JP2016018425A - Disturbance suppression control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御対象に対して印加される外乱を抑制する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for suppressing disturbance applied to an object to be controlled.
制御対象に加わる外乱を、制御対象への制御入力、制御量検出値、および制御対象数式モデルから推定し、推定した値を用いて制御入力を補正する装置が知られている(特許文献1参照)。 There is known an apparatus that estimates a disturbance applied to a control target from a control input to the control target, a control amount detection value, and a control target mathematical model, and corrects the control input using the estimated value (see Patent Document 1). ).
特許文献1に開示されている装置では、外乱推定値にフィルタ処理を施した値を制御入力にフィードバックしている。ここで、フィルタ処理の時定数を小さくすることで、加わる外乱に対して外乱推定値を遅れなく求めることが可能となるが、時定数を小さくし過ぎると、制御系が不安定になり発散してしまう。従って、フィルタ処理の時定数は発散しない程度の値に設定する必要があるが、外乱の加わり方によっては、推定遅れにより精度良く外乱を抑制することができなくなる。
In the device disclosed in
本発明は、制御対象に対して印加される外乱を精度良く抑制することを目的とする。 An object of this invention is to suppress the disturbance applied with respect to a control object accurately.
本発明による外乱抑制制御装置は、制御対象に対して印加される、正負どちらか一方向に単調増加する外乱を抑制する装置であって、制御対象の制御結果を検出し、制御対象に対する制御指令値と、制御対象の制御結果とに基づいて、外乱を推定する。外乱が正方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最大値を保持し、外乱が負方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最小値を保持し、保持している値に基づいて、制御対象に対する制御指令値を補正する。 A disturbance suppression control device according to the present invention is a device that suppresses a disturbance that is applied to a controlled object and monotonously increases in either positive or negative direction, detects a control result of the controlled object, and controls a control command for the controlled object. The disturbance is estimated based on the value and the control result of the control target. If the disturbance is monotonically increasing in the positive direction, the estimated maximum value of the disturbance is retained, and if the disturbance is monotonically increasing in the negative direction, the estimated minimum value of the disturbance is retained and retained. The control command value for the controlled object is corrected based on the value that is being controlled.
本発明によれば、外乱が正方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最大値を保持し、外乱が負方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最小値を保持して、保持している値に基づいて制御対象に対する制御指令値を補正するので、制御系の発散なく外乱を抑制することができる。これにより、外乱に対して十分速い(小さい)時定数の外乱オブザーバを用いることができるので、外乱を正確に推定することができ、精度良く外乱を抑制することができる。 According to the present invention, when the disturbance is monotonically increasing in the positive direction, the estimated maximum value of the disturbance is held, and when the disturbance is monotonically increasing in the negative direction, the estimated minimum value of the disturbance is retained. Since the control command value for the control target is corrected based on the held value, disturbance can be suppressed without divergence of the control system. As a result, a disturbance observer with a sufficiently fast (small) time constant with respect to the disturbance can be used, so that the disturbance can be accurately estimated and the disturbance can be suppressed with high accuracy.
<第1の実施形態>
以下では、本発明による外乱抑制制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した例について説明する。
<First Embodiment>
Below, the example which applied the disturbance suppression control apparatus by this invention to the parallel hybrid vehicle is demonstrated.
図1は、パラレルハイブリッド車両の主要構成を示す図である。このハイブリッド車両は、駆動用モータ1、エンジン2、第1クラッチ(乾式クラッチ)3、第2クラッチ(湿式クラッチ)4、変速機5、始動用モータ6、第2クラッチ入力回転数センサ7、第2クラッチ出力回転数センサ8、インバータ9、バッテリー10、アクセルポジションセンサ(図では、アクセルセンサと表記)11、エンジン回転数センサ12、クラッチ油温センサ13、ストローク位置センサ14、統合コントローラ15、変速機コントローラ16、クラッチコントローラ17、エンジンコントローラ18、モータコントローラ19、およびバッテリーコントローラ20を備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating a main configuration of a parallel hybrid vehicle. This hybrid vehicle includes a
駆動用モータ1は、交流同期モータであり、駆動トルク制御によって駆動され、また、回生ブレーキ制御によって回生運転が行われる。回生運転によって得られるエネルギーは、バッテリー10に回収される。
The
エンジン2は、希薄燃焼可能なエンジンであり、エンジンコントローラ18によって、エンジントルクがエンジントルク指令値と一致するように制御される。
The
第1クラッチ3は、駆動用モータ1とエンジン2の間に設けられ、駆動用モータ1とエンジン2との間の締結/解放を行う。第1クラッチ3が締結状態なら駆動用モータトルクとエンジントルクが第2クラッチ4へと伝達され、第1クラッチ3が開放状態なら駆動用モータトルクのみが第2クラッチ4へと伝達される。
The
第2クラッチ4は、駆動用モータ1と変速機5の間に設けられ、クラッチ油圧(押付力)に応じて伝達トルク(クラッチトルク容量)が発生することにより、駆動用モータ1と変速機5との間の締結/解放を行う。第2クラッチ4が締結されることにより、第1クラッチ3の締結時には、変速機5を介してエンジン2および駆動用モータ1から出力されたトルクが駆動輪へと伝達され、第1クラッチ3の解放時には、変速機5を介して駆動用モータ1から出力されたトルクのみが駆動輪へと伝達される。
The second clutch 4 is provided between the
変速機5は、有段であり複数の遊星歯車から構成される。変速機5の内部のクラッチおよびブレーキをそれぞれ締結/解放して力の伝達経路を変えることにより変速する。ただし、変速機5が有段変速機に限定されることはなく、無段変速機であってもよい。
The
始動用モータ6は、エンジン2を始動するためのモータであり、エンジン始動に必要なクランキングトルクをエンジン2に伝達する。
The starter motor 6 is a motor for starting the
第2クラッチ入力回転数センサ7は、第2クラッチ入力(駆動用モータ)の位置および回転数センサであり、第2クラッチ4の入力回転数を検出する。 The second clutch input rotation speed sensor 7 is a position and rotation speed sensor of the second clutch input (drive motor), and detects the input rotation speed of the second clutch 4.
第2クラッチ出力回転数センサ8は、第2クラッチ4の出力回転数を検出する。 The second clutch output rotational speed sensor 8 detects the output rotational speed of the second clutch 4.
インバータ9は、高電圧インバータであり、バッテリー10の直流電流を交流電流に変換して駆動用モータ1に供給する。
The inverter 9 is a high voltage inverter, converts the direct current of the
バッテリー10は高電圧バッテリーであり、インバータ9を介して駆動用モータ1に電流を供給するとともに、駆動用モータ1からの回生エネルギーを蓄積する。
The
アクセルポジションセンサ11は、アクセル開度を検出する。 The accelerator position sensor 11 detects the accelerator opening.
エンジン回転数センサ12は、エンジン回転数を検出する。
The
クラッチ油温センサ13は、クラッチの油温を検出する。
The clutch
ストローク位置センサ14は、第1クラッチ3のストローク位置を検出する。
The
統合コントローラ15は、バッテリー10の状態、アクセル開度、および車速(変速機出力回転数に同期した値)に基づいて目標駆動トルクを演算し、演算結果に基づいて各アクチュエータ(駆動用モータ1、エンジン2、第1クラッチ3、第2クラッチ4、変速機5、始動用モータ6)に対する指令値を演算して、後述する各コントローラへ送信する。
The integrated
変速機コントローラ16は、統合コントローラ15から入力される変速指令を達成するように、変速機5の変速制御を行う。
The
クラッチコントローラ17は、統合コントローラ15から入力される各クラッチ油圧(電流)指令値に対してクラッチ油圧(電流)指令値を実現するように、ソレノイドバルブの電流を制御する。
The
エンジンコントローラ18は、統合コントローラ15から入力されるエンジントルク指令値に基づいて、スロットルアクチュエータによる吸入空気量と、インジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期を操作することにより、エンジントルクがエンジントルク指令値と一致するようにエンジン2を制御する。
Based on the engine torque command value input from the integrated
モータコントローラ19は、駆動用モータ1と始動用モータ6の制御を行う。モータコントローラ19は、統合コントローラ15から入力されるモータトルク指令値に基づいて駆動用モータ1のモータトルクを制御し、また、統合コントローラ15から入力されるエンジン始動要求に基づいて、始動用モータ6のモータトルクを制御して、エンジン2を始動する。
The
バッテリーコントローラ20は、バッテリー10の充電状態を管理し、その情報を統合コントローラ15へ送信する。
The
図2は、モータトルク指令値に基づいて、駆動用モータ1を制御するブロック構成図である。ここでは、第2クラッチ4を完全に締結して駆動用モータ1のみで走行している状態において、エンジンクランキングのために第1クラッチ3にトルク容量を発生させる状況を想定する。従来の制御装置では、第1クラッチ3にトルク容量が発生すると、エンジン2には回転数を上昇させる方向のトルクが加わり、駆動用モータ1には同じ大きさで減速方向のトルクが加わる。従って、ドライバは減速方向の加速度を違和感として感じる。
FIG. 2 is a block configuration diagram for controlling the
図2において、リミッタ21は、後述するモータトルク指令値Tm’に対して、上下限リミット処理を施して、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを出力する。
In FIG. 2, a
制御対象である車両モデルGp(s)を表す制御ブロック23には、加算器22によってリミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limと、第1クラッチ3の締結による外乱とが加算された値が入力される。第1クラッチ3の締結による外乱は、正方向に単調増加する外乱である。車両モデルGp(s)は、次式(1)により表される。
The
ローパスフィルタ24は、次式(2)で示す伝達特性H(s)を有し、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを入力してフィルタリング処理を行う。式(2)中のτhは時定数であり、印加される外乱に対して十分速い(小さい)値を設定する。
The low-
制御ブロック25は、H(s)/Gp(s)なる伝達特性を有するフィルタであり、検出された駆動用モータ1の回転数を入力して、フィルタリング処理を行う。
The
減算器26は、制御ブロック25の出力からローパスフィルタ24の出力を減算し、減算結果であるTrbstを出力する。減算結果Trbstは、外乱の推定値である。
The
制御ブロック27は、減算器26から入力されるTrbstの最大値を保持し、保持している最大値をTestとして出力する。
The
減算器28は、モータトルク指令値Tmから、制御ブロック27の出力値Testを減算し、減算結果Tm’を出力する。
The
図3は、リミッタ21がリミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを出力するまでの処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a process flow until the
ステップS31において、ローパスフィルタ24は、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを入力してフィルタリング処理を行う。
In step S31, the
ステップS32において、制御ブロック25は、検出された駆動用モータ1の回転数を入力して、フィルタリング処理を行う。
In step S32, the
ステップS33において、減算器26は、制御ブロック25の出力からローパスフィルタ24の出力を減算し、減算結果であるTrbstを出力する。
In step S33, the
ステップS34において、制御ブロック27は、減算器26から入力されるTrbstの最大値を保持し、保持している最大値をTestとして出力する。
In step S34, the
ステップS35において、減算器28は、モータトルク指令値Tmから、制御ブロック27の出力値Testを減算し、減算結果Tm’を出力する。
In step S35, the
ステップS36において、リミッタ21は、モータトルク指令値Tm’に対して、上下限リミット処理を施して、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを出力する。
In step S36, the
図4は、第1の実施形態における外乱抑制制御装置の制御結果を示す図である。図4の上のグラフは、第1クラッチ3の締結によるクラッチ締結外乱トルク(Nm)を表し、図4の下のグラフは車両の前後加速度(m/s2)を示している。ここでは、時刻t1とt2の間で、クラッチ締結外乱として、時定数0.1(s)で発生する外乱トルク300(Nm)を印加し、その時の車両の前後加速度を示している。図4において、実線は本実施形態における外乱抑制制御装置の制御結果を示し、点線は図2のローパスフィルタ24、制御ブロック25、減算器26、および制御ブロック27を備えていない従来の制御装置の制御結果を示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating a control result of the disturbance suppression control device according to the first embodiment. The upper graph in FIG. 4 represents the clutch engagement disturbance torque (Nm) due to the engagement of the
従来の制御装置では、クラッチ締結外乱トルクが入力されることにより、大きい加速度が発生してしまう。これに対して、本実施形態における外乱抑制制御装置によれば、クラッチ締結外乱トルクが入力された場合でも、車両の前後方向における加速度の発生が抑制されている。 In the conventional control device, a large acceleration is generated by inputting the clutch engagement disturbance torque. On the other hand, according to the disturbance suppression control apparatus in the present embodiment, the occurrence of acceleration in the longitudinal direction of the vehicle is suppressed even when clutch engagement disturbance torque is input.
なお、上述した説明では、正方向に単調増加する外乱が印加される場合の制御について説明したが、負方向に単調増加する外乱が印加される場合でも、外乱を精度良く抑制することができる。 In the above description, control in the case where a disturbance that monotonously increases in the positive direction is applied has been described. However, even when a disturbance that monotonously increases in the negative direction is applied, the disturbance can be accurately suppressed.
図5は、負方向に単調増加する外乱が印加される構成において、モータトルク指令値に基づいて、駆動用モータ1を制御するブロック構成図である。図5において、図2に示すブロック構成図と同じ構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
FIG. 5 is a block configuration diagram for controlling the driving
図5に示す構成では、図2に示す制御ブロック27の代わりに、制御ブロック81が設けられている。制御ブロック81は、減算器26から入力されるTrbstの最小値を保持し、保持している最小値をTestとして出力する。この場合も、印加される外乱を精度良く抑制することができる。
In the configuration shown in FIG. 5, a
以上、第1の実施形態における外乱抑制制御装置は、制御対象に対して印加される、正負どちらか一方向に単調増加する外乱を抑制する装置であって、制御対象の制御結果を検出し、制御対象に対する制御指令値(モータトルク指令値Tm’lim)と制御対象の制御結果(駆動用モータ1の回転数)とに基づいて、外乱を推定する。外乱が正方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最大値を保持し、外乱が負方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最小値を保持し、保持している値に基づいて、制御対象に対する制御指令値を補正する。外乱が正方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最大値を保持し、外乱が負方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最小値を保持して、保持している値に基づいて制御対象に対する制御指令値を補正するので、制御系の発散なく外乱を抑制することができる。これにより、外乱に対して十分速い(小さい)時定数の外乱オブザーバを用いることができるので、外乱を正確に推定することができ、精度良く外乱を抑制することができる。 As described above, the disturbance suppression control device according to the first embodiment is a device that suppresses disturbance that is applied to a controlled object and monotonously increases in either positive or negative direction, detects a control result of the controlled object, The disturbance is estimated based on the control command value (motor torque command value Tm ′ lim ) for the control target and the control result of the control target (the rotation speed of the drive motor 1). If the disturbance is monotonically increasing in the positive direction, the estimated maximum value of the disturbance is retained, and if the disturbance is monotonically increasing in the negative direction, the estimated minimum value of the disturbance is retained and retained. The control command value for the controlled object is corrected based on the value that is being controlled. If the disturbance is monotonically increasing in the positive direction, the estimated maximum value of the disturbance is retained, and if the disturbance is monotonically increasing in the negative direction, the estimated minimum value of the disturbance is retained and retained. Since the control command value for the controlled object is corrected based on the value being controlled, disturbance can be suppressed without divergence of the control system. As a result, a disturbance observer with a sufficiently fast (small) time constant with respect to the disturbance can be used, so that the disturbance can be accurately estimated and the disturbance can be suppressed with high accuracy.
外乱が正方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最大値を保持し、外乱が負方向に単調増加するものである場合は、推定した外乱の最小値を保持して、保持している値に基づいて制御対象に対する制御指令値を補正することにより、制御系の発散なく外乱を抑制することができる理由について説明しておく。制御において、フィードフォワード補償は、フィードバック制御の安定性に影響を与えないことが知られている。推定した外乱をそのまま用いて制御指令値の補正に用いる構成では、フィードバック補償となるため、制御の安定性に影響を与えるが、本実施形態のように、推定した外乱の最大値または最小値を保持して制御指令値を補正することでフィードフォワード補償として扱うことができるので、安定性に影響を与えることがなくなる。 If the disturbance is monotonically increasing in the positive direction, the estimated maximum value of the disturbance is retained, and if the disturbance is monotonically increasing in the negative direction, the estimated minimum value of the disturbance is retained and retained. The reason why the disturbance can be suppressed without divergence of the control system by correcting the control command value for the control target based on the value being controlled. In control, it is known that feedforward compensation does not affect the stability of feedback control. In the configuration that uses the estimated disturbance as it is to correct the control command value, it becomes feedback compensation and affects the stability of the control.However, as in this embodiment, the estimated disturbance maximum value or minimum value is used. By holding and correcting the control command value, it can be handled as feedforward compensation, so that stability is not affected.
<第2の実施形態>
図6は、第2の実施形態における外乱抑制制御装置において、モータトルク指令値に基づいて、駆動用モータ1を制御するブロック構成図である。図2に示すブロック構成図と同じ構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。また、上述したように、第1クラッチ3の締結による外乱は、正方向に単調増加する外乱である。
<Second Embodiment>
FIG. 6 is a block configuration diagram for controlling the
ローパスフィルタ24は、第1の実施形態におけるローパスフィルタ24と同じであり、伝達特性H(s)は、式(2)で表される。ただし、式(2)中の時定数τhは、制御系の安定要素を考慮して適切な値を設定する。
The low-
ローパスフィルタ24、制御ブロック25、および、減算器26は、制御系の安定性を考慮して形成された外乱オブザーバを構成する。この外乱オブザーバは、既存の外乱オブザーバを用いることができ、以下では第1の外乱オブザーバと呼ぶ。
The low-
ローパスフィルタ51は、次式(3)で示す伝達特性H2(s)を有し、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを入力してフィルタリング処理を行う。式(3)中のτh2は時定数であり、印加される外乱に対して十分速い(小さい)値を設定する。
制御ブロック52は、制御ブロック25と同様に、H(s)/Gp(s)なる伝達特性を有するフィルタであり、検出された駆動用モータ1の回転数を入力して、フィルタリング処理を行う。
Similar to the
減算器53は、制御ブロック52の出力からローパスフィルタ51の出力を減算し、減算結果であるTrbst2を出力する。減算結果Trbst2は、外乱の推定値である。
The
ローパスフィルタ51、制御ブロック52、および、減算器53は、印加される外乱に対して十分速い(小さい)時定数の外乱オブザーバであり、以下では第2の外乱オブザーバと呼ぶ。
The low-
制御ブロック54は、減算器53から入力されるTrbst2の最大値を保持し、保持している最大値をTmaxとして出力する。
The
ハイパスフィルタ55は、入力値の位相を進める機能を有しており、次式(4)で示す伝達特性H3(s)を有し、制御ブロック54の出力値Tmaxを入力してフィルタリング処理を行う。すなわち、制御ブロック54の出力値Tmaxの位相を進めて出力する。式(4)中のτh3は時定数であり、ここでは、式(2)中の時定数τhと同じ値とする。
The
加算器56は、減算器26の減算結果Trbstと、制御ブロック55の出力Thpfを加算し、加算結果Testを出力する。
The
本実施形態では、既存の外乱オブザーバである第1の外乱オブザーバによって推定された外乱を用いてモータトルク指令値を補正するが、第1の外乱オブザーバの時定数は、制御系の安定性を考慮して値が設定されているため、外乱に対して十分速い(小さい)値ではなく、外乱推定に遅れが生じる。従って、第1の外乱オブザーバと併用して、外乱に対して十分速い(小さい)時定数の第2の外乱オブザーバを用いるが、第2の外乱オブザーバによって推定された外乱をそのまま用いると、外乱補償が過補償になってしまう。このため、第2の外乱オブザーバによって推定された外乱の最大値Tmaxに対して位相を進める機能を有するハイパスフィルタ55を用いる。すなわち、ハイパスフィルタ55の時定数に従って、第2の外乱オブザーバによって推定された外乱の最大値Tmaxは最終的に0となるので、外乱補償が二重になるのを防ぐことができる。
In this embodiment, the motor torque command value is corrected using the disturbance estimated by the first disturbance observer which is an existing disturbance observer. However, the time constant of the first disturbance observer considers the stability of the control system. Since the value is set, the value is not sufficiently fast (small) with respect to the disturbance, and the disturbance estimation is delayed. Therefore, in combination with the first disturbance observer, the second disturbance observer having a sufficiently fast (small) time constant with respect to the disturbance is used. If the disturbance estimated by the second disturbance observer is used as it is, the disturbance compensation is performed. Will be overcompensated. For this reason, the high-
また、第1の外乱オブザーバの時定数(外乱推定時定数)τhと、ハイパスフィルタ55の時定数(位相進み時定数)とを一致させることにより、理想的な状態では、ハイパスフィルタ55の出力値は、第1の外乱オブザーバによって推定された外乱と、実外乱との差となる。すなわち、ハイパスフィルタ55の出力は、第1の外乱オブザーバの外乱推定遅れを補う値となるので、本実施形態の構成によれば、完全に外乱を打ち消すことができる。
Also, by matching the time constant (disturbance estimation time constant) τ h of the first disturbance observer with the time constant (phase advance time constant) of the high-
図7は、第2の実施形態における電動車両の制御装置において、リミッタ21がリミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを出力するまでの処理の流れを示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a process flow until the
ステップS61において、ローパスフィルタ24は、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを入力してフィルタリング処理を行う。
In step S61, the low-
ステップS62において、制御ブロック25は、検出された駆動用モータ1の回転数を入力して、フィルタリング処理を行う。
In step S62, the
ステップS63において、減算器26は、制御ブロック25の出力からローパスフィルタ24の出力を減算し、減算結果であるTrbstを出力する。
In step S63, the
ステップS64において、ローパスフィルタ51は、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを入力してフィルタリング処理を行う。
In step S64, the low-
ステップS65において、制御ブロック52は、検出された駆動用モータ1の回転数を入力して、フィルタリング処理を行う。
In step S65, the
ステップS66において、減算器53は、制御ブロック52の出力からローパスフィルタ51の出力を減算し、減算結果であるTrbst2を出力する。
In step S66, the
ステップS67において、制御ブロック54は、減算器53から入力されるTrbst2の最大値を保持し、保持している最大値をTmaxとして出力する。
In step S67, the
ステップS68において、ハイパスフィルタ55は、制御ブロックの出力値Tmaxを入力してフィルタリング処理を行う。
In step S68, the
ステップS69において、加算器56は、減算器26の減算結果Trbstと、制御ブロック55の出力Thpfを加算し、加算結果Testを出力する。
In step S69, the
ステップS70において、減算器28は、モータトルク指令値Tmから、制御ブロック27の出力値Testを減算し、減算結果Tm’を出力する。
In step S70, the
ステップS71において、リミッタ21は、モータトルク指令値Tm’に対して、上下限リミット処理を施して、リミッタ処理後のモータトルク指令値Tm’limを出力する。
In step S71, the
図8は、第2の実施形態における外乱抑制制御装置の制御結果を示す図である。図8の上のグラフは、第1クラッチ3の締結によるクラッチ締結外乱トルク(Nm)を表し、図8の下のグラフは車両の前後加速度(m/s2)を示している。ここでは、時刻t1とt2の間で、クラッチ締結外乱として、時定数0.1(s)で発生する外乱トルク300(Nm)を印加し、その時の車両の前後加速度を示している。図8において、実線は本実施形態における外乱抑制制御装置の制御結果を示し、点線は図6のローパスフィルタ51、制御ブロック52、減算器53、制御ブロック54、ハイパスフィルタ55を備えていない従来の制御装置の制御結果を示している。
FIG. 8 is a diagram illustrating a control result of the disturbance suppression control device according to the second embodiment. The upper graph in FIG. 8 represents the clutch engagement disturbance torque (Nm) due to the engagement of the
従来の制御装置でも、第1の外乱オブザーバによって推定された外乱を用いてモータトルク指令値Tmを補正するが、第1の外乱オブザーバの時定数は、制御系の安定性を考慮して値が設定されているため、外乱に対して十分速い(小さい)値ではなく、外乱推定に遅れが生じる。このため、クラッチ締結外乱トルクが入力されることにより、車両の前後方向における加速度が生じてしまう。これに対して、本実施形態における外乱抑制制御装置によれば、クラッチ締結外乱トルクが入力された場合に、従来の制御装置と比べて、車両の前後方向における加速度の発生が抑制されている。 Even in the conventional control device, the motor torque command value Tm is corrected using the disturbance estimated by the first disturbance observer. However, the time constant of the first disturbance observer is a value that takes into account the stability of the control system. Since it is set, the value is not sufficiently fast (small) with respect to the disturbance, and a delay occurs in the disturbance estimation. For this reason, when the clutch engagement disturbance torque is input, acceleration in the longitudinal direction of the vehicle occurs. On the other hand, according to the disturbance suppression control apparatus in the present embodiment, when clutch engagement disturbance torque is input, the generation of acceleration in the longitudinal direction of the vehicle is suppressed as compared with the conventional control apparatus.
なお、第1の実施形態における外乱抑制制御装置による制御結果と、第2の実施形態における外乱抑制制御装置による制御結果とは、理想状態では一致する。 In addition, the control result by the disturbance suppression control device in the first embodiment and the control result by the disturbance suppression control device in the second embodiment match in an ideal state.
上述した説明では、正方向に単調増加する外乱が印加される場合の制御について説明したが、負方向に単調増加する外乱が印加される場合でも、外乱を精度良く抑制することができる。 In the above description, the control in the case where a disturbance that monotonously increases in the positive direction is applied has been described. However, even when the disturbance that monotonously increases in the negative direction is applied, the disturbance can be accurately suppressed.
図9は、負方向に単調増加する外乱が印加される構成において、モータトルク指令値に基づいて、駆動用モータ1を制御するブロック構成図である。図9において、図6に示すブロック構成図と同じ構成要素については、同一の符号を付して詳しい説明は省略する。
FIG. 9 is a block configuration diagram for controlling the driving
図9に示す構成では、図6に示す制御ブロック54の代わりに、制御ブロック91が設けられている。制御ブロック91は、減算器53から入力されるTrbst2の最小値を保持し、保持している最小値をTminとして出力する。この場合も、印加される外乱を精度良く抑制することができる。
In the configuration shown in FIG. 9, a
以上、第2の実施形態における外乱抑制制御装置によれば、制御対象に対して印加される、正負どちらか一方向に単調増加する外乱を抑制する装置であって、制御対象の制御結果を検出し、制御対象に対する制御指令値(モータトルク指令値Tm’lim)と、制御対象の制御結果(駆動用モータ1の回転数)とに基づいて、外乱を推定する第1の外乱オブザーバと、第1の外乱オブザーバよりも外乱推定速度が速く、制御対象に対する制御指令値(モータトルク指令値Tm’lim)と、制御対象の制御結果(駆動用モータ1の回転数)とに基づいて、外乱を推定する第2の外乱オブザーバとを備える。この外乱抑制制御装置はさらに、外乱が正方向に単調増加するものである場合は、第2の外乱オブザーバによって推定された外乱の最大値を保持し、外乱が負方向に単調増加するものである場合は、第2の外乱オブザーバによって推定された外乱の最小値を保持する保持手段としての制御ブロック54と、保持されている値の位相を進めるハイパスフィルタ55と、ハイパスフィルタ55によって位相が進められた値、および第1の外乱オブザーバによって推定された外乱に基づいて、制御対象に対する制御指令値を補正する減算器28とを備える。これにより、既存の外乱オブザーバである第1の外乱オブザーバを用いた構成とする場合でも、第1の外乱オブザーバよりも外乱推定速度が速い第2の外乱オブザーバを用いて、精度良く外乱を抑制することができる。また、第2の外乱オブザーバによって推定された外乱の最大値または最小値を保持し、保持された値に対して位相を進めるので、第1の外乱オブザーバによって推定された外乱を用いた補償と、第2の外乱オブザーバによって推定された外乱を用いた補償とが重複するのを防ぐことができる。
As mentioned above, according to the disturbance suppression control apparatus in 2nd Embodiment, it is an apparatus which suppresses the disturbance which is applied with respect to a control object and monotonously increases in any one direction of positive or negative, Comprising: The control result of a control object is detected A first disturbance observer for estimating a disturbance based on a control command value (motor torque command value Tm ′ lim ) for the controlled object and a control result (the rotational speed of the driving motor 1) of the controlled object; The disturbance estimation speed is faster than the disturbance observer of 1, and the disturbance is determined based on the control command value (motor torque command value Tm ′ lim ) for the controlled object and the control result of the controlled object (the rotational speed of the driving motor 1). A second disturbance observer for estimation. The disturbance suppression control apparatus further maintains the maximum value of the disturbance estimated by the second disturbance observer when the disturbance monotonically increases in the positive direction, and the disturbance monotonously increases in the negative direction. In this case, the phase is advanced by the
また、第1の外乱オブザーバの外乱推定時定数τhと、ハイパスフィルタ55の位相進み時定数τh3とを同じ値とする。これにより、理想的な状態では、ハイパスフィルタ55の出力値は、第1の外乱オブザーバによって推定された外乱と、実外乱との差となる。すなわち、ハイパスフィルタ55の出力は、第1の外乱オブザーバの外乱推定遅れを補う値となるので、理想的な状態では、完全に外乱を打ち消すことができる。
Further, the disturbance estimation time constant τ h of the first disturbance observer and the phase advance time constant τ h3 of the high-
本発明は、上述した実施形態に限定されることはない。例えば、上述した実施形態では、本発明による外乱抑制制御装置をパラレルハイブリッド車両に適用した例について説明したが、制御対象は車両に限定されることはなく、正負どちらか一方向に単調増加する外乱が制御対象に印加される様々なシステムに適用することができる。 The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in the above-described embodiment, the example in which the disturbance suppression control device according to the present invention is applied to a parallel hybrid vehicle has been described. However, the control target is not limited to the vehicle, and the disturbance monotonously increases in either positive or negative direction. Can be applied to various systems in which is applied to a controlled object.
1…駆動用モータ
7…第2クラッチ入力回転数センサ(検出手段)
19…モータコントローラ
24…ローパスフィルタ(外乱推定手段、第1の外乱推定手段)
25…制御ブロック(外乱推定手段、第1の外乱推定手段)
26…減算器(外乱推定手段、第1の外乱推定手段)
27…制御ブロック(保持手段)
28…減算器(補正手段)
51…ローパスフィルタ(第2の外乱推定手段)
52…制御ブロック(第2の外乱推定手段)
53…減算器(第2の外乱推定手段)
54…制御ブロック(保持手段)
55…ハイパスフィルタ(位相変更手段)
56…加算器(補正手段)
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
25 ... Control block (disturbance estimation means, first disturbance estimation means)
26 ... Subtractor (disturbance estimation means, first disturbance estimation means)
27 ... Control block (holding means)
28: Subtractor (correction means)
51. Low pass filter (second disturbance estimating means)
52... Control block (second disturbance estimating means)
53. Subtracter (second disturbance estimating means)
54 ... Control block (holding means)
55. High pass filter (phase changing means)
56. Adder (correction means)
Claims (3)
前記制御対象の制御結果を検出する検出手段と、
前記制御対象に対する制御指令値と、前記制御対象の制御結果とに基づいて、前記外乱を推定する外乱推定手段と、
前記外乱が正方向に単調増加するものである場合は、前記外乱推定手段によって推定された外乱の最大値を保持し、前記外乱が負方向に単調増加するものである場合は、前記外乱推定手段によって推定された外乱の最小値を保持する保持手段と、
前記保持手段で保持している値に基づいて、前記制御対象に対する制御指令値を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする外乱抑制制御装置。 A disturbance suppression control device that suppresses disturbance that is applied to a controlled object and increases monotonically in either positive or negative direction,
Detecting means for detecting a control result of the control object;
Disturbance estimation means for estimating the disturbance based on a control command value for the control object and a control result of the control object;
When the disturbance is monotonically increasing in the positive direction, the maximum value of the disturbance estimated by the disturbance estimating means is held, and when the disturbance is monotonically increasing in the negative direction, the disturbance estimating means Holding means for holding the minimum value of the disturbance estimated by
Correction means for correcting a control command value for the control object based on a value held by the holding means;
A disturbance suppression control apparatus comprising:
前記制御対象の制御結果を検出する検出手段と、
前記制御対象に対する制御指令値と、前記制御対象の制御結果とに基づいて、前記外乱を推定する第1の外乱推定手段と、
前記第1の外乱推定手段よりも外乱推定速度が速く、前記制御対象に対する制御指令値と、前記制御対象の制御結果とに基づいて、前記外乱を推定する第2の外乱推定手段と、
前記外乱が正方向に単調増加するものである場合は、前記第2の外乱推定手段によって推定された外乱の最大値を保持し、前記外乱が負方向に単調増加するものである場合は、前記第2の外乱推定手段によって推定された外乱の最小値を保持する保持手段と、
前記保持手段で保持されている値の位相を進める位相変更手段と、
前記位相変更手段によって位相が進められた値と、前記第1の外乱推定手段によって推定された外乱とに基づいて、前記制御対象に対する制御指令値を補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする外乱抑制制御装置。 A disturbance suppression control device that suppresses disturbance that is applied to a controlled object and increases monotonically in either positive or negative direction,
Detecting means for detecting a control result of the control object;
First disturbance estimation means for estimating the disturbance based on a control command value for the control target and a control result of the control target;
A second disturbance estimation means for estimating the disturbance based on a control command value for the control object and a control result of the control object, the disturbance estimation speed being faster than that of the first disturbance estimation means;
When the disturbance is monotonically increasing in the positive direction, the maximum value of the disturbance estimated by the second disturbance estimating means is held, and when the disturbance is monotonically increasing in the negative direction, Holding means for holding a minimum value of the disturbance estimated by the second disturbance estimating means;
Phase changing means for advancing the phase of the value held by the holding means;
Correction means for correcting a control command value for the controlled object based on a value whose phase is advanced by the phase changing means and a disturbance estimated by the first disturbance estimating means;
A disturbance suppression control apparatus comprising:
前記第1の外乱推定手段の外乱推定時定数と、前記位相変更手段の位相進み時定数とを同じ値とする、
ことを特徴とする外乱抑制制御装置。 In the disturbance suppression control device according to claim 2,
The disturbance estimation time constant of the first disturbance estimation unit and the phase advance time constant of the phase change unit are set to the same value,
Disturbance suppression control device characterized by that.
Priority Applications (1)
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JP2014141305A JP2016018425A (en) | 2014-07-09 | 2014-07-09 | Disturbance suppression control device |
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