration (denominator in the equation), and at the same time, a first-order delay transmission input torque control system, that is, an engine torque control system Phase matching is performed by multiplying the reciprocal of the response delay (numerator in the equation). In the equation, s is a Laplace operator, τ eng is a response delay time constant of the engine torque control system, ω r , ζ r are reference model responses of the acceleration / deceleration α p to the target acceleration / deceleration α * p (secondary delay model) ) Cutoff frequency and damping constant.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記2a式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分T* p-ffを算出する。なお、式中のMTN0、MTN1、MTN2、MTD1、MTD2は、前記時定数τeng、カットオフ周波数ωr、ダンピング定数ζr、演算処理のサンプリング周期△Tから決まる定数である。また、(k)は今回値、(k−1)は前回値、(k−2)は前々同値を示す。 However, in order to perform arithmetic processing by the microcomputer described above, for example, it is discretized by Tustin approximation or the like, and a differential equation that can be executed by software is obtained as shown by the following equation 2a to obtain the transmission input torque command value. The feedforward control amount T * p-ff is calculated. Note that MTN0, MTN1, MTN2, MTD1, and MTD2 in the equation are constants determined from the time constant τ eng , the cutoff frequency ω r , the damping constant ζ r , and the sampling period ΔT of the arithmetic processing. Further, (k) indicates the current value, (k-1) indicates the previous value, and (k-2) indicates the same value immediately before.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

一方、前記目標駆動力F* wと車輪速度Vwとを乗算器407で乗じると目標エンジンパワー(出力)P*が得られるので、目標変速機入力回転速度設定部408では前述したエンジン運転拘束マップを用いて当該目標エンジンパワーP*を達成し且つ最適な燃費が得られる目標変速機入力回転速度ωpを算出設定する。目標エンジンパワーP*の算出式を下記3式に示す。 On the other hand, the when multiplying the target driving force F * w and the wheel speed V w at the multiplier 407 since the target engine power (output) P * is obtained, the target transmission input rotation speed setting unit 408 in the engine operating constraints described above The target transmission input rotational speed ω p that achieves the target engine power P * and obtains the optimum fuel consumption is calculated and set using the map. The following three equations are used to calculate the target engine power P * .

Figure 2005170194
Figure 2005170194

従って、除算器409で、この目標変速機入力回転速度ω* pを前記車輪速度Vwで除し、更に乗算器410で、タイヤ有効半径Rを乗じ且つ最終減速比Ifで除して、フィードフォワード制御用目標変速比I* poが得られる。フィードフォワード制御用目標変速比I* poの算出式を下記4式に示す。 Accordingly, the divider 409 divides the target transmission input rotational speed ω * p by the wheel speed V w , and the multiplier 410 multiplies the tire effective radius R and divides by the final reduction ratio If , A target speed ratio I * po for feedforward control is obtained. The following four equations are used to calculate the feedforward control target gear ratio I * po .

Figure 2005170194
Figure 2005170194

そして、変速比モデルマッチング補償器411により、前記フィードフォワード制御用目標変速比I* poから変速比指令値のフィードフォワード制御分I* p-ffが得られる。変速比モデルマッチング補償器411の伝達関数GFF-2(s)を下記5式に示す。この変速比モデルマッチング補償器411は、変速比に関する規範モデルを用いて規範化する(式中の分母)と共に、出力の先方にある一次遅れ系の変速比制御系の応答遅れの逆数(式中の分子)を乗じて位相合わせを行っている。なお、式中のτcvtは変速比制御系の応答遅れ時定数、τref-wpは目標変速機入力軸回転速度ω* pに対する変速機入力軸回転速度ωpの規範モデル応答(一次遅れモデル)の時定数である。 Then, the transmission ratio model matching compensator 411 obtains the feedforward control component I * p-ff of the transmission ratio command value from the target forward transmission control ratio I * po . The transfer function G FF-2 (s) of the gear ratio model matching compensator 411 is shown in the following equation (5). The transmission ratio model matching compensator 411 normalizes using a reference model relating to the transmission ratio (denominator in the equation), and at the same time, the reciprocal of the response delay of the transmission ratio control system of the first-order lag system ahead of the output (in the equation) Phase alignment is performed by multiplying by (numerator). In the equation, τ cvt is the response delay time constant of the gear ratio control system, and τ ref-wp is the reference model response (first-order lag model) of the transmission input shaft rotational speed ω p to the target transmission input shaft rotational speed ω * p . ) Time constant.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記5a式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて変速比指令値のフィードフォワード制御分I* p-ffを算出する。なお、式中のMIN0、MIN1、MID1は、前記時定数τcvt、τref-wp演算処理のサンプリング周期△Tから決まる定数である。 However, in order to perform arithmetic processing by the above-described microcomputer, for example, it is discretized by Tustin approximation or the like, and a difference equation that can be executed by software is obtained as shown by the following equation 5a to feed forward the transmission ratio command value. The control component I * p-ff is calculated. Note that MIN0, MIN1, and MID1 in the equation are constants determined from the sampling period ΔT of the time constants τ cvt and τ ref-wp arithmetic processing.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次に、前記エンジン運転拘束マップについて図5を用いて説明する。例えば、図のように横軸にエンジン回転数ωe(=変速機入力回転速度ωp)をとり、縦軸にエンジントルクTe(=変速機入力トルクTp)をとると、同等のエンジンパワー(出力)を結んだ等出力線(図では破線)や、最適燃費点を中心とする等燃料消費線(図では一点鎖線)が描ける。等出力線上の最適燃費点を連続した曲線が最適燃費運転線となる。一般に、昨今のエンジンでは、アクセルオフの状態で燃料を噴射しないので、最適燃費点や等燃費線はエンジントルクTeが正の領域にのみ存在する。従って、最適燃費運転線もエンジントルクTeが正の領域にしか存在しない。逆に、エンジントルクTeが負の領域では、エンジンブレーキトルクとエンジン回転速度との関係を示すエンジンブレーキ特性線が表れる。前述のように、エンジントルクTeが負の領域では燃料を噴射しないので、エンジンブレーキトルクを制御するためにはエンジン回転速度を制御する必要がある。本実施形態では、変速機に無段変速機を用いているので、任意の走行速度で所望するエンジンブレーキトルクを得るためには、無段変速機の変速比を制御すればよい。これらの曲線の関係を、燃費を考慮してマップ化したものがエンジン運転拘束マップである。 Next, the engine operation restriction map will be described with reference to FIG. For example, when the engine speed ω e (= transmission input rotational speed ω p ) is taken on the horizontal axis and the engine torque Te (= transmission input torque T p ) is taken on the vertical axis as shown in FIG. An equal output line (broken line in the figure) connecting power (output) and an equal fuel consumption line (one-dot chain line in the figure) centering on the optimum fuel consumption point can be drawn. A curve in which the optimum fuel consumption points on the iso-output line are continuous becomes the optimum fuel consumption driving line. Generally, in recent engines, fuel is not injected with the accelerator off, so that the optimal fuel consumption point and the iso fuel consumption line exist only in the region where the engine torque Te is positive. Therefore, the optimum fuel consumption driving line exists only in the region where the engine torque Te is positive. Conversely, in a region where the engine torque Te is negative, an engine brake characteristic line showing the relationship between the engine brake torque and the engine speed appears. As described above, since fuel is not injected when the engine torque Te is negative, it is necessary to control the engine speed in order to control the engine brake torque. In this embodiment, since a continuously variable transmission is used as the transmission, in order to obtain a desired engine brake torque at an arbitrary traveling speed, the speed ratio of the continuously variable transmission may be controlled. An engine operation restriction map is obtained by mapping the relationship between these curves in consideration of fuel consumption.

次に、本実施形態でのフィードバック補償器33の設計手法を簡潔に説明する。前述した図3の非線形制御対象モデルを、変速機入力トルク指令値T* p、変速比指令値I* pの二入力、加減速度αw、変速機入力軸回転速度差△ωpの二出力の非線形制御対象モデルであると仮定する。本実施形態では、フィードバック制御系の安定性を確保する目的で、前記検出部や一部制御部を車両モデルと組合せて制御対象モデルとしている。この非線形制御対象モデルを、特定の動作点で線形近似を行って、制御系設計用の線形近似制御対象モデルを導出する。「ロバスト制御理論」の一つである「μシンセシス」を用いてフィードバック補償器を設計するためには、更に変動要素をモデル化して一般化プラントモデルに拡張する必要があるが、ここではその詳細は割愛する。 Next, a design method of the feedback compensator 33 in this embodiment will be briefly described. The above-described non-linear control target model of FIG. 3 has two outputs of the transmission input torque command value T * p and the gear ratio command value I * p , the acceleration / deceleration α w , and the transmission input shaft rotational speed difference Δω p . It is assumed that the model is a nonlinear control target model. In the present embodiment, for the purpose of ensuring the stability of the feedback control system, the detection unit and the partial control unit are combined with a vehicle model as a controlled object model. This nonlinear control target model is linearly approximated at a specific operating point to derive a linear approximate control target model for control system design. In order to design a feedback compensator using “μ synthesis”, which is one of “robust control theory”, it is necessary to further model variable elements and extend them to a generalized plant model. Will be omitted.

前記フィードバック補償器33への入力は、前述のように加減速度差△αw、変速機入力軸回転速度差(−△ωp)であるから、出力変速機入力トルク指令値T* p、変速比指令値I* pを当該フィードバック補償器33の伝達関数GFB(s)で示すと下記6式となり、当該伝達関数GFB(s)の各要素は7式で表れる。 Since the input to the feedback compensator 33 is the acceleration / deceleration difference Δα w and the transmission input shaft rotational speed difference (−Δω p ) as described above, the output transmission input torque command value T * p , When the ratio command value I * p is represented by the transfer function G FB (s) of the feedback compensator 33, the following six formulas are obtained, and each element of the transfer function G FB (s) is represented by the seven formulas.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

実際の車両諸元、或いは要求する応答特性を代入し、前記「μシンセシス」によって各要素G11(s)〜G22(s)を求めると、下記8式〜11式のように表れる. Substituting actual vehicle specifications or required response characteristics and obtaining each element G 11 (s) to G 22 (s) by the “μ synthesis”, the following equations 8 to 11 are obtained.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

これら各要素G11(s)〜G22(s)を子細に考察すると、極が虚軸上又はその近傍にある部分が存在する。この虚軸上又はその近傍にある極は、応答の遅い極であり、目標値と実際値との差を蓄積する、換言すれば積分的特性を持つ部分であるといえる。そこで、前記7式のフィードバック補償器の伝達関数を、積分的特性を有する部分GA(s)と、それ以外の部分GB(s)とに分離し、下記12式のように表す。 Considering each of these elements G 11 (s) to G 22 (s) in detail, there is a portion where the pole is on or near the imaginary axis. The pole on or in the vicinity of the imaginary axis is a pole with a slow response and accumulates the difference between the target value and the actual value, in other words, it is a part having an integral characteristic. Therefore, the transfer function of the feedback compensator of Equation 7 is separated into a portion G A (s) having integral characteristics and a portion G B (s) other than that, and is expressed as the following Equation 12.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

具体的な要素G11-A(s)〜G22-A(s)、G11-B(s)〜G22-B(s)は下記13式から20式で表れる。 Specific elements G 11-A (s) to G 22-A (s) and G 11-B (s) to G 22-B (s) are expressed by the following 13 to 20 equations.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

そして、前記加減速度αw及び変速機入力軸回転速度差(−△ωp)に前記積分的特性を有さない要素G11-B(s)〜G22-B(s)を施した要素をx11〜x22とし、これらの要素に前記積分的特性を有する要素G11-A(s)〜G22-A(s)をy11〜y22とすると、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fb、変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbは、夫々、下記21式、22式で表れる。 Then, elements G 11-B (s) to G 22-B (s) that do not have the integral characteristics are added to the acceleration / deceleration α w and the transmission input shaft rotational speed difference (−Δω p ). X 11 to x 22, and the elements G 11-A (s) to G 22-A (s) having the integral characteristics in these elements are y 11 to y 22. The feedback control component T * p-fb and the gear ratio command value feedback control component I * p-fb are expressed by the following equations (21) and (22), respectively.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次に、前記フィードフォワード補償器31及びフィードバック補償器33で行われる演算処理について図6のフローチャートを用いて説明する。この演算処理は、例えば10msec.程度の所定サンプリング周期△Tで行われる。なお、この演算処理では通信のための全てのステップを記載していないが、必要な情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受されるし、演算処理で得られた情報は随時他のコントローラ或いは記憶装置と授受される。   Next, arithmetic processing performed by the feedforward compensator 31 and the feedback compensator 33 will be described with reference to the flowchart of FIG. This calculation process is performed at a predetermined sampling period ΔT of about 10 msec., For example. Although all steps for communication are not described in this calculation process, necessary information is exchanged with other controllers or storage devices at any time, and information obtained in the calculation process is always changed with other controllers or storage devices. Exchanged with storage device.

この演算処理では、まずステップS1で前記アクセルセンサ24で検出されたアクセル開度Apoを読込む。   In this calculation process, first, in step S1, the accelerator opening Apo detected by the accelerator sensor 24 is read.

次にステップS2に移行して、前記車輪速度センサ25で検出された車輪速度Vwを読込む。 Next, the process proceeds to step S2, and the wheel speed V w detected by the wheel speed sensor 25 is read.

次にステップS3に移行して前記変速機コントローラ5からプライマリ回転速度ωp、セカンダリ回転速度ωs、両者の比である変速比Ipを読込むと共に、前記エンジントルクコントローラ7からエンジン回転速度ωeを読込む。 Next, the process proceeds to step S3 where the primary rotational speed ω p , the secondary rotational speed ω s , and the speed ratio I p , which is the ratio of both, are read from the transmission controller 5 and the engine rotational speed ω is read from the engine torque controller 7. Read e .

次にステップS4に移行して、図7に示す制御マップに従って、前記ステップS1で読込んだアクセル開度Apo、前記ステップS2で読込んだ車輪速度Vwに基づいて目標加減速度α* wを算出設定する。 Next, the process proceeds to step S4, and in accordance with the control map shown in FIG. 7, the target acceleration / deceleration α * w is determined based on the accelerator opening Apo read in step S1 and the wheel speed V w read in step S2. Set the calculation.

次にステップS4.5に移行して車輪速度Vwと所定値V1を比較して条件分岐する。Vw≧V1であればステップS5へ移行して通常のバンドパスフィルタ処理を行い、そうでなければステップS5.5へ移行してバンドパスフィルタを初期化する。所定値V1は、ステップ2で読み込んだ車輪速度Vwの精度がフィードバック制御に利用する上で十分か否か判断するための閾値である。例えば、演算周期内に車輪速センサから読み込んだパルスエッジの数が所定値以上となる車輪速とする。 Next conditional branch by comparing the wheel speed V w and the predetermined value V1 proceeds to step S4.5. If V w ≧ V1, the process proceeds to step S5 to perform normal bandpass filter processing. Otherwise, the process proceeds to step S5.5 to initialize the bandpass filter. Predetermined value V1 is a threshold for the accuracy of the wheel speed V w read in step 2 it is determined whether sufficient or not in utilizing the feedback control. For example, the wheel speed is such that the number of pulse edges read from the wheel speed sensor within a calculation cycle is equal to or greater than a predetermined value.

次にステップS5に移行して、下記23式で示す伝達関数Gbp(s)のバンドパスフィルタを用い、車輪速度Vwからノイズを除去した、所定周波数領域のみの車輪加減速度αwを算出する。なお、式中のωnは固有角周波数、ζnは減衰率であり、ωn、ζnは、検出される車輪速度のノイズレベルによって決定される Next, the process proceeds to step S5, and a wheel acceleration / deceleration speed α w only in a predetermined frequency range is calculated by removing noise from the wheel speed V w by using a bandpass filter of a transfer function G bp (s) expressed by the following equation (23). To do. In the equation, ω n is the natural angular frequency, ζ n is the attenuation rate, and ω n and ζ n are determined by the detected noise level of the wheel speed.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記23a式で示すような、ソフトウェアで実行可能な差分方程式を求めて車輪加減速度αwを算出する。なお、式中のBPN0、BPN1、BPN2は、前記固有角周波数ωn、減衰率ζn、サンプリング周期△Tによって決まる定数である。 However, in order to perform the arithmetic processing by the microcomputer described above, the wheel acceleration / deceleration α w is calculated by obtaining a differential equation that can be executed by software as shown by the following equation 23a after being discretized by, for example, Tustin approximation. . BPN0, BPN1, and BPN2 in the equation are constants determined by the natural angular frequency ω n , the attenuation rate ζ n , and the sampling period ΔT.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

ステップS5において更に、Timer1をゼロとなるまでデクリメントする。このタイマは、S5においてバンドパスフィルタ処理の経過時間を計測するものであり、ステップS9.5で参照する。   In step S5, Timer1 is further decremented to zero. This timer measures the elapsed time of the bandpass filter processing in S5, and is referred to in step S9.5.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS5.5では、バンドパスフィルタの初期化を行う。具体的には、23a式で使う各変数を下式のように値を代入する。また、Timer1に設定時間T1を代入する。設定時間T1は、バンドパスフィルタによる車輪加速度推定遅れ、つまり、23式中の固有角周波数ωnを考慮して設定する。 In step S5.5, the band pass filter is initialized. Specifically, a value is substituted for each variable used in equation 23a as in the following equation. Also, the set time T 1 is substituted for Timer1. The set time T 1 is set in consideration of the wheel acceleration estimation delay by the band-pass filter, that is, the natural angular frequency ω n in Equation 23.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS6に移行して、例えば前回演算時の変速機入力トルク主旨令値T* pからエンジントルク応答遅れモデルによる変速機入力トルクTpを算出する。このエンジントルク応答遅れモデルは、下記25式の伝達関数で示す一次遅れ系である。 At the next step S6, the calculated transmission input torque T p by the engine torque response delay model for example from the transmission input torque gist command value T * p of the previous operation. This engine torque response delay model is a first-order delay system represented by the following 25 transfer functions.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばダスティン近似等で離散化して、下記25a式で示すような、ソフトウェアで実行可能な差分方程式を求めて変速機入力トルクTpを算出する。なお、式中のTEN0、TEN1、TEN2は、前記時定数τeng、サンプリング周期△Tによって決まる定数である。 However, in order to perform arithmetic processing by the microcomputer described above, for example, it is discretized by Dustin approximation or the like, and a differential equation that can be executed by software is calculated as shown by the following equation 25a to calculate the transmission input torque T p . To do. In the equation, TEN0, TEN1, and TEN2 are constants determined by the time constant τ eng and the sampling period ΔT.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS7に移行して、前述したエンジン運転拘束条件による規範変速機入力軸回転速度ωp-refと変速機入力軸回転速度ωpとの変速機入力軸回転数差△ωpを算出する。具体的には、まず前記ステップS6で算出した変速機入力トルクTpから前記最適燃費運転線又はエンジンブレーキ特性線上の変速機入力軸回転速度を目標変速機入力軸回転速度ω* pとし、これを下記26式の伝達関数Gref-wp(s)で示す規範モデル応答特性を用いて規範化し、規範変速機入力回転速度ωp-refを算出する。 Next, the routine proceeds to step S7, calculates the transmission input shaft rotational speed difference △ omega p of the norm transmission input shaft rotational speed omega p-ref and the transmission input shaft rotation speed omega p by the engine operating constraints described above To do. Specifically, first, the transmission input shaft rotational speed on the optimum fuel consumption driving line or engine brake characteristic line is set as the target transmission input shaft rotational speed ω * p from the transmission input torque T p calculated in step S6. Is normalized using a reference model response characteristic represented by the following 26 transfer function G ref-wp (s) to calculate a reference transmission input rotational speed ω p-ref .

Figure 2005170194
Figure 2005170194

但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記26a式で示すような、ソフトウェアで実行可能な差分方程式を求めて規範変速機入力回転速度ωp-refを算出する。なお、式中のPRN0、PRN1、PRD2は、前記時定数τref-wp、サンプリング周期△Tによって決まる定数である。 However, in order to perform arithmetic processing by the microcomputer described above, for example, it is discretized by Tustin approximation or the like, and a differential equation that can be executed by software is obtained as shown by the following equation 26a to obtain a reference transmission input rotational speed ω p. -ref is calculated. Note that PRN0, PRN1, and PRD2 in the equation are constants determined by the time constant τ ref-wp and the sampling period ΔT.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

そして、下記27式で示すように、求めた規範変速機入力回転速度ωp-refから前記変速機入力軸回転速度ωpを減じて変速機入力軸回転速度差△ωpを算出する。 Then, as shown in the following equation 27, the transmission input shaft rotational speed ω p is subtracted from the obtained reference transmission input rotational speed ω p-ref to calculate the transmission input shaft rotational speed difference Δω p .

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS8に移行して、前記フィードフォワード補償器31により、目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分T* p-ff及び目標変速比指令値のフィードフォワード制御分I* p-ffを算出する。 In step S8, the feedforward compensator 31 feeds the target transmission input torque command value T * p-ff and the target transmission ratio command value I * p-ff. Is calculated.

次にステップS9に移行して、フィードバック制御用規範加減速度αw-refと加減速度αwとの加減速度差△αwを算出する。具体的には、下記28式で示す伝達関数Gref-aからなる加減速度の規範モデル応答に相当する遅れ補償(二次遅れモデル)と、同じく伝達関数Gbp(s)からなる前記加減速度算出用バンドパスフィルタに相当する遅れ補償(二次遅れモデル)とを目標加減速度α* wに施して規範加減速度αw-refを算出する。 At the next step S9, it calculates an acceleration difference △ alpha w with feedback control norms acceleration alpha w-ref and acceleration alpha w. Specifically, the delay compensation (second-order lag model) corresponding to the reference model response of the acceleration / deceleration composed of the transfer function G ref-a expressed by the following equation 28, and the acceleration / deceleration similarly composed of the transfer function G bp (s) The reference acceleration / deceleration α w-ref is calculated by applying delay compensation (second-order delay model) corresponding to the bandpass filter for calculation to the target acceleration / deceleration α * w .

Figure 2005170194
Figure 2005170194

但し、前述したマイクロコンピュータで演算処理を行うためには、例えばタスティン近似等で離散化して、下記28a式で示すような、ソフトウエアで実行可能な差分方程式を求めて規範加減速度αw-refを算出する。なお、式中のREN0、REN1、REN2、REN3、REN四、RED1、RED2、RED3、RED4は、前記カットオフ周波数ωr、ダンピング定数ζr、固有角周波数ωn、減衰率ζn、サンプリング周期△Tから決まる定数である。また、(k−4)は前々々回値を示す。 However, in order to perform arithmetic processing by the microcomputer described above, for example, it is discretized by Tustin approximation or the like, and a differential equation that can be executed by software is obtained as shown by the following equation 28a to obtain a reference acceleration / deceleration α w-ref Is calculated. In the equation, REN0, REN1, REN2, REN3, REN4, RED1, RED2, RED3, RED4 are the cutoff frequency ω r , damping constant ζ r , natural angular frequency ω n , attenuation rate ζ n , sampling period It is a constant determined from ΔT. In addition, (k-4) indicates the value two times before.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS9.5に移行して、Timer1に基づいて条件分岐する。Timer1がゼロであればステップS10へ移行してフィードバック補償器の演算を行う。そうでない場合には、ステップS12.5へ移行して、フィードバック補償器の初期化を行う。   Next, the process proceeds to step S9.5, where a conditional branch is made based on Timer1. If Timer1 is zero, the process proceeds to step S10 and the feedback compensator is operated. Otherwise, the process proceeds to step S12.5, and the feedback compensator is initialized.

次にステップS10に移行して、前述したように加減速度差△αw、変速機入力軸回転速度差(−△ωp)に対し、前記積分的特性を除いたフィードバック補償器G11-B(s)〜G22-B(s)による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素x11、x12、及び変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素x21、x22を算出する。 Next, the process proceeds to step S10, and the feedback compensator G 11-B excluding the integral characteristic with respect to the acceleration / deceleration difference Δα w and the transmission input shaft rotation speed difference (−Δω p ) as described above. (s) ~G 22-B ( s) according to the transmission input torque command value of the feedback control amount T * p-fb element x 11, x 12, and the gear ratio of the command value of the feedback control amount I * p-fb Elements x 21 and x 22 are calculated.

次にステップS11に移行して、後述する図10の演算処理に従って、前記ステップS10で算出された変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素x1、、x12、及び変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素x21、x22に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器G11-A(s)〜G22-A(s)による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素y11、y12、及び変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素y21、y22を算出する。 Next, the process proceeds to step S11, and the elements x 1 , x 12 of the feedback control component T * p-fb of the transmission input torque command value calculated in step S10 are calculated according to the arithmetic processing of FIG. A transmission using feedback compensators G 11-A (s) to G 22-A (s) having the above integral characteristics with respect to the elements x 21 and x 22 of the feedback control component I * p-fb of the gear ratio command value. The elements y 11 and y 12 of the feedback control component T * p-fb of the input torque command value and the elements y 21 and y 22 of the feedback control component I * p-fb of the transmission ratio command value are calculated.

次にステップS12に移行して、前記21式、22式に従って、前記ステップS11で算出した要素y11、y12の加算値から変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbを算出すると共に、前記要素y21、y22の加算値から変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbを算出する。 At the next step S12, the 21 formula, according to 22 wherein calculating a feedback control amount T * p-fb transmission input torque command value from the sum of the elements y 11, y 12 calculated at step S11 At the same time, the feedback control component I * p-fb of the gear ratio command value is calculated from the added value of the elements y 21 and y 22 .

ステップS12において更に、Timer2をゼロとなるまでデクリメントする。このタイマは、フィードバック補償を開始してからの経過時間を計測するものであり、ステップS13で参照する。   In step S12, Timer2 is further decremented to zero. This timer measures the elapsed time since the start of feedback compensation, and is referred to in step S13.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS12.5に移行して、フィードバック補償器の初期化を行う。具体的には、13式〜20式を離散化して得られる差分方程式の各変数を全てゼロクリアする。また、Timer2に設定時間T2を代入する。設定時間T2は、フィードバック補償器の出力を除々にフィードフォワード補償器の出力に加算する過渡時間を設定するものである。 Next, the process proceeds to step S12.5, where the feedback compensator is initialized. Specifically, all the variables of the difference equation obtained by discretizing equations 13 to 20 are all cleared to zero. In addition, substituting the set time T 2 to Timer2. The set time T 2 sets a transient time for gradually adding the output of the feedback compensator to the output of the feedforward compensator.

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS13に移行して下記29式,30式に従って、前記変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分T* p-ffとフィードバック制御分T* p-fbとの加算値から変速機入力トルク指令値T* pを算出すると共に、変速比指令値のフィードフォワード制御分I* p-ffとフィードバック制御分I* p-fbとの加算値から変速比指令値I* pを算出する。 Next, the process proceeds to step S13, and according to the following formulas 29 and 30, the transmission input is determined from the addition value of the feedforward control portion T * p-ff and the feedback control portion T * p-fb of the transmission input torque command value. The torque command value T * p is calculated, and the gear ratio command value I * p is calculated from the addition value of the feedforward control component I * p-ff and the feedback control component I * p-fb .

Figure 2005170194
Figure 2005170194

次にステップS14に移行して、図8、図9に示す制御マップから、前記変速機入力トルク指令値T* p、変速比指令値I* pに制限処理を施す。つまり、目標値を、実際に発生可能な制御量の上下限値で制限する。次にステップS15に移行して、前記変速機入力トルク指令値T* p、変速比指令値I* pを、夫々、前記エンジントルクコントローラ7、変速機コントローラ5に向けて出力してからメインプラグラムに復帰する。 Next, the process proceeds to step S14, and a restriction process is performed on the transmission input torque command value T * p and the transmission ratio command value I * p from the control maps shown in FIGS. That is, the target value is limited by the upper and lower limit values of the control amount that can actually be generated. In step S15, the transmission input torque command value T * p and the transmission ratio command value I * p are output to the engine torque controller 7 and the transmission controller 5, respectively. Return to.

次に、前記図6の演算処理のステップS11で行われるマイナプログラムについて図10のフローチャートに従って説明する。この演算処理では、まずステップS21で、変速機入力トルク指令値の前回値T* p(k−1)が上限値で且つ前記加減速度差△αwが“0”以上であるか、又は変速機入力トルク指令値の前回値tT*(k−1)が下限値で且つ前記加減速度差△αwが“0”以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップS22に移行し、そうでない場合にはステップS23に移行する。 Next, the minor program executed in step S11 of the calculation process of FIG. 6 will be described with reference to the flowchart of FIG. Or this operation process, first in step S21, it is the previous value T * p of the transmission input torque command value (k-1) is and the acceleration speed difference at the upper limit value △ alpha w is "0" or more, or shift If the machine input torque command immediately preceding value of the value tT * (k-1) is and the acceleration speed difference at the lower values △ alpha w is "0" determines whether less or is, any of the conditions are satisfied If not, the process proceeds to step S22. If not, the process proceeds to step S23.

前記ステップS23では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素x11に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器G11-A(s)による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素y11を算出してからステップS24に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値y11(k)を更新する。 In the step S23, the relative feedback control amount T * p-fb elements x 11 transmission input torque command value, the transmission input torque command by the feedback with integral characteristic compensator G 11-A (s) After calculating the element y 11 of the value feedback control component T * p-fb , the process proceeds to step S24. Specifically, the current value y 11 (k) of the element is updated based on the difference equation obtained by discretization as described above.

前記ステップS22では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素の前回値y11(k−1)を今回値y11(k)として出力してから前記ステップS24に移行する。実質的には、前記ステップS23で説明した差分方程式の要素の今回値y11(k)を更新せず、前回値y11(k−1)のまま保存する。前記ステップS24では、変速機入力トルク指令値の前回値T* p(k−1)が上限値で且つ前記変速機入力軸回転速度差△ωpが“0”以上であるか、又は変速機入力トルク指令値の前回値T* p(k−1)が下限値で且つ前記変速機入力軸回転速度差△ωpが“0”以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップS25に移行し、そうでない場合にはステップS26に移行する。 In step S22, the previous value y 11 (k-1) of the feedback control component T * p-fb of the transmission input torque command value is output as the current value y 11 (k), and then the process proceeds to step S24. Transition. Essentially, the current value y 11 (k) of the elements of the difference equation described in step S23 is not updated, and the previous value y 11 (k−1) is stored. At the step S24, whether the previous value T * p of the transmission input torque command value (k-1) is and the transmission input shaft rotational speed difference at the upper limit △ omega p is "0" or more, or transmission It is determined whether or not the previous value T * p (k−1) of the input torque command value is a lower limit value and the transmission input shaft rotational speed difference Δω p is “0” or less. If satisfied, the process proceeds to step S25, and if not, the process proceeds to step S26.

前記ステップS26では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素x12に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器G11-A(s)による変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素y12を算出してからステップS27に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値y12(k)を更新する。 At the step S26, the relative transmission input torque command value of the feedback control amount T * p-fb elements x 12 of the transmission input torque command by the feedback with integral characteristic compensator G 11-A (s) After calculating the element y 12 of the value feedback control component T * p-fb , the process proceeds to step S27. Specifically, the current value y 12 (k) of the element is updated based on the difference equation obtained by discretization as described above.

前記ステップS25では、前記変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fbの要素の前回値y12(k−1)を今回値y12(k)として出力してから前記ステップS27に移行する。実質的には、前記ステップS26で説明した差分方程式の要素の今回値y12(k)を更新せず、前回値y12(k−1)のまま保存する。 In step S25, the previous value y 12 (k-1) of the feedback control component T * p-fb of the transmission input torque command value is output as the current value y 12 (k), and then the process proceeds to step S27. Transition. Essentially, the current value y 12 (k) of the elements of the difference equation described in step S26 is not updated, and the previous value y 12 (k−1) is stored.

前記ステップS27では、変速比指令値の前回値I* p(k−1)が上限値で且つ前記加減速度差△αwが所定値△αw1以上であるか、又は変速比指令値の前回値I* p(k−1)が下限値で且つ前記加減速度差△αwが所定値△αw2以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップS28に移行し、そうでない場合にはステップS29に移行する。なお、前記所定値△αw1は正値であって加速指令を意味し、前記所定値△αw2は負値であって減速指令を意味する.
前記ステップS29では、前記変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素x21に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器G21-A(s)による変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素y21を算出してからステップS30に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値y21(k)を更新する。
At the step S27, whether the previous value I * p (k-1) is and the acceleration speed difference at the upper limit value △ alpha w of the gear ratio command value is a predetermined value △ alpha w1 above, or the previous gear ratio command value It is determined whether or not the value I * p (k−1) is a lower limit value and the acceleration / deceleration difference Δα w is equal to or smaller than a predetermined value Δα w2 . If any of the conditions is satisfied, step S28 is performed. If not, the process proceeds to step S29. The predetermined value Δα w1 is a positive value, meaning an acceleration command, and the predetermined value Δα w2 is a negative value, meaning a deceleration command.
In the step S29, to the feedback control amount I * p-fb elements x 21 of the speed change ratio command value, the feedback compensator G 21-A (s) by the feedback control of the gear ratio command value with the integral characteristic After calculating the element y 21 of the minute I * p-fb, the process proceeds to step S30. Specifically, the current value y 21 (k) of the element is updated based on the difference equation obtained by discretization as described above.

前記ステップS28では、前記変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素の前回値y21(k−1)を今回値y21(k)として出力してから前記ステップS30に移行する。実質的には、前記ステップS29で説明した差分方程式の要素の今回値y21(k)を更新せず、前回値y21(k−1)のまま保存する。 In step S28, the previous value y 21 (k−1) of the feedback control component I * p-fb of the gear ratio command value is output as the current value y 21 (k), and then the process proceeds to step S30. . In practice, the current value y 21 (k) of the elements of the difference equation described in step S29 is not updated, and the previous value y 21 (k−1) is stored.

前記ステップS30では、変速比指令値の前回値I* p(k−1)が上限値で且つ前記変速機入力軸回転速度差△ωpが“0”以上であるか、又は変速比指令値の前回値I* p(k−1)が下限値で且つ変速機入力軸回転速度差△ωpが“0”以下であるか否かを判定し、何れかの条件が満足される場合にはステップS31に移行し、そうでない場合にはステップS32に移行する。 In step S30, the previous value I * p (k−1) of the gear ratio command value is the upper limit value and the transmission input shaft rotational speed difference Δω p is “0” or more, or the gear ratio command value. When the previous value I * p (k−1) of the current value is the lower limit value and the transmission input shaft rotational speed difference Δω p is “0” or less, and any of the conditions is satisfied Shifts to step S31, otherwise shifts to step S32.

前記ステップS32では、前記変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素x22に対し、前記積分的特性を有するフィードバック補償器G22-A(s)による変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素y22を算出してから前記図6の演算処理のステップS12に移行する。具体的には、前述と同様に離散化して求めた差分方程式に基づいて要素の今回値y22(k)を更新する。 At the step S32, the relative feedback control amount I * p-fb elements x 22 of the gear ratio command value, the feedback compensator G 22-A (s) by the feedback control of the gear ratio command value with the integral characteristic After calculating the component y 22 of the minute I * p-fb, the process proceeds to step S12 of the calculation process of FIG. Specifically, the current value y 22 (k) of the element is updated based on the difference equation obtained by discretization as described above.

前記ステップS31では、前記変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbの要素の前回値y22(k−1)を今回値y22(k)として出力してから前記図6の演算処理のステップS12に移行する。実質的には、前記ステップS32で説明した差分方程式の要素の今回値y22(k)を更新せず、前回値y22(k−1)のまま保存する。 In step S31, the previous value y 22 (k−1) of the feedback control component I * p-fb of the gear ratio command value is output as the current value y 22 (k), and then the calculation process of FIG. The process proceeds to step S12. Essentially, the current value y 22 (k) of the elements of the difference equation described in step S32 is not updated, and the previous value y 22 (k−1) is stored.

これらの演算処理によれば、目標加減速度αwに応じた目標変速機入力トルク指令値のフィードフォワード制御分T* p-ff、及び目標変速比指令値のフィードフォワード制御分I* p-ffが算出設定され、同じく加減速度差△αw及び変速機入力軸回転速度差(−△ωp)に応じた変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fb及び変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbが算出設定され、両者の加算値から変速機入力トルク指令値T* p及び変速比指令値I* pが算出設定される。しかしながら、操作量である変速機入力トルク指令値T* pや変速比指令値I* pが飽和しているときには、変速機入力トルク指令値のフィードバック制御分T* p-fb及び変速比指令値のフィードバック制御分I* p-fbを算出設定するときの積分的特性を有するフィードバック補償器だけが停止される。前述のように積分的特性を有するブィードバック補償器は、目標値と実際値との差を蓄積する特性があるので、操作量が飽和しているときに、この積分的特性を有するフィードバック補償器を停止すれば、目標値と実際値との差は蓄積されず、操作量が飽和しなくなったときに制御量のオーバシュートが抑制防止される。 According to these processing, feed forward control amount of target acceleration α feedforward control component of the target transmission input torque command value corresponding to w T * p-ff, and target speed ratio command value I * p-ff There is calculated and set, also acceleration difference △ alpha w and the transmission input shaft rotational speed difference (- △ ω p) to the transmission input torque command value of the feedback control amount T * p-fb and the speed ratio command value in accordance with The feedback control component I * p-fb is calculated and set, and the transmission input torque command value T * p and the gear ratio command value I * p are calculated and set from the added value of both. However, when the transmission input torque command value T * p and the transmission ratio command value I * p, which are operation amounts, are saturated, the feedback control amount T * p-fb of the transmission input torque command value and the transmission ratio command value Only the feedback compensator having an integral characteristic when calculating and setting the feedback control component I * p-fb is stopped. As described above, the feedback compensator having an integral characteristic has a characteristic of accumulating the difference between the target value and the actual value. Therefore, when the manipulated variable is saturated, the feedback compensator having the integral characteristic. Is stopped, the difference between the target value and the actual value is not accumulated, and the overshoot of the controlled variable is suppressed and prevented when the manipulated variable is no longer saturated.

また、前記積分的特性を有するフィードバック補償器の停止条件については、変速機入力トルク指令値T* pが上限値であるのに、加減速度差△αwが正値である、即ち更なる加速が要求されるときや、或いは変速機入力トルク指令値T* pが下限値であるのに、加減速度差△αwが負値である、即ち更なる減速が要求されるときには、当該加減速度差△αwから変速機入力トルク指令値T* pを算出する要素y11のみの演算が停止される。また、変速機入力トルク指令値T* pが上限値であるのに、変速機入力軸回転速度差△ωpが正値である、即ち更なる増速が要求されるときや、或いは変速機入力トルク指令値T* pが下限値であるのに、変速機入力軸回転速度差△ωpが負値である、即ち更なる減速が要求されるときには、当該変速機入力軸回転速度差△ωpから変速機入力トルク指令値T* pを算出する要素y12のみの演算が停止される。また、変速比指令値I* pが上限値であるのに、加減速度差△αwが所定値△αw1以上である、即ち更なる加速が要求されているときや、或いは変速比指令値I* pが下限値であるのに、加減速度差△αwが所定値△αw2以下である、即ち更なる減速が要求されているときには、当該加減速度差△αwから変速比指令値I* pを算出する要素y21のみの演算が停止される。また、変速比指令値I* pが上限値であるのに、変速機入力軸回転速度差△ωpが正値である、即ち更なる増速が要求されるときや、或いは変速比指令値I* pが下限値であるのに、変速機入力軸回転速度差△ωpが負値である、即ち更なる減速が要求されるときには、当該変速機入力軸回転速度差△ωpから変速比指令値I* pを算出する要素y22のみの演算が停止される。従って、操作量が飽和していない要素の演算は継続されることとなり、その分だけ、より一層頑健なフィードバック制御が可能となる。 Further, the stop condition of the feedback compensator having the integral characteristic is to the transmission input torque command value T * p is the upper limit value, acceleration difference △ alpha w is positive, i.e. the further acceleration and when There is required, or to the transmission input torque command value T * p is the lower limit, acceleration difference △ alpha w is negative value, when the words further deceleration is required, the acceleration operation of only the elements y 11 for calculating a transmission input torque command value T * p from the difference △ alpha w is stopped. Further, although the transmission input torque command value T * p is the upper limit value, and when a positive transmission input shaft rotational speed difference △ omega p is, i.e. further increasing speed is required, or transmission When the input torque command value T * p is the lower limit value but the transmission input shaft rotational speed difference Δω p is a negative value, that is, when further deceleration is required, the transmission input shaft rotational speed difference Δ operation of only the elements y 12 for calculating a transmission input torque command value T * p from omega p is stopped. Further, when the gear ratio command value I * p is the upper limit value, the acceleration / deceleration difference Δα w is greater than or equal to the predetermined value Δα w1, that is, when further acceleration is required, or the gear ratio command value for I * p is the lower limit, acceleration difference △ alpha w is less than or equal to a predetermined value △ alpha w2, i.e. when the further deceleration is required, the speed change ratio command value from the acceleration difference △ alpha w The calculation of only element y 21 for calculating I * p is stopped. Further, although the gear ratio command value I * p is the upper limit value, and when a positive transmission input shaft rotational speed difference △ omega p is, i.e. further increasing speed is required, or speed ratio command value When I * p is the lower limit value but the transmission input shaft rotational speed difference Δω p is a negative value, that is, when further deceleration is required, a shift is made from the transmission input shaft rotational speed difference Δω p. The calculation of only the element y 22 for calculating the ratio command value I * p is stopped. Therefore, the calculation of the element in which the operation amount is not saturated is continued, and more robust feedback control can be performed correspondingly.

また、前述したように操作量が飽和したとき、積分的特性を有するフィードバック補償器のみの演算が停止され、それ以外のフィードバック補償器の演算は継続される。前述のように、現代制御理論に基づくフィードバック補償器を分離して、積分的特性を除いたフィードバック補償器は、逆に言えば、微分的特性、即ち位相進みの特性を有してもおり、従ってフィードバック補償器全体を停止することは、フィードバック補償器演算再開時に、この微分的特性を有するフィードバック補償器が過敏に反応してしまう可能性がある。本実施形態では、このように積分的特性を除いたフィードバック補償器の演算を継続することにより、制御量の過敏な応答を抑制防止することができるのである。   Further, as described above, when the manipulated variable is saturated, the calculation of only the feedback compensator having the integral characteristic is stopped, and the calculation of the other feedback compensators is continued. As described above, the feedback compensator based on the modern control theory is separated and the integral characteristic is removed. Conversely, the feedback compensator also has a differential characteristic, that is, a phase advance characteristic. Therefore, stopping the entire feedback compensator may cause the feedback compensator having this differential characteristic to react sensitively when restarting the feedback compensator operation. In the present embodiment, by continuing the operation of the feedback compensator excluding the integral characteristic in this way, it is possible to suppress and prevent the sensitive response of the control amount.

さらに本発明では、車輪速度の計測精度が確保できると判断される場合(車速≧所定値V1、つまりセンサパルスのエッジを所定数以上検出した場合、ステップS4.5)にはバンドパスフィルタ処理による車輪加速度推定演算を実行し(ステップS5)、バンドパスフィルタ処理の出力が真値に収束したと判断される場合(車速≧所定値V1が設定時間T1以上継続、ステップS9.5)には、フィードフォワード補償器に加えてフィードバック補償器での演算も実行して2自由度制御本来の形で制御を行う。そうでない場合(前記条件が不成立)には、フィードフォワード補償器演算のみ実施する。このような制御内容とすることで、車両停止状態やそれに近い状態から発進加速を行う際にも加速度フィードバック制御をオーバーシュートや振動を起こすことなくスムーズに開始できる。尚、時間T1はバンドパスフィルタ処理による推定遅れを考慮して設定する。   Furthermore, in the present invention, when it is determined that the measurement accuracy of the wheel speed can be ensured (vehicle speed ≧ predetermined value V1, that is, when a predetermined number or more of sensor pulse edges are detected, step S4.5), the bandpass filter processing is performed. When wheel acceleration estimation calculation is executed (step S5) and it is determined that the output of the bandpass filter process has converged to a true value (vehicle speed ≧ predetermined value V1 continues for a set time T1 or more, step S9.5), In addition to the feedforward compensator, the feedback compensator is also operated to perform control in the original form of two-degree-of-freedom control. If not (the above condition is not satisfied), only the feedforward compensator calculation is performed. By adopting such control contents, acceleration feedback control can be started smoothly without causing overshoot or vibration even when starting acceleration is performed from a vehicle stop state or a state close thereto. The time T1 is set in consideration of the estimated delay due to the bandpass filter process.

このように、車両停止状態やそれに近い状態から発進加速を行う際には、まず、目標値に対する即応性に優れるフィードフォワード補償器のみで加速度制御を行い、次に車輪加速度の計測精度が得られ次第、フィードフォワード補償器+フィードバック補償器(2自由度制御)で加速度制御を行うので、即応性に加えて耐外乱性(様々な外乱の影響を抑制するフィードバック効果)が確保される。つまり、発進加速時においても目標加速度への実加速度の追従性が向上することにより本来の狙いである運転性の向上を実現できる。   In this way, when starting and accelerating from a vehicle stop state or a state close thereto, acceleration control is performed only with a feedforward compensator that is excellent in responsiveness to the target value, and then the measurement accuracy of wheel acceleration is obtained. As soon as the acceleration control is performed by the feedforward compensator + feedback compensator (2-degree-of-freedom control), disturbance resistance (feedback effect for suppressing the influence of various disturbances) is ensured in addition to quick response. That is, it is possible to improve the drivability, which is the original aim, by improving the followability of the actual acceleration to the target acceleration even during start acceleration.

この効果を図11を用いて説明すると、上段の従来の制御では発進時よりフィードフォワード補償器とフィードバック補償器とを用いて制御を実施するため、加速度目標値に対する推定値にオーバーシュートが生じ、発進加速時に車両が振動的になってしまい運転性が悪化する。   This effect will be described with reference to FIG. 11. In the conventional control in the upper stage, since control is performed using a feedforward compensator and a feedback compensator from the start, overshoot occurs in the estimated value for the acceleration target value, When the vehicle starts to accelerate, the vehicle becomes vibrated and the drivability deteriorates.

対して中段に示す本発明の制御では、まず車速が所定値V1に達するまでフィードフォワード補償器により制御を実施して加速度目標値に対する即応性を改善する。次に車速が所定値に達して、かつその状態が設定時間T1以上継続した時にフィードフォワード補償器とフィードバック補償器により制御とすることで前述のように運転性の悪化を防止することができる。   On the other hand, in the control of the present invention shown in the middle stage, first, the control is performed by the feedforward compensator until the vehicle speed reaches the predetermined value V1 to improve the responsiveness to the acceleration target value. Next, when the vehicle speed reaches a predetermined value and the state continues for the set time T1 or longer, control by the feedforward compensator and the feedback compensator can prevent deterioration of drivability as described above.

また、演算を開始したフィードバック補償器の出力値に、演算を開始してからの経過時間に伴ってゼロから1まで連続的に推移する係数(ゲイン)Kを乗じた値を、フィードフォワード補償器の出力に合算して最終的な操作量であるトルク指令値を演算する。このような制御により、フィードフォワード制御のみで加速している状態から、フィードフォワード制御+フィードバック制御で加速する状態に移行する際に、加速度段差を生じることなく一層スムーズに移行できる。例えば、登坂路で発進加速を行った際には、演算を開始したフィードバック補償器の出力は、登坂による影響を抑制するために勾配抵抗に見合った値を出力する。しかし、これをフィードフォワード補償器の出力に直接加えると、トルク指令値や実加速度に段差を生じかねない。従って、フィードバック補償器の出力をフィードフォワード補償器の出力に除々に加えることで段差なくスムーズに発進加速を実現できる。この制御内容の効果を図11の下段を用いて説明すると、車速V1に達した後、設定時間T1が経過したときにフィードフォワード制御からフィードフォワード制御+フィードバック制御に切り換えるが、このときに中断の図に示すように目標値とのズレ分による加速度の段差を運転者が感じることになり、運転性が悪化する。このため、フィードフォワード制御+フィードバック制御に切り換えるとともにフィードバック補償器の出力値をゲインKで補正し、トルク指令値とすることで、加速度の段差を抑制できる。   Further, a value obtained by multiplying the output value of the feedback compensator that has started the calculation by a coefficient (gain) K that continuously changes from zero to 1 with the elapsed time from the start of the calculation is obtained as a feedforward compensator. The torque command value, which is the final manipulated variable, is calculated by adding to the output of. By such control, when shifting from the state of accelerating only by feedforward control to the state of accelerating by feedforward control + feedback control, the transition can be made more smoothly without causing an acceleration step. For example, when starting acceleration is performed on an uphill road, the output of the feedback compensator that has started the calculation outputs a value commensurate with the gradient resistance in order to suppress the influence of the uphill. However, if this is added directly to the output of the feedforward compensator, a step may occur in the torque command value or actual acceleration. Therefore, by gradually adding the output of the feedback compensator to the output of the feedforward compensator, the start acceleration can be realized smoothly without a step. The effect of this control content will be explained using the lower part of FIG. 11. When the set time T1 elapses after reaching the vehicle speed V1, the feedforward control is switched to the feedforward control + feedback control. As shown in the figure, the driver feels a difference in acceleration due to the deviation from the target value, and the drivability deteriorates. For this reason, the step of acceleration can be suppressed by switching to feedforward control + feedback control and correcting the output value of the feedback compensator with the gain K to obtain the torque command value.

本発明は、車両の発進時の運転性を向上する駆動力制御装置であり、無段変速機を備えた車両に有用である。   The present invention is a driving force control device that improves drivability when a vehicle starts, and is useful for a vehicle including a continuously variable transmission.

本発明のフィードバック制御装置の一実施形態を示す加減速度フィードバック制御装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the acceleration / deceleration feedback control apparatus which shows one Embodiment of the feedback control apparatus of this invention. 図1の加減速度フィードバック制御装置のシステム構成図である。FIG. 2 is a system configuration diagram of the acceleration / deceleration feedback control device of FIG. 1. 図2のプラントモデルを示す構成図である。It is a block diagram which shows the plant model of FIG. 図2のフィードフォワード補償器の構成図である。It is a block diagram of the feedforward compensator of FIG. エンジン運転拘束マップである。It is an engine driving | operation restraint map. 図2のフィードバック補償器及びフィードフォワード補償器で行われる演算処理のフローチャートである。It is a flowchart of the arithmetic processing performed with the feedback compensator and feedforward compensator of FIG. 図6の演算処理に用いられる制御マップである。It is a control map used for the arithmetic processing of FIG. 図6の演算処理に用いられる制御マップである。It is a control map used for the arithmetic processing of FIG. 図6の演算処理に用いられる制御マップである。It is a control map used for the arithmetic processing of FIG. 図6の演算処理で行われるマイナプログラムのフローチャートである。It is a flowchart of the minor program performed by the arithmetic processing of FIG. フィードフォワード補償器+フィードバック補償器での制御の効果を示す図である。It is a figure which shows the effect of the control in a feedforward compensator + feedback compensator. 本発明の課題を説明する図である。It is a figure explaining the subject of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1はエンジン
2は無段変速機
3はトルクコンバータ
4は車輪
5は変速機コントローラ
6は加減速度コントローラ
7はエンジントルクコントローラ
11はスロットルアクチュエータ
12はスロットルバルブ
13はプライマリプーリ
14はセカンダリプーリ
16はロックアップクラッチ
31はフィードフォワード補償器
33はフィードバック補償器
1 is engine 2 is continuously variable transmission 3 is torque converter 4 is wheel 5 is transmission controller 6 is acceleration / deceleration controller 7 is engine torque controller 11 is throttle actuator 12 is throttle valve 13 is primary pulley 14 is secondary pulley 16 is locked Up clutch 31 is feedforward compensator 33 is feedback compensator

Claims (3)

車両の運転状態に基づいて車両の目標加減速度を設定する目標加減速度設定手段と、
目標加減速度から車両へのフィードフォワード操作量を出力するフィードフォワード補償器と、
車両の車輪速度から推定した車両の推定加減速度と目標加減速度との差から車両へのフィードバック操作量を出力するフィードバック補償器と、
前記フィードフォワード操作量と前記フィードバック操作量とに基づいて車両への操作量を設定する操作量設定手段と、
を備えた車両用駆動力制御装置において、
車両の車輪速度が所定速度を超えない場合には、前記フィードバック操作量に基づく車両への操作量の設定を禁止し、前記フィードフォワード操作量のみで車両への操作量を設定するフィ−ドバック操作量禁止手段を備えたことを特徴とする車両用駆動力制御装置。
Target acceleration / deceleration setting means for setting the target acceleration / deceleration of the vehicle based on the driving state of the vehicle;
A feedforward compensator that outputs a feedforward manipulated variable from the target acceleration / deceleration to the vehicle;
A feedback compensator that outputs a feedback operation amount to the vehicle from a difference between the estimated acceleration / deceleration of the vehicle estimated from the wheel speed of the vehicle and the target acceleration / deceleration;
An operation amount setting means for setting an operation amount to the vehicle based on the feedforward operation amount and the feedback operation amount;
In a vehicle driving force control device comprising:
When the vehicle wheel speed does not exceed a predetermined speed, the setting of the operation amount to the vehicle based on the feedback operation amount is prohibited, and the feedback operation to set the operation amount to the vehicle only by the feedforward operation amount A vehicle driving force control apparatus comprising a quantity prohibiting means.
前記フィ−ドバック操作量禁止手段は、車両の車輪速度が所定速度を超えてから第1所定時間経過するまでは前記フィードフォワード操作量のみで車両への操作量を設定することを特徴とする請求項1に記載の車両用駆動力制御装置。   The feedback operation amount prohibiting means sets an operation amount to the vehicle only by the feedforward operation amount until a first predetermined time elapses after the wheel speed of the vehicle exceeds a predetermined speed. Item 2. The vehicle driving force control device according to Item 1. ゼロから段階的にフィードバック操作量に収束されるよう前記フィードバック操作量を補正してこの補正フィードバック操作量を出力するフィードバック操作量補正手段を備え、
前記フィードバック操作量禁止手段によるフィードバック操作量に基づく車両への操作量の設定禁止が解除されてからの第2所定時間は、前記補正フィードバック操作量と前記フィードフォワード操作量とに基づいて車両への操作量を設定することを特徴とする請求項2に記載の車両用駆動力制御装置。
A feedback manipulated variable correcting means for correcting the feedback manipulated variable so as to converge to the feedback manipulated variable step by step and outputting the corrected feedback manipulated variable;
The second predetermined time after the prohibition of setting of the operation amount to the vehicle based on the feedback operation amount by the feedback operation amount prohibiting means is released based on the corrected feedback operation amount and the feedforward operation amount. The vehicle driving force control device according to claim 2, wherein an operation amount is set.
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