JP3995835B2 - Power control apparatus in a vehicle including an electric motor - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動機等のアクチュエータを備える車両における動力制御装置に関し、さらに詳細には、動力出力機構の駆動トルクの変動に伴い動力出力機構に発生する振動を抑制する動力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、外乱オブザーバを用いて外乱に起因する振動を抑制する技術が提案されている。要求トルクが実質的に一定であり、装置外部からの外乱に起因して生じる振動を抑制する技術として、例えば、特開平9−305203公報に開示されている技術がある。この技術では、光ディスク装置のトラッキングサーボ系において、トラッキングを遂行するアクチュエータを駆動制御するにあたり、アクチュエータの逆伝達関数モデルを用いて見かけ上の駆動信号を取得し、アクチュエータに対する駆動信号と比較することにより、外乱要素を推定している。そして、推定した外乱要素を考慮したフィードバック制御によって、アクチュエータの駆動制御に対する外乱の影響を抑制している。
【0003】
また、時間経過に伴い変化する要求トルクに起因して生じる振動を抑制する技術として、例えば、豊田中央研究所報告TR−55には、モータによって後輪駆動力を独立制御する技術が開示されている。この開示技術によれば、外乱を推定することで、モータトルクの僅かな変動により発生するホイールトルクの大きな振動が抑制される。具体的には、制御対象の高精度な逆モデルを用いてモデルの推定トルク値を算出し、要求トルク値と推定トルク値とを比較することで、外乱を推定している。そして、推定した外乱に基づく制御トルク値を要求トルク値に付加して、外乱の抑制を実現している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者においては、アクチュエータに要求される駆動トルクは実質的に一定であるため、外乱は専ら装置外部からの振動に起因するものであり、トルク変動に伴って発生する振動、すなわち、装置自身から発生する振動は考慮されていない。したがって、時間経過と共に要求トルク値が変化する車両に対してそのまま適用することはできない。
【0005】
また、後者においては、実施にあたって制御対象の高精度な逆モデルを同定することは非常に困難な作業であり、また、そのような逆モデルを用いた制御も複雑になるという問題があった。さらに、実モデルの経年変化等に起因する特性変化を反映することができないという問題があった。
本発明は、パワーユニットに電動機を備える車両において、パワーユニットの振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の第1の態様は、少なくとも一つのアクチュエータを有すると共に、駆動軸を介して前記アクチュエータから要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクとなるよう前記アクチュエータにトルク指令値を与えて、前記動力出力機構を制御する制御装置を提供する。この制御装置は、前記アクチュエータが出力するトルクに相関したパラメータを検出する検出手段と、前記検出されたパラメータから、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定する推定手段と、前記トルク指令値が前記推定駆動トルクに一致するよう、前記トルク指令値を補償するトルク補償手段とを備えることを特徴とする。
この第1の態様によれば、動力出力機構に発生するトルク変動を効果的に抑制することができる。
【0007】
ここで、前記トルク補償手段は、前記推定駆動トルクと前記トルク指令値との偏差を外乱トルクとして推定する外乱トルク推定手段と、前記推定された外乱トルクに所定のゲインを乗算し、制御トルクとして求める制御トルク演算手段と、前記求めた制御トルクと、前記動力出力機構に対する要求トルクとから、前記トルク指令値を補償するトルク指令値算出手段とを備えることが好ましい。
このような構成要素を備えることにより、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0008】
また、前記所定のゲインは、前記動力出力機構の質量と前記車両の質量との比に基づいて定められた値であることが好ましい。このような構成要素を備えることにより、動力出力機構から出力される駆動トルクの変動に起因する動力出力機構の振動がより効果的に抑制され得る。
【0009】
次に、本発明の第2の態様は、少なくとも電動機と内燃機関とを有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、その制御を行なう制御装置を提供する。この制御装置は、少なくともアクセル開度および車速に基づき、前記要求トルクを演算する要求トルク演算手段と、前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、前記検出された回転数から、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定する推定手段と、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクになるよう、前記動力出力機構に与えられるトルク指令値を、前記推定駆動トルクに基づいて補償するトルク補償手段とを備えることを特徴とする。
この第2の態様によれば、動力出力機構に発生する振動を効果的に抑制することができる。
【0010】
ここで、前記トルク補償手段は、前記推定駆動トルクと前記トルク指令値との偏差を外乱トルクとして推定する外乱トルク推定手段と、前記推定された外乱トルクに所定のゲインを乗算し、制御トルクとして求める制御トルク演算手段と、前記求めた制御トルクと、前記動力出力機構に対する要求トルクとから、前記トルク指令値を補償するトルク指令値算出手段とを備えることが好ましい。
このような構成要素を備えることにより、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0011】
また、前記所定のゲインは、前記動力出力機構の質量と前記車両の質量との比に基づいて定められた値であることが好ましい。このような構成要素を備えることにより、動力出力機構から出力される駆動トルクの変動に起因する動力出力機構の振動がより効果的に抑制され得る。
【0012】
本発明の第3の態様は、少なくとも電動機を有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、その制御を行なう制御装置を提供する。この制御装置は、前記車両の質量と前記動力出力機構の質量の差に起因する初期変動を抑制するフィルタを介して前記要求トルクを入力する要求トルク入力手段と、前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、前記検出された回転数から、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定する推定手段と、前記動力出力機構の出力が前記フィルタを介して入力された要求トルクになるように、前記動力出力機構に与えられるトルク指令値を、前記推定駆動トルクに基づいて補償するトルク補償手段とを備えることを特徴とする。
この第3の態様によれば、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。特に、車両と動力出力機構の質量差に起因する初期振動が効果的に抑制され得る。
【0013】
なお、前記動力出力機構は内燃機関を含み、前記推定手段は、内燃機関を含む前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて前記検出された回転数から前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定するものであっても良い。このような構成を備えることにより、電動機及び内燃機関を動力出力機構として備える車両においても、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0014】
また、前記フィルタは、初期入力に対しては低い応答性を示しその後の入力に対しては高い応答性を示すフィルタであっても良く、さらには、二次関数曲線の特性に従うフィルタであることが好ましい。このような構成要素を備えることにより、車両と動力出力機構の質量差に起因する初期振動の効果的な抑制がより適切に実現され得る。
【0015】
本発明の第4の態様は、少なくとも電動機を有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクとなるように前記電動機にトルク指令値を与えて、前記動力出力機構の制御を行う制御装置を提供する。この制御装置は、少なくともアクセル開度及び車速に基づき要求トルクを演算する要求トルク演算手段と、前記電動機の実回転数を検出する回転数検出手段と、前記動力出力装置の正モデルを用いて、前記トルク指令値から前記電動機の推定回転数を推定する回転数推定手段と、前記実回転数が前記推定回転数に一致するように、前記トルク指令値を補償するトルク補償手段とを備えることを特徴とする。
この第4の態様によれば、動力出力機構に発生する振動を効果的に抑制することができる。
【0016】
ここで、前記トルク補償手段は、前記推定回転数と前記実回転数との偏差を外乱トルクによる回転数変動として推定する回転数変動推定手段と、前記推定された回転数変動をトルクに変換し、そのトルクに所定のゲインを乗算し、制御トルクとして求める制御トルク演算手段と、前記求めた制御トルクと、前記動力出力機構に対する要求トルクとから、前記トルク指令値を補償するトルク指令値算出手段とを備えることが好ましい。
このような構成要素を備えることにより、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0017】
なお、前記動力出力機構は内燃機関を含み、前記回転数推定手段は前記内燃機関を含む前記動力出力機構の正モデルを用いて、前記トルク指令値から前記電動機の推定回転数を推定するものであっても良い。かかる場合には、電動機及び内燃機関を動力出力機構として備える車両においても、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0018】
ここで、第1の態様から第4の態様に係る制御装置において、前記動力出力機構の目標モデルは、振動系を含まない単一慣性モデルであっても良い。この場合、モデルの同定が比較的容易に実行できると共に、その制御の実行も簡潔に実行することができる。
【0019】
さらに、本発明の第5の態様は、第1の態様から第4の態様に係る制御装置のうちいずれかの動力制御装置を備える車両を提供する。
この第5の態様によれば、車両における動力出力機構の振動が抑制されると共に、駆動トルクが高速制御される。
【0020】
本発明の第6の態様は、少なくとも一つのアクチュエータを有すると共に、駆動軸を介して前記アクチュエータから要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクとなるよう前記アクチュエータにトルク指令値を与えて、前記動力出力機構を制御する制御方法を提供する。この制御方法は、前記アクチュエータが出力するトルクに相関したパラメータを検出し、前記検出されたパラメータから、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定し、前記トルク指令値が前記推定駆動トルクに一致するよう、前記トルク指令値を補償することを特徴とする。
この第6の態様によれば、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0021】
本発明の第7の態様は、少なくとも電動機と内燃機関とを有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、その制御を行なう制御方法を提供する。この制御方法は、少なくともアクセル開度および車速に基づき、前記要求トルクを演算し、前記電動機の回転数を検出し、前記検出された回転数から、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定し、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクになるよう、前記動力出力機構に与えられるトルク指令値を、前記推定駆動トルクに基づいて補償することを特徴とする。
この第7の態様によれば、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0022】
本発明の第8の態様は、少なくとも電動機を有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、その制御を行なう制御方法を提供する。この制御方法は、前記車両の質量と前記動力出力機構の質量の差に起因する初期振動を抑制するフィルタを介して前記要求トルクを入力し、前記電動機の回転数を検出し、前記検出された回転数から、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定し、前記動力出力機構の出力が前記フィルタを介して入力された要求トルクになるように、前記動力出力機構に与えられるトルク指令値を、前記推定駆動トルクに基づいて補償することを特徴とする。
この第7の態様によれば、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0023】
本発明の第9の態様は、少なくとも電動機を有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクとなるように前記電動機にトルク指令値を与えて、前記動力出力機構の制御を行う制御方法を提供する。この制御方法は、少なくともアクセル開度及び車速に基づき要求トルクを演算し、前記電動機の実回転数を検出し、前記動力出力装置の正モデルを用いて、前記トルク指令値から前記電動機の推定回転数を推定し、前記実回転数が前記推定回転数に一致するように、前記トルク指令値を補償することを特徴とする。
この第9の態様によれば、動力出力機構の振動を抑制しつつ、駆動トルクを高速制御することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るパワーユニットとして電動機を備える車両における動力制御装置について、図面を参照しながら、いくつかの好適な発明の実施の形態に従って詳細に説明する。
【0025】
第1の発明の実施の形態:
図1は本発明が適用され得るパワーユニットとして電動機を備える車両の概略構成図の一例を示す。図1に示す車両10は、パワーユニットに電動機(モータ)11を備え、モータ11の出力軸はパワートレーン12に結合されており、パワートレーン12は車輪13a、13bと接続されている。モータ11は交流モータであり、モータ11にはインバータ14を介してバッテリ15が接続されている。直流電源であるバッテリ15の直流電流は、交流電流に変換された後にモータ11に供給されると共に、モータ11がジェネレータとして機能する回生動作時には、発生した交流電流は直流電流に変換されてバッテリ15に蓄電される。ここでバッテリ15には、二次電池、パワーキャパシタ等の電源が含まれるものとする。
【0026】
このような構成を備える車両10において、モータ11は、制御ユニット16によって駆動制御される。制御ユニット16は、後述する制御プログラムを実行するCPU17、制御プログラム等を記憶しているROM18、検出データ及びCPU17による演算結果等を一時的に格納するRAM19等を備えている。制御ユニット16には、アクセルペダルの踏込量(アクセル開度)を検出するアクセルポジションセンサ20、及びモータ11の出力軸回転数に基づき車両速度を検出する車速センサ21等のセンサが接続されている。制御ユニット16は、検出されたアクセルペダルの踏み込み量及び車速に基づいて、要求トルクを算出する。
制御ユニット13は、算出した要求トルクに基づきインバータ14を介してモータ11を駆動制御する。そして、モータ11から出力された駆動トルクは、パワートレーン12を介して車輪13a、13bに伝達される。
【0027】
図2は第1、第2及び第3の発明の実施の形態において共通に用いられる振動系を模式的に示す模式図である。パワーユニット30は、模式的にバネ形式にて表されているマウント31を介してシャシー32に揺動可能に結合されている。パワーユニット30の出力軸33は、パワートレーンを代表して表されているドライブシャフト34の一端に結合されており、ドライブシャフト34の捻れは、捻れバネによって表されている。また、ドライブシャフト34の他端は負荷慣性として作用する車輪35に結合されている。
【0028】
なお、第1及び第2の発明の実施の形態においては、パワーユニット30としてモータ(電動機)を備えており、パワーユニット30の出力軸33はモータロータ36と結合されており、パワーユニット30のハウジングはモータステータ37と結合されている。
【0029】
図2の模式図において、駆動トルクが矢印方向Aに加えられると、トルク反力が矢印方向Bに作用する。このトルク反力、及びその揺り戻しによってマウント2を介して支持されているパワーユニット30に振動が発生し、その振動はモータロータ36上に現れる。さらに、モータロータ36にはドライブシャフト34の捻れに起因する振動も現れる。
【0030】
図3は本発明の実施の形態において用いられる制御系のブロック図を示す。この制御系における制御対象は、パワーユニット、パワートレーン、及びモータECUの応答遅れ(動力出力機構)である。
要求トルクは、パワーユニット(本発明の実施形態ではモータ)に要求されたパワーユニットが出力すべき駆動トルクであり、例えば、アクセル開度及び車速に基づいて要求トルク計算器40(要求トルク演算手段)によって決定される。実車41には要求トルクを出力するためのトルク指令値が付与され、実車41は要求トルクを出力すべく作動する。ここで、実車41には、パワーユニット、パワートレーン及びモータECUが含まれるものとする。また、実車41にはパワーユニットの作動に伴うトルク脈動、マウント共振等を含む外乱成分42が付加される。
【0031】
したがって、実車41から出力される電動機回転数には、外乱成分42が付加されることとなり、一般的に要求トルクとは一致しない。推定駆動トルクを検出するにあたっては、実車41から直接出力トルクを検出することも考えられるが、現実には出力トルクを直接検出することは困難である。そこで、モータの回転数を検出して、検出された回転数から目標逆モデルを用いて推定駆動トルクを計算する(推定手段)。なお、モータの回転数は、通常、モータに備えられている回転数検出器43を利用して検出される。また、推定駆動トルクの計算に当たっては、例えば、モータ電流の周波数といったモータの回転数に相関するパラメータであれば、モータ回転数に代えて用いられ得る。
【0032】
目標逆モデル44は、パワーユニット、パワートレーン及びモータECU遅れの目標特性を示すモデルの逆モデルであり、好ましくは、振動系を含まない単一慣性モデルの逆モデルである。したがって、実車41の特性(すなわち、パワーユニット、パワートレーン、モータECUの動特性)を厳密に示すモデルの逆モデルではない。本発明の実施の形態においては、実車41とモデルのモデル差をも外乱要素の一部として捕らえることにより、フィードバック制御によってモデル差を解消する構成を備えているからである。
【0033】
モデルの同定にあたっては、図4及び図5に図示すように、並進運動系におけるF(力)=車両質量×加速度なる関係を、回転運動系におけるT(トルク)=慣性×角加速度(dω/dt)なる関係に相似適用することにより同定した。すなわち、推定駆動トルクを計算するためには、見かけ上の車両慣性を求める必要があるが、車両慣性を直接求めることは一般的に極めて困難だからである。具体的には、測定を容易なものとするためにFを一定とし、速度vを縦軸に、時間tを横軸にそれぞれ取り、速度vの時間変化、すなわち、加速度αが一定となるようにして測定を行う。この関係を回転駆動系に適用する場合には、測定を容易なものとするためにトルクTを一定とし、回転角速度ωを縦軸に、時間tを横軸にそれぞれ取り、回転角速度ωの時間変化を求める。得られた回転角速度ωと時間との関係、すなわち、プロットデータの近似直線の傾きから車両慣性Iを得た。そして、この車両慣性を有するモデルの逆モデルに対して、検出された回転数を入力して、出力すべき推定駆動トルクを計算する。
【0034】
図3における比較器45及び増幅器47はトルク補償手段を構成する。
比較器45は、計算により得られた推定駆動トルクとトルク指令値とを比較しする。比較の結果得られた比較差分は、外乱に起因する推定外乱トルク並びにモデル差として扱われる。比較器45に結合されているフィルタ46は、例えば、ローパスフィルタであり、得られた推定外乱トルクが微分成分でありノイズに弱いことを考慮して、制御の安定化を図るために配置されている。
【0035】
増幅器47は、フィルタ46を通過した推定外乱トルクに対してゲインKを掛けて制御トルクを出力する。ここで、ゲインKは、車両質量に対するパワートレーン質量の比(1未満)に基づいて求められる。このゲインKは、通常、トルク指令値に基づきパワーユニットのモータを駆動した際に、その駆動力により先ずパワートレーンが動きだし、また、その反力によりパワーユニットが動き出してしまう現象を抑制するために掛けられる。すなわち、この現象は、車両質量を念頭においたトルク指令値が、車両質量よりも軽い質量のパワートレーンに対して先に影響を及ぼすことに起因するものである。したがって、推定外乱トルクを小さくしてパワートレーンに対して及ぼす影響を抑制することを企図するものである。そして、増幅器47から出力された制御トルクは、要求トルクに付加され、トルク指令値が算出され、次の制御に反映される。
【0036】
続いて、図3に示す制御系を実現する処理を図6に示すフローチャートを参照して説明する。この処理は、制御ユニット16内のCPU17により実行される。要求トルクが実車41に与えられるとこれに応じてモータが回転し、ステップS100において、その回転数が回転数検出器43によって検出される。ステップS110では、目標逆モデル44を用いて検出された回転数から推定駆動トルクを計算する。続いて、ステップS120では、推定駆動トルクとトルク指令値とを比較して比較差を外乱推定トルクとして取り出す。なお、初回ルーチンでは、トルク指令値はアクセル開度及び車速より求められた要求トルクそのままを意味し、初回以降のルーチンでは、要求トルクに制御トルクが付加されたものがトルク指令値となる。
【0037】
ステップS120にて得られた推定外乱トルクは、ステップS130にてフィルタ46に掛けられ安定性の向上が図られる。フィルタ46を通過した推定外乱トルクには、ステップS140にて既述のように求められたゲインKが掛けられ、制御トルクが計算される。ステップS150では、得られた制御トルクにより要求トルクを増減補償して最終的なトルク指令値が求められ、実車41に付与される。以上のステップにて1回のルーチンが終了する。このフローチャートは適当な間隔で繰り返し実行される。
【0038】
車両におけるパワーユニット等の著しい振動は、通常、急アクセル操作時、すなわち、駆動トルク急変時に出現する。そこで、急アクセル操作時における上記制御の効果を、上記制御を伴わない実験例である比較例と上記制御を伴う実験例である実施例1とを対比することにより説明する。図7は比較例の実験結果を示すグラフであり、縦軸は電動機回転数、電動機に対するトルク指令値、及びアクセル開度をそれぞれ示し、横軸は時間を示す。図8は実施例1の実験結果を示すグラフであり、縦軸は電動機回転数、電動機に対するトルク指令値、及びアクセル開度をそれぞれ示し、横軸は時間を示す。
【0039】
比較例1では、電動機に対するトルク指令値はアクセル開度(アクセル踏み込み量)に追随しており、アクセル開度が一定となる約0.1秒後にあっては、トルク指令値も一定となっている。そして、電動機の回転数の変動(すなわち、振動)は、約1秒経過後も収束していない。
【0040】
これに対して本発明の実施形態に係る制御を伴う実施例1では、約0.1秒後にアクセル開度が一定となった後も、トルク指令値は変動している。より適切にいうならば、トルク指令値は、電動機回転数のピークを打ち消すべく、電動機回転数のピークに対して逆のピークを有するように変動している。この結果、電動機回転数の変動ピークは全域にわたって抑制されていると共に、電動機回転数の変動は、約0.4秒経過後にほぼ収束している。また、比較例における所定トルク(回転数)への到達時間と同等の到達時間を実現しており、アクセル開度(運転者の加速要求)に対して迅速に応答していることが理解される。
【0041】
したがって、第1の発明の実施の形態に係る動力制御装置は、パワーユニットの振動を有効に抑制すると共に、駆動トルクを高速に制御することができる。
【0042】
第2の発明の実施の形態:
第1の発明の実施の形態では、フィードバック制御作用後における電動機回転数の変動(すなわち、振動)は有効に抑制されている。しかしながら、トルク急変点直後の極めて初期期間(概ね0.5秒までの期間)はフィードバック制御が十分に作用しないため、抑制されてはいるものの電動機回転数の変動ピークは依然として存在する。
【0043】
ここで、電動機回転数の変動(パワーユニットの振動)は、既述のように、急アクセル操作等に起因する急激なトルク変動が原因である。また、大慣性と小慣性とからなる2慣性系においては、トルク急変直後の振動は、大慣性(すなわち、車両)に対する駆動トルクが先に小慣性(すなわち、パワートレーン、動力出力機構)を駆動してしまう現象に大きく起因している。
【0044】
かかる特性を考慮して、第2の発明の実施の形態では、要求トルクの変動を抑制する前処理フィルタ50を更に付加した。
【0045】
本発明の実施の形態について図9を参照して詳述する。図9は第2の発明の実施の形態に従う制御系ブロック図を示す。なお、図9において、前処理フィルタ50以外の構成要素は図3に示す第1の発明の実施の形態における各構成要素と機能を同一にするので、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。
【0046】
前処理フィルタ50は、図11に示す特性を有している。すなわち、車両の慣性(質量)とパワートレーンの慣性(質量)の差を考慮して、初期入力に対する出力の時間変化を緩慢にする一方で、初期入力以降の入力に対する出力の時間変化を鋭敏にする特性である。例えば、二次関数曲線の特性、指数関数曲線の特性に従っても良い。また、より具体的には、例えば、dn=dn-1+a、TOn=TOn-1+dn、TO0=0、d0=a、T0n≫Tlim→Tn0=Tlimの関係式を満たす特性である。このような特性を有することにより、要求トルクの急激な変動を抑制しつつ、要求トルクを速やかに実現する高応答性を担保している。
【0047】
次に、図9に示す制御系を実現する処理を図10に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図10には、前処理フィルタ50の付加に関連して加えられるステップS145、及びその前後のステップであるステップS140及びS150のみを示し、残りのステップについては説明並びに図示を省略する。
アクセル踏込量及び車速に基づき算出された要求トルクは、前処理処理フィルタ50を通過させられ、これにより、車両質量とパワートレーン質量の質量差に起因する初期変動を抑制する特性が与えられる(ステップS145)。そして、かかる特性を有する要求トルクを制御トルクによって加減することによりトルク指令値を求める(ステップS150)。求められたトルク指令値は、実車41に付与される。
【0048】
この点で、従来主に用いられてきた図12に図示する特性を有する一次遅れローパスフィルタ51とは相違する。すなわち、図12に示す特性では、入力の初期の変動を効果的に抑制することができず、また、要求出力を達成するまでに比較的時間を要するので、時々刻々と要求トルクが変化する、すなわち、目標到達点が変化する車両における動力制御には不向きである。
【0049】
上記制御の効果を、上記制御を伴う実験例である実施例2を用いて説明する。図13は実施例2の実験結果を示すグラフであり、縦軸は電動機回転数、電動機に対するトルク指令値、及びアクセル開度をそれぞれ示し、横軸は時間を示す。
【0050】
実施例2では、比較例及び実施例1と比較して、アクセル開度に対するトルク指令値の変動が著しく抑制されている。すなわち、約0.2秒近傍におけるトルク指令値の急激な立ち上がりが姿を消し、また、約0.3秒付近におけるピークが大きく抑制されている。さらに、約0.3秒後の期間全域にわたって電動機回転数の変動が効果的に抑制されている。
【0051】
実施例2においても、約0.2秒付近における1つ目のピークは存在するが、このピークはアクセル操作と共にあるいは近接して現れるピークであるため、不快な振動としては体感されない。これに対して、約0.3秒付近の2つ目のピークはトルクの増加を妨げるピークであるため、不快な振動として体感される。また、所定トルク(回転数)に到達するために要する時間も、比較例並びに実施例1と比較して変わらない。したがって、2つ目のピークを効果的に抑制する第2実施例、すなわち、第2の発明の実施形態に係る動力制御装置は、運転者等に不快な振動を与えることなく、所望の要求トルクを迅速に達成可能であることが理解される。なお、前記1つ目のピークは構造上避けられないものである。
【0052】
第3の発明の実施の形態:
第1及び第2の発明の実施の形態は、逆モデルを用いて外乱による振動を抑制している。逆モデルは、微分要素を含むためノイズ等の影響を受け系が不安定になり易いことが知られている。そこで、図14に図示するように、逆モデルに代えて、正モデル60を用いて振動抑制を図ることが考えられる。
【0053】
図14に図示する例では、正モデル60によってトルク指令値から電動機の推定回転数が計算され、検出された電動機の回転数と比較される。比較結果として得られる比較差は、外乱要素に起因する回転数変動を示し、また、微分要素を含まない。したがって、図示する例ではフィルタ46が配置されているが、フィルタ46を用いなくとも安定性は十分に確保され得る。フィルタ66を通過した回転数差には、増幅器47において所定のゲインKが掛けられると共に、トルクの次元に変換されて制御トルクとして出力される。この制御トルクによって要求トルクが増減されることによりトルク指令値が得られる。
【0054】
第4の発明の実施の形態:
上記各発明の実施の形態においては、パワーユニットとして電動機を備えた車両例について説明したが、上記各発明の実施の形態は、パワーユニットとして電動機並びに内燃機関を備えた、いわゆる、ハイブリッドタイプの車両に対しても同様に適用され得る。
【0055】
ここで、通常、内燃機関の動作に伴い発生する振動は、モータの動作に伴い発生する振動と比較して大きいことが知られている。そのため、内燃機関をシャシに搭載する際には、振動を吸収すべく比較的柔らかい特性を有するマウントが用いられる。これに対して、モータのみを備える車両においては、一般的に、振動をマウントによって吸収する必要がないため、大きな立ち上がりトルクに対応してモータを支持すべく比較的固い特性を有するマウントが用いられる。
【0056】
したがって、パワーユニットとしてモータ及び内燃機関を備えるハイブリッド車両では、パワーユニットとしてモータのみを備える車両と比較して、大きなモータトルクのトルク変動に伴う振動が発生し易いことになる。特に、図15に図示するいわゆるパラレル型のハイブリッド車両では、内燃機関71及びモータ72が一体となったパワーユニット70がシャシ73に搭載されるため、内燃機関71及びモータ72にそれぞれ適当なマウントを用いることができない。したがって、パラレル型のハイブリッド車両では、モータのみをパワーユニットとして備える車両に対して本発明に係る制御装置を適用する場合と比較して、本発明に係る制御装置によりもたらされる効果がより顕著となり得る。
【0057】
図15に図示される模式図において、パワーユニット70は、模式的にバネ形式にて表されているマウント74を介してシャシー73に揺動可能に結合されている。パワーユニット70の出力軸75は、パワートレーンを代表して表されているドライブシャフト76の一端に結合されており、ドライブシャフト76の捻れは、捻れバネによって表されている。また、ドライブシャフト76の他端は負荷慣性として作用する車輪77に結合されている。
【0058】
パワーユニット70から出力軸75を介してドライブシャフト76に出力される駆動トルクは、トルク指令値に基づいてモータ72及び内燃機関71の双方により生成され得る。したがって、厳密な最適制御を実行するのであれば、内燃機関71のトルク変動を考慮して制御することが好ましい。しかしながら、内燃機関71のトルク急変動は、モータ72のトルク急変動と比較して緩やかであり、通常、トルク急変動によってパワーユニット70に発生する振動はモータ72のトルク変動に起因する。また、内燃機関71のトルク変動に起因する振動もまた、モータステータ79及びモータロータ78に伝達されるため、内燃機関71に起因する振動を外乱と見なしてモータ72を適正制御することによって、パワーユニット70全体の振動が効果的に抑制される。したがって、上記各発明の実施の形態は、パラレル型のハイブリッド車両に対してもそのまま適用され得る。
【0059】
これに対して、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車両にあっては、内燃機関とモータとはそれぞれ独立してシャシに搭載され得るので、内燃機関及びモータはそれぞれ適切な特性を有するマウントを介してシャシに搭載され得る。また、パワートレーンに出力される駆動トルクは全てモータによって出力されるため、その模式図として図2を適用することが可能であり、上記各発明の実施の形態はそのまま適用され得る。
【0060】
以上、いくつかの発明の実施の形態に基づいて本発明に係る動力制御装置を説明したが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれ得ることは理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用され得る、パワーユニットに電動機を備える車両の概略構成図である。
【図2】本発明の実施の形態において用いられる振動系を模式的に示す模式図である。
【図3】第1の発明の実施の形態に従う制御系のブロック図である。
【図4】モデルの同定を説明する際に用いるグラフである。
【図5】モデルの同定を説明する際に用いるグラフである。
【図6】図3に示す制御系を実現する処理を示すフローチャートである。
【図7】比較例の実験結果を示すグラフである。
【図8】実施例1の実験結果を示すグラフである。
【図9】第2の発明の実施の形態に従う制御系のブロック図である。
【図10】図9に示す制御系を実現する処理を示すフローチャートである。
【図11】前処理フィルタの特性を示す説明図である。
【図12】従来の一次遅れローパスフィルタの特性を示す説明図である。
【図13】実施例2の実験結果を示すグラフである。
【図14】第3の発明の実施の形態に従う制御系のブロック図である。
【図15】第4の発明の実施の形態において用いられる振動系を模式的に示す模式図である。
【符号の説明】
10…車両
11…モータ
12…パワートレーン
13a、13b…車輪
14…インバータ
15…バッテリ
16…制御ユニット
17…CPU
18…ROM
19…RAM
20…アクセルポジションセンサ
21…車速センサ
30…パワーユニット
31…マウント
32…シャシー
33…出力軸、
34…ドライブシャフト
35…車輪
36…モータロータ
37…ステータ
40…要求トルク計算器
41…実車
42…外乱成分
43…回転数検出器
44…目標逆モデル
45…比較器
46…フィルタ
47…増幅器
50…前処理フィルタ
51…従来フィルタ
60…正モデル
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power control device in a vehicle including an actuator such as an electric motor, and more particularly to a power control device that suppresses vibrations generated in a power output mechanism due to fluctuations in drive torque of the power output mechanism.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a technique for suppressing vibration caused by a disturbance using a disturbance observer has been proposed. As a technique for suppressing the vibration caused by the disturbance from the outside of the apparatus with the required torque being substantially constant, for example, there is a technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-305203. In this technology, in the tracking servo system of an optical disk device, when driving and controlling an actuator that performs tracking, an apparent drive signal is obtained using an inverse transfer function model of the actuator and compared with a drive signal for the actuator. , Estimating disturbance factors. And the influence of the disturbance with respect to the drive control of an actuator is suppressed by the feedback control which considered the estimated disturbance element.
[0003]
In addition, as a technology for suppressing vibration caused by the required torque that changes with time, Toyota Central Research Institute report TR-55 discloses a technology for independently controlling the rear wheel driving force by a motor. Yes. According to this disclosed technique, by estimating the disturbance, a large vibration of the wheel torque generated by a slight fluctuation of the motor torque is suppressed. Specifically, the estimated torque value of the model is calculated using a highly accurate inverse model to be controlled, and the disturbance is estimated by comparing the required torque value with the estimated torque value. Then, the control torque value based on the estimated disturbance is added to the required torque value, and the disturbance is suppressed.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the former, since the driving torque required for the actuator is substantially constant, the disturbance is caused solely by vibrations from the outside of the device, and vibrations generated by torque fluctuations, that is, the device itself. The vibration generated from is not taken into account. Therefore, it cannot be applied as it is to a vehicle whose required torque value changes with time.
[0005]
In the latter case, it is very difficult to identify a highly accurate inverse model to be controlled in implementation, and there is a problem in that control using such an inverse model is complicated. Furthermore, there has been a problem that it is not possible to reflect changes in characteristics caused by aging of the actual model.
An object of the present invention is to perform high-speed control of driving torque while suppressing vibration of a power unit in a vehicle including an electric motor in the power unit.
[0006]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a first aspect of the present invention includes a power output mechanism having at least one actuator and capable of outputting a required torque from the actuator via a drive shaft. A control device for controlling the power output mechanism by providing a torque command value to the actuator so that the output of the power output mechanism becomes the required torque is set as the control target. The control device is configured to detect a torque output from the power output mechanism using a detection unit that detects a parameter correlated with the torque output from the actuator and a target inverse model of the power output mechanism from the detected parameter. An estimation means for estimating the estimated drive torque and a torque compensation means for compensating the torque command value so that the torque command value matches the estimated drive torque are provided.
According to the first aspect, torque fluctuations generated in the power output mechanism can be effectively suppressed.
[0007]
Here, the torque compensation means is a disturbance torque estimation means for estimating a deviation between the estimated drive torque and the torque command value as a disturbance torque, and multiplies the estimated disturbance torque by a predetermined gain to obtain a control torque. It is preferable to include a control torque calculation means to be obtained, a torque command value calculation means for compensating the torque command value from the obtained control torque and the required torque for the power output mechanism.
By providing such a component, the driving torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism.
[0008]
The predetermined gain is preferably a value determined based on a ratio of a mass of the power output mechanism and a mass of the vehicle. By providing such a component, the vibration of the power output mechanism due to the fluctuation of the drive torque output from the power output mechanism can be more effectively suppressed.
[0009]
Next, a second aspect of the present invention controls a power output mechanism in a vehicle having at least an electric motor and an internal combustion engine and a power output mechanism capable of outputting a required torque from the electric motor via a drive shaft. Provided is a control device that controls the target. The control device includes, based on at least an accelerator opening and a vehicle speed, required torque calculation means for calculating the required torque, rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the electric motor, and based on the detected rotation speed, the power An estimation unit that estimates a torque output from the power output mechanism as an estimated drive torque using a target inverse model of the output mechanism, and an output from the power output mechanism is given to the power output mechanism so as to be the required torque. Torque compensation means for compensating the torque command value based on the estimated driving torque is provided.
According to the second aspect, vibration generated in the power output mechanism can be effectively suppressed.
[0010]
Here, the torque compensation means is a disturbance torque estimation means for estimating a deviation between the estimated drive torque and the torque command value as a disturbance torque, and multiplies the estimated disturbance torque by a predetermined gain to obtain a control torque. It is preferable to include a control torque calculation means to be obtained, a torque command value calculation means for compensating the torque command value from the obtained control torque and the required torque for the power output mechanism.
By providing such a component, the driving torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism.
[0011]
The predetermined gain is preferably a value determined based on a ratio of a mass of the power output mechanism and a mass of the vehicle. By providing such a component, the vibration of the power output mechanism due to the fluctuation of the drive torque output from the power output mechanism can be more effectively suppressed.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in a vehicle having at least an electric motor and including a power output mechanism capable of outputting a required torque from the electric motor via a drive shaft, the power output mechanism is a control target and the control is performed. A control device is provided. This control device detects a required torque input means for inputting the required torque via a filter that suppresses initial fluctuation caused by a difference between the mass of the vehicle and the mass of the power output mechanism, and detects the rotation speed of the electric motor. A rotational speed detection means; an estimation means for estimating a torque output from the power output mechanism as an estimated drive torque from the detected rotational speed using a target inverse model of the power output mechanism; and Torque compensation means for compensating a torque command value given to the power output mechanism based on the estimated driving torque so that the output becomes the required torque input through the filter.
According to the third aspect, the drive torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism. In particular, the initial vibration due to the mass difference between the vehicle and the power output mechanism can be effectively suppressed.
[0013]
The power output mechanism includes an internal combustion engine, and the estimation means estimates and drives the torque output by the power output mechanism from the detected rotational speed using a target inverse model of the power output mechanism including the internal combustion engine. It may be estimated as torque. With such a configuration, even in a vehicle including an electric motor and an internal combustion engine as a power output mechanism, the drive torque can be controlled at high speed while suppressing vibration of the power output mechanism.
[0014]
In addition, the filter may be a filter that exhibits low responsiveness to the initial input and high responsiveness to the subsequent input, and further conforms to the characteristics of a quadratic function curve. Is preferred. By providing such a component, effective suppression of the initial vibration caused by the mass difference between the vehicle and the power output mechanism can be more appropriately realized.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, in a vehicle including at least a motor and a power output mechanism capable of outputting a required torque from the motor via a drive shaft, the power output mechanism is a control target, and the power output mechanism A control device is provided for controlling the power output mechanism by giving a torque command value to the electric motor so that the output of the motor becomes the required torque. This control device uses a required torque calculation means for calculating a required torque based on at least the accelerator opening and the vehicle speed, a rotation speed detection means for detecting the actual rotation speed of the electric motor, and a positive model of the power output device, Rotational speed estimation means for estimating the estimated rotational speed of the electric motor from the torque command value, and torque compensation means for compensating the torque command value so that the actual rotational speed matches the estimated rotational speed. Features.
According to the fourth aspect, it is possible to effectively suppress the vibration generated in the power output mechanism.
[0016]
Here, the torque compensation means includes a rotational speed fluctuation estimating means for estimating a deviation between the estimated rotational speed and the actual rotational speed as a rotational speed fluctuation due to a disturbance torque, and converts the estimated rotational speed fluctuation into torque. The torque command value calculating means for compensating the torque command value from the control torque calculating means for multiplying the torque by a predetermined gain and obtaining the control torque, the obtained control torque, and the required torque for the power output mechanism. It is preferable to comprise.
By providing such a component, the driving torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism.
[0017]
The power output mechanism includes an internal combustion engine, and the rotational speed estimation means estimates the estimated rotational speed of the electric motor from the torque command value using a positive model of the power output mechanism including the internal combustion engine. There may be. In such a case, even in a vehicle including an electric motor and an internal combustion engine as a power output mechanism, the drive torque can be controlled at high speed while suppressing vibration of the power output mechanism.
[0018]
Here, in the control device according to the first to fourth aspects, the target model of the power output mechanism may be a single inertia model that does not include a vibration system. In this case, the identification of the model can be executed relatively easily, and the execution of the control can be executed simply.
[0019]
Furthermore, a fifth aspect of the present invention provides a vehicle including any one of the power control devices among the control devices according to the first to fourth aspects.
According to the fifth aspect, the vibration of the power output mechanism in the vehicle is suppressed, and the drive torque is controlled at high speed.
[0020]
According to a sixth aspect of the present invention, in a vehicle having at least one actuator and including a power output mechanism capable of outputting a required torque from the actuator via a drive shaft, the power output mechanism is a control target, and the power Provided is a control method for controlling the power output mechanism by giving a torque command value to the actuator so that the output of the output mechanism becomes the required torque. In this control method, a parameter correlated with the torque output by the actuator is detected, and the torque output by the power output mechanism is estimated from the detected parameter using the target inverse model of the power output mechanism. And the torque command value is compensated so that the torque command value matches the estimated driving torque.
According to the sixth aspect, the drive torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism.
[0021]
According to a seventh aspect of the present invention, in a vehicle including at least a motor and an internal combustion engine, and including a power output mechanism capable of outputting a required torque from the motor via a drive shaft, the power output mechanism is a control target. A control method for performing the control is provided. This control method calculates the required torque based on at least the accelerator opening and the vehicle speed, detects the rotational speed of the electric motor, and uses the target inverse model of the power output mechanism from the detected rotational speed, The torque output by the power output mechanism is estimated as the estimated drive torque, and the torque command value given to the power output mechanism is compensated based on the estimated drive torque so that the output of the power output mechanism becomes the required torque. It is characterized by doing.
According to the seventh aspect, the drive torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism.
[0022]
According to an eighth aspect of the present invention, in a vehicle having at least an electric motor and including a power output mechanism capable of outputting a required torque from the electric motor via a drive shaft, the power output mechanism is a control target and the control is performed. Provide a control method. In this control method, the required torque is input through a filter that suppresses initial vibration caused by the difference between the mass of the vehicle and the mass of the power output mechanism, and the rotational speed of the electric motor is detected and detected. The torque output from the power output mechanism is estimated as the estimated drive torque from the rotational speed using the target inverse model of the power output mechanism, and the output of the power output mechanism is converted into the required torque input through the filter. The torque command value given to the power output mechanism is compensated based on the estimated driving torque.
According to the seventh aspect, the drive torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism.
[0023]
According to a ninth aspect of the present invention, in a vehicle including at least a motor and a power output mechanism capable of outputting a required torque from the motor via a drive shaft, the power output mechanism is a control target, and the power output mechanism A control method is provided for controlling the power output mechanism by giving a torque command value to the electric motor so that the output of the motor becomes the required torque. This control method calculates a required torque based on at least the accelerator opening and the vehicle speed, detects the actual rotational speed of the electric motor, and uses the positive model of the power output device to estimate the estimated rotational speed of the electric motor from the torque command value. And the torque command value is compensated so that the actual rotational speed matches the estimated rotational speed.
According to the ninth aspect, the drive torque can be controlled at high speed while suppressing the vibration of the power output mechanism.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a power control apparatus in a vehicle including an electric motor as a power unit according to the present invention will be described in detail according to some preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings.
[0025]
Embodiment of the first invention:
FIG. 1 shows an example of a schematic configuration diagram of a vehicle including an electric motor as a power unit to which the present invention can be applied. A vehicle 10 shown in FIG. 1 includes an electric motor (motor) 11 in a power unit, an output shaft of the motor 11 is coupled to a power train 12, and the power train 12 is connected to wheels 13a and 13b. The motor 11 is an AC motor, and a battery 15 is connected to the motor 11 via an inverter 14. The direct current of the battery 15, which is a direct current power supply, is supplied to the motor 11 after being converted into an alternating current. At the time of the regenerative operation in which the motor 11 functions as a generator, the generated alternating current is converted into a direct current. Is stored. Here, the battery 15 includes a power source such as a secondary battery and a power capacitor.
[0026]
In the vehicle 10 having such a configuration, the motor 11 is driven and controlled by the control unit 16. The control unit 16 includes a CPU 17 that executes a control program, which will be described later, a ROM 18 that stores a control program and the like, a RAM 19 that temporarily stores detection data, a calculation result by the CPU 17, and the like. Connected to the control unit 16 are an accelerator position sensor 20 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening), and a vehicle speed sensor 21 that detects the vehicle speed based on the output shaft rotational speed of the motor 11. . The control unit 16 calculates the required torque based on the detected accelerator pedal depression amount and vehicle speed.
The control unit 13 controls the drive of the motor 11 via the inverter 14 based on the calculated required torque. The driving torque output from the motor 11 is transmitted to the wheels 13a and 13b via the power train 12.
[0027]
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a vibration system used in common in the first, second and third embodiments. The power unit 30 is swingably coupled to the chassis 32 via a mount 31 that is schematically represented in the form of a spring. The output shaft 33 of the power unit 30 is coupled to one end of a drive shaft 34 that represents the power train, and the torsion of the drive shaft 34 is represented by a torsion spring. The other end of the drive shaft 34 is coupled to a wheel 35 that acts as load inertia.
[0028]
In the first and second embodiments, a motor (electric motor) is provided as the power unit 30, the output shaft 33 of the power unit 30 is coupled to the motor rotor 36, and the housing of the power unit 30 is a motor stator. 37.
[0029]
In the schematic diagram of FIG. 2, when a driving torque is applied in the arrow direction A, a torque reaction force acts in the arrow direction B. Due to this torque reaction force and its swing back, vibration is generated in the power unit 30 supported via the mount 2, and the vibration appears on the motor rotor 36. Further, vibration due to the twist of the drive shaft 34 also appears in the motor rotor 36.
[0030]
FIG. 3 shows a block diagram of a control system used in the embodiment of the present invention. The control target in this control system is a response delay (power output mechanism) of the power unit, the power train, and the motor ECU.
The required torque is the drive torque that the power unit requested by the power unit (motor in the embodiment of the present invention) should output. For example, the required torque is calculated by the required torque calculator 40 (required torque calculation means) based on the accelerator opening and the vehicle speed. It is determined. The actual vehicle 41 is given a torque command value for outputting the required torque, and the actual vehicle 41 operates to output the required torque. Here, the actual vehicle 41 includes a power unit, a power train, and a motor ECU. Further, a disturbance component 42 including torque pulsation, mount resonance and the like accompanying the operation of the power unit is added to the actual vehicle 41.
[0031]
Therefore, the disturbance component 42 is added to the motor rotation speed output from the actual vehicle 41 and generally does not match the required torque. In detecting the estimated driving torque, it is conceivable to detect the output torque directly from the actual vehicle 41, but in reality it is difficult to detect the output torque directly. Therefore, the rotational speed of the motor is detected, and the estimated driving torque is calculated from the detected rotational speed using the target inverse model (estimating means). Note that the rotational speed of the motor is usually detected by using a rotational speed detector 43 provided in the motor. In calculating the estimated driving torque, for example, any parameter that correlates with the motor speed, such as the frequency of the motor current, can be used instead of the motor speed.
[0032]
The target inverse model 44 is an inverse model of a model showing target characteristics of power unit, power train, and motor ECU delay, and is preferably an inverse model of a single inertia model that does not include a vibration system. Therefore, it is not an inverse model of the model that strictly indicates the characteristics of the actual vehicle 41 (that is, the dynamic characteristics of the power unit, power train, and motor ECU). This is because in the embodiment of the present invention, the model difference between the actual vehicle 41 and the model is also captured as part of the disturbance element, so that the model difference is eliminated by feedback control.
[0033]
In identifying the model, as shown in FIGS. 4 and 5, the relationship F (force) = vehicle mass × acceleration in the translational motion system is expressed as T (torque) = inertia × angular acceleration (dω / in the rotational motion system). It was identified by applying the similarity to the relationship dt). That is, in order to calculate the estimated driving torque, it is necessary to determine the apparent vehicle inertia, but it is generally very difficult to directly determine the vehicle inertia. Specifically, in order to facilitate measurement, F is constant, the speed v is on the vertical axis, and the time t is on the horizontal axis, so that the time change of the speed v, that is, the acceleration α is constant. And measure. When this relationship is applied to a rotational drive system, the torque T is constant for easy measurement, the rotational angular velocity ω is plotted on the vertical axis, and the time t is plotted on the horizontal axis. Seek change. Vehicle inertia I was obtained from the relationship between the obtained rotational angular velocity ω and time, that is, the slope of the approximate straight line of the plot data. Then, the detected rotational speed is input to the inverse model of the model having the vehicle inertia, and the estimated driving torque to be output is calculated.
[0034]
The comparator 45 and the amplifier 47 in FIG. 3 constitute torque compensation means.
The comparator 45 compares the estimated drive torque obtained by calculation with the torque command value. The comparison difference obtained as a result of the comparison is treated as an estimated disturbance torque and model difference caused by the disturbance. The filter 46 coupled to the comparator 45 is, for example, a low-pass filter, and is arranged to stabilize the control in consideration that the obtained estimated disturbance torque is a differential component and is vulnerable to noise. Yes.
[0035]
The amplifier 47 multiplies the estimated disturbance torque that has passed through the filter 46 by a gain K and outputs a control torque. Here, the gain K is obtained based on the ratio of the power train mass to the vehicle mass (less than 1). This gain K is normally applied to suppress the phenomenon that when the motor of the power unit is driven based on the torque command value, the power train starts to move first due to the driving force and the power unit starts moving due to the reaction force. . That is, this phenomenon is caused by the fact that the torque command value with the vehicle mass in mind first affects the power train having a mass lighter than the vehicle mass. Therefore, it is intended to reduce the estimated disturbance torque and suppress the influence on the power train. The control torque output from the amplifier 47 is added to the required torque, and a torque command value is calculated and reflected in the next control.
[0036]
Next, processing for realizing the control system shown in FIG. 3 will be described with reference to a flowchart shown in FIG. This process is executed by the CPU 17 in the control unit 16. When the required torque is applied to the actual vehicle 41, the motor rotates in response thereto, and the rotational speed is detected by the rotational speed detector 43 in step S100. In step S110, an estimated driving torque is calculated from the rotational speed detected using the target inverse model 44. Subsequently, in step S120, the estimated driving torque is compared with the torque command value, and the comparison difference is extracted as the disturbance estimated torque. In the first routine, the torque command value means the required torque obtained from the accelerator opening and the vehicle speed, and in the first and subsequent routines, the torque command value is obtained by adding the control torque to the required torque.
[0037]
The estimated disturbance torque obtained in step S120 is applied to the filter 46 in step S130 to improve the stability. The estimated disturbance torque that has passed through the filter 46 is multiplied by the gain K obtained as described above in step S140, and the control torque is calculated. In step S150, the final torque command value is obtained by increasing / decreasing the required torque with the obtained control torque, and is given to the actual vehicle 41. One routine is completed by the above steps. This flowchart is repeatedly executed at appropriate intervals.
[0038]
A significant vibration of a power unit or the like in a vehicle usually appears during a sudden accelerator operation, that is, during a sudden change in driving torque. Therefore, the effect of the control during the sudden accelerator operation will be described by comparing a comparative example that is an experimental example not involving the control with Example 1 that is an experimental example involving the control. FIG. 7 is a graph showing experimental results of the comparative example, where the vertical axis represents the motor rotation speed, the torque command value for the motor, and the accelerator opening, and the horizontal axis represents time. FIG. 8 is a graph showing the experimental results of Example 1. The vertical axis represents the motor rotation speed, the torque command value for the motor, and the accelerator opening, and the horizontal axis represents time.
[0039]
In Comparative Example 1, the torque command value for the electric motor follows the accelerator opening (accelerator depression amount), and the torque command value also becomes constant after about 0.1 seconds when the accelerator opening becomes constant. Yes. And the fluctuation | variation (namely, vibration) of the rotation speed of an electric motor has not converged even after about 1 second progress.
[0040]
On the other hand, in Example 1 accompanied by the control according to the embodiment of the present invention, the torque command value fluctuates even after the accelerator opening becomes constant after about 0.1 second. More appropriately, the torque command value varies so as to have a peak opposite to the peak of the motor rotational speed so as to cancel the peak of the motor rotational speed. As a result, the fluctuation peak of the motor rotation speed is suppressed over the entire area, and the fluctuation of the motor rotation speed is almost converged after about 0.4 seconds. In addition, it is understood that the arrival time equivalent to the arrival time to the predetermined torque (rotation speed) in the comparative example is realized, and that the vehicle quickly responds to the accelerator opening (the driver's acceleration request). .
[0041]
Therefore, the power control apparatus according to the embodiment of the first invention can effectively suppress the vibration of the power unit and control the drive torque at high speed.
[0042]
Second embodiment of the invention:
In the embodiment of the first invention, the fluctuation (that is, vibration) of the motor rotation speed after the feedback control action is effectively suppressed. However, since the feedback control does not sufficiently operate in the very initial period immediately after the sudden torque change point (a period of up to about 0.5 seconds), the fluctuation peak of the motor rotation speed still exists although it is suppressed.
[0043]
Here, the fluctuation of the motor rotation speed (vibration of the power unit) is caused by a sudden torque fluctuation caused by a sudden accelerator operation or the like as described above. In a two-inertia system consisting of large inertia and small inertia, vibration immediately after a sudden torque change causes the drive torque for large inertia (ie, vehicle) to drive the small inertia (ie, power train, power output mechanism) first. This is largely due to the phenomenon that occurs.
[0044]
Considering such characteristics, in the second embodiment of the present invention, a pre-processing filter 50 for suppressing fluctuations in required torque is further added.
[0045]
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 9 shows a control system block diagram according to the embodiment of the second invention. In FIG. 9, the constituent elements other than the preprocessing filter 50 have the same functions as the constituent elements in the embodiment of the first invention shown in FIG. To do.
[0046]
The preprocessing filter 50 has the characteristics shown in FIG. In other words, considering the difference between the inertia (mass) of the vehicle and the inertia (mass) of the power train, the time change of the output with respect to the initial input is made slow, while the time change of the output with respect to the input after the initial input is sharpened. It is a characteristic to do. For example, the characteristics of a quadratic function curve and the characteristics of an exponential function curve may be used. More specifically, for example, d n = D n-1 + A, T On = T On-1 + D n , T O0 = 0, d 0 = A, T 0n ≫T lim → T n0 = T lim It is a characteristic that satisfies the relational expression of By having such characteristics, high responsiveness that promptly realizes the required torque is ensured while suppressing rapid fluctuations in the required torque.
[0047]
Next, processing for realizing the control system shown in FIG. 9 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. FIG. 10 shows only step S145 added in association with the addition of the preprocessing filter 50 and steps S140 and S150 which are steps before and after that, and the description and illustration of the remaining steps are omitted.
The required torque calculated based on the accelerator depression amount and the vehicle speed is passed through the preprocessing filter 50, thereby giving the characteristic of suppressing the initial fluctuation caused by the mass difference between the vehicle mass and the power train mass (step). S145). Then, the torque command value is obtained by adjusting the required torque having such characteristics by the control torque (step S150). The obtained torque command value is given to the actual vehicle 41.
[0048]
This is different from the first-order lag low-pass filter 51 having the characteristics shown in FIG. That is, with the characteristics shown in FIG. 12, the initial fluctuation of the input cannot be effectively suppressed, and since it takes a relatively long time to achieve the required output, the required torque changes from moment to moment. That is, it is not suitable for power control in a vehicle in which the target reaching point changes.
[0049]
The effect of the control will be described with reference to Example 2, which is an experimental example involving the control. FIG. 13 is a graph showing the experimental results of Example 2, in which the vertical axis represents the motor speed, the torque command value for the motor, and the accelerator opening, and the horizontal axis represents time.
[0050]
In the second embodiment, compared to the comparative example and the first embodiment, the fluctuation of the torque command value with respect to the accelerator opening is remarkably suppressed. That is, the sudden rise of the torque command value near about 0.2 seconds disappears, and the peak around about 0.3 seconds is greatly suppressed. Further, fluctuations in the motor rotation speed are effectively suppressed over the entire period after about 0.3 seconds.
[0051]
Even in Example 2, there is a first peak in the vicinity of about 0.2 seconds, but this peak appears with or close to the accelerator operation, so it is not felt as an unpleasant vibration. On the other hand, the second peak in the vicinity of about 0.3 seconds is a peak that prevents an increase in torque, so that it is felt as an unpleasant vibration. Further, the time required to reach the predetermined torque (rotation speed) is not changed as compared with the comparative example and the first embodiment. Therefore, in the second example that effectively suppresses the second peak, that is, the power control device according to the embodiment of the second invention, the desired required torque can be obtained without giving an unpleasant vibration to the driver or the like. It is understood that this can be achieved quickly. The first peak is unavoidable due to the structure.
[0052]
Embodiment of the third invention:
Embodiments of the first and second inventions suppress vibration due to disturbance using an inverse model. Since the inverse model includes a differential element, it is known that the system is likely to be unstable due to the influence of noise or the like. Therefore, as illustrated in FIG. 14, it is conceivable to suppress vibration using a normal model 60 instead of the inverse model.
[0053]
In the example illustrated in FIG. 14, the estimated rotational speed of the motor is calculated from the torque command value by the positive model 60 and compared with the detected rotational speed of the motor. The comparison difference obtained as a comparison result indicates a rotational speed variation caused by a disturbance element and does not include a differential element. Therefore, although the filter 46 is arranged in the illustrated example, sufficient stability can be ensured without using the filter 46. The rotation speed difference that has passed through the filter 66 is multiplied by a predetermined gain K in the amplifier 47, converted into a torque dimension, and output as a control torque. A torque command value is obtained by increasing or decreasing the required torque by this control torque.
[0054]
Fourth embodiment of the invention:
In the embodiments of the inventions described above, examples of vehicles having an electric motor as a power unit have been described. However, the embodiments of the inventions described above are for so-called hybrid type vehicles having an electric motor and an internal combustion engine as power units. However, the same applies.
[0055]
Here, it is generally known that the vibration generated with the operation of the internal combustion engine is larger than the vibration generated with the operation of the motor. Therefore, when the internal combustion engine is mounted on the chassis, a mount having a relatively soft characteristic is used to absorb vibration. On the other hand, in a vehicle having only a motor, since it is generally unnecessary to absorb vibration by the mount, a mount having a relatively hard characteristic is used to support the motor in response to a large rising torque. .
[0056]
Therefore, in a hybrid vehicle including a motor and an internal combustion engine as a power unit, vibration accompanying torque fluctuation of a large motor torque is likely to occur compared to a vehicle including only a motor as a power unit. In particular, in the so-called parallel type hybrid vehicle shown in FIG. 15, since the power unit 70 in which the internal combustion engine 71 and the motor 72 are integrated is mounted on the chassis 73, appropriate mounts are used for the internal combustion engine 71 and the motor 72, respectively. I can't. Therefore, in the parallel type hybrid vehicle, the effect brought about by the control device according to the present invention can be more remarkable as compared with the case where the control device according to the present invention is applied to a vehicle having only a motor as a power unit.
[0057]
In the schematic diagram illustrated in FIG. 15, the power unit 70 is swingably coupled to the chassis 73 via a mount 74 schematically represented in a spring form. The output shaft 75 of the power unit 70 is coupled to one end of a drive shaft 76 that represents the power train, and the torsion of the drive shaft 76 is represented by a torsion spring. The other end of the drive shaft 76 is coupled to a wheel 77 that acts as load inertia.
[0058]
The drive torque output from the power unit 70 to the drive shaft 76 via the output shaft 75 can be generated by both the motor 72 and the internal combustion engine 71 based on the torque command value. Therefore, if strict optimum control is to be performed, it is preferable to perform control in consideration of torque fluctuations of the internal combustion engine 71. However, the sudden torque fluctuation of the internal combustion engine 71 is moderate as compared with the sudden torque fluctuation of the motor 72, and the vibration generated in the power unit 70 due to the sudden torque fluctuation is usually caused by the torque fluctuation of the motor 72. In addition, since vibration caused by torque fluctuation of the internal combustion engine 71 is also transmitted to the motor stator 79 and the motor rotor 78, the power unit 70 is appropriately controlled by regarding the vibration caused by the internal combustion engine 71 as disturbance and appropriately controlling the motor 72. Overall vibration is effectively suppressed. Therefore, the above embodiments of the present invention can be applied to a parallel hybrid vehicle as it is.
[0059]
On the other hand, in a so-called series type hybrid vehicle, the internal combustion engine and the motor can be independently mounted on the chassis, so that the internal combustion engine and the motor are respectively connected to the chassis via mounts having appropriate characteristics. Can be mounted. Further, since all the driving torque output to the power train is output by the motor, FIG. 2 can be applied as a schematic diagram thereof, and the embodiments of the above inventions can be applied as they are.
[0060]
The power control apparatus according to the present invention has been described based on some embodiments of the present invention. However, the above-described embodiments of the present invention are for facilitating the understanding of the present invention. It is not intended to limit. It should be understood that the present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the appended claims, and that the present invention can include equivalents thereof.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle including a motor in a power unit to which the present invention can be applied.
FIG. 2 is a schematic diagram schematically showing a vibration system used in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a block diagram of a control system according to the embodiment of the first invention.
FIG. 4 is a graph used for explaining model identification;
FIG. 5 is a graph used for explaining model identification;
6 is a flowchart showing processing for realizing the control system shown in FIG. 3. FIG.
FIG. 7 is a graph showing experimental results of a comparative example.
8 is a graph showing experimental results of Example 1. FIG.
FIG. 9 is a block diagram of a control system according to an embodiment of the second invention.
FIG. 10 is a flowchart showing processing for realizing the control system shown in FIG. 9;
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating characteristics of a preprocessing filter.
FIG. 12 is an explanatory diagram showing characteristics of a conventional first-order lag low-pass filter.
13 is a graph showing experimental results of Example 2. FIG.
FIG. 14 is a block diagram of a control system according to an embodiment of the third invention.
FIG. 15 is a schematic diagram schematically showing a vibration system used in the embodiment of the fourth invention.
[Explanation of symbols]
10 ... Vehicle
11 ... Motor
12 ... Powertrain
13a, 13b ... wheels
14 ... Inverter
15 ... Battery
16 ... Control unit
17 ... CPU
18 ... ROM
19 ... RAM
20 Accelerator position sensor
21 ... Vehicle speed sensor
30 ... Power unit
31 ... Mount
32 ... Chassis
33 ... Output shaft,
34 ... Drive shaft
35 ... wheel
36 ... Motor rotor
37 ... Stator
40 ... Required torque calculator
41 ... Actual car
42 ... Disturbance component
43 ... Rotation speed detector
44 ... Target reverse model
45 ... Comparator
46 ... Filter
47 ... Amplifier
50 ... Pre-processing filter
51 ... Conventional filter
60 ... Positive model

Claims (6)

少なくとも一つのアクチュエータを有すると共に、駆動軸を介して前記アクチュエータから要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクとなるよう前記アクチュエータにトルク指令値を与えて、前記動力出力機構を制御する制御装置であって、
前記アクチュエータが出力するトルクに相関したパラメータを検出する検出手段と、
前記検出されたパラメータから、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定する推定手段と、
前記トルク指令値が前記推定駆動トルクに一致するよう、前記トルク指令値を補償するトルク補償手段であって、
前記推定駆動トルクと前記トルク指令値との偏差を外乱トルクとして推定する外乱トルク推定手段と、
前記推定された外乱トルクに対して前記動力出力機構の質量と前記車両の質量との比に基づいて定められた値であるゲインを乗算し、制御トルクとして求める制御トルク演算手段と、
前記求めた制御トルクと、前記動力出力機構に対する要求トルクとから、前記トルク指令値を補償するトルク指令値算出手段とを有するトルク補償手段
を備える制御装置。
In a vehicle having at least one actuator and including a power output mechanism capable of outputting a required torque from the actuator via a drive shaft, the power output mechanism is a control target, and the output of the power output mechanism is the required torque. A control device for giving a torque command value to the actuator so as to control the power output mechanism,
Detecting means for detecting a parameter correlated with the torque output by the actuator;
Estimating means for estimating a torque output from the power output mechanism as an estimated drive torque from the detected parameter using a target inverse model of the power output mechanism;
Torque compensation means for compensating the torque command value so that the torque command value matches the estimated driving torque,
Disturbance torque estimating means for estimating a deviation between the estimated driving torque and the torque command value as a disturbance torque;
A control torque calculating means for multiplying the estimated disturbance torque by a gain that is a value determined based on a ratio of the mass of the power output mechanism and the mass of the vehicle, and obtaining as a control torque;
A control device comprising: a torque compensation means having a torque command value calculation means for compensating the torque command value from the obtained control torque and a required torque for the power output mechanism.
少なくとも電動機と内燃機関とを有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、その制御を行なう制御装置であって、
少なくともアクセル開度および車速に基づき、前記要求トルクを演算する要求トルク演算手段と、
前記電動機の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記検出された回転数から、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定する推定手段と、
前記動力出力機構の出力が前記要求トルクになるよう、前記動力出力機構に与えられるトルク指令値を、前記推定駆動トルクに基づいて補償するトルク補償手段であって、
前記推定駆動トルクと前記トルク指令値との偏差を外乱トルクとして推定する外乱トルク推定手段と、
前記推定された外乱トルクに対して前記動力出力機構の質量と前記車両の質量との比に基づいて定められた値であるゲインを乗算し、制御トルクとして求める制御トルク演算手段と、
前記求めた制御トルクと、前記動力出力機構に対する要求トルクとから、前記トルク指令値を補償するトルク指令値算出手段とを有するトルク補償手段と、
を備える制御装置。
In a vehicle having at least a motor and an internal combustion engine and having a power output mechanism capable of outputting a required torque from the motor via a drive shaft, the control device is a control device that controls the power output mechanism. ,
Requested torque calculating means for calculating the required torque based on at least the accelerator opening and the vehicle speed;
A rotational speed detection means for detecting the rotational speed of the electric motor;
Estimating means for estimating the torque output from the power output mechanism as an estimated drive torque from the detected rotational speed using a target inverse model of the power output mechanism;
Torque compensation means for compensating a torque command value given to the power output mechanism based on the estimated drive torque so that the output of the power output mechanism becomes the required torque;
Disturbance torque estimating means for estimating a deviation between the estimated driving torque and the torque command value as a disturbance torque;
A control torque calculating means for multiplying the estimated disturbance torque by a gain that is a value determined based on a ratio of the mass of the power output mechanism and the mass of the vehicle, and obtaining as a control torque;
Torque compensation means having torque command value calculation means for compensating the torque command value from the obtained control torque and the required torque for the power output mechanism;
A control device comprising:
請求項1または請求項のいずれか記載の制御装置において、
前記動力出力機構の目標モデルは、振動系を含まない単一慣性モデルである、制御装置。
In the control device according to claim 1 or 2 ,
The control device, wherein the target model of the power output mechanism is a single inertia model not including a vibration system.
請求項1乃至請求項のいずれかの請求項に記載の制御装置を備える車両。A vehicle comprising the control device according to any one of claims 1 to 3 . 少なくとも一つのアクチュエータを有すると共に、駆動軸を介して前記アクチュエータから要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、前記動力出力機構の出力が前記要求トルクとなるよう前記アクチュエータにトルク指令値を与えて、前記動力出力機構を制御する制御方法であって、
前記アクチュエータが出力するトルクに相関したパラメータを検出し、
前記検出されたパラメータから、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定し、
前記推定駆動トルクと前記トルク指令値との偏差を外乱トルクとして推定し、
前記推定した外乱トルクに対して前記動力出力機構の質量と前記車両の質量との比に基づいて定められた値であるゲインを乗算して制御トルクを求め、
前記求めた制御トルクと、前記動力出力機構に対する要求トルクとから、前記トルク指令値を補償して、前記トルク指令値を前記推定駆動トルクに一致させる
制御方法。
In a vehicle having at least one actuator and including a power output mechanism capable of outputting a required torque from the actuator via a drive shaft, the power output mechanism is a control target, and the output of the power output mechanism is the required torque. A control method for giving a torque command value to the actuator so as to control the power output mechanism,
Detecting a parameter correlated with the torque output by the actuator;
From the detected parameter, using the target inverse model of the power output mechanism, the torque output by the power output mechanism is estimated as an estimated drive torque,
A deviation between the estimated driving torque and the torque command value is estimated as a disturbance torque,
Multiplying the estimated disturbance torque by a gain that is a value determined based on the ratio of the mass of the power output mechanism and the mass of the vehicle, to obtain a control torque,
A control method that compensates for the torque command value from the calculated control torque and a required torque for the power output mechanism, and matches the torque command value with the estimated drive torque.
少なくとも電動機と内燃機関とを有すると共に、駆動軸を介して前記電動機から要求トルクを出力可能な動力出力機構を備える車両において、前記動力出力機構を制御対象とし、その制御を行なう制御方法であって、
少なくともアクセル開度および車速に基づき、前記要求トルクを演算し、
前記電動機の回転数を検出し、
前記検出された回転数から、前記動力出力機構の目標逆モデルを用いて、前記動力出力機構が出力するトルクを推定駆動トルクとして推定し、
前記推定駆動トルクと前記トルク指令値との偏差を外乱トルクとして推定し、
前記推定した外乱トルクに対して前記動力出力機構の質量と前記車両の質量との比に基づいて定められた値であるゲインを乗算して制御トルクを求め、
前記求めた制御トルクと、前記動力出力機構に対する要求トルクとから、前記動力出力機構に与えられるトルク指令値を補償して、前記動力出力機構の出力を前記要求トルクとする、
制御方法。
In a vehicle having at least an electric motor and an internal combustion engine and having a power output mechanism capable of outputting a required torque from the electric motor via a drive shaft, the power output mechanism is a control target, and the control method performs the control. ,
Based on at least the accelerator opening and the vehicle speed, the required torque is calculated,
Detecting the rotation speed of the motor;
From the detected number of revolutions, using the target inverse model of the power output mechanism, the torque output by the power output mechanism is estimated as an estimated drive torque,
A deviation between the estimated driving torque and the torque command value is estimated as a disturbance torque,
Multiplying the estimated disturbance torque by a gain that is a value determined based on the ratio of the mass of the power output mechanism and the mass of the vehicle, to obtain a control torque,
Compensating a torque command value given to the power output mechanism from the calculated control torque and the required torque for the power output mechanism, and setting the output of the power output mechanism as the required torque,
Control method.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4062666B2 (en) * 2002-03-25 2008-03-19 本田技研工業株式会社 Torque fluctuation control device and torque fluctuation control program
JP2004023943A (en) * 2002-06-19 2004-01-22 Meidensha Corp Reversing suppression controller for electric vehicle
JP3935111B2 (en) * 2002-08-26 2007-06-20 日産自動車株式会社 Vibration suppression device and vibration suppression method for hybrid vehicle
JP4192833B2 (en) * 2004-04-27 2008-12-10 日産自動車株式会社 Driving force control device
JP4007347B2 (en) * 2004-07-21 2007-11-14 日産自動車株式会社 Vehicle motor torque control device
JP4026629B2 (en) * 2004-08-03 2007-12-26 日産自動車株式会社 Vehicle motor torque control device
JP4148215B2 (en) * 2004-12-03 2008-09-10 日産自動車株式会社 Vibration suppression control device for electric motor drive vehicle
KR100712558B1 (en) * 2006-07-05 2007-04-27 삼성전자주식회사 Apparatus and method for determining compensation of disturbance and disk drive using the same
JP4953830B2 (en) * 2007-01-12 2012-06-13 Ntn株式会社 In-wheel motor drive device
JP4952506B2 (en) * 2007-10-19 2012-06-13 トヨタ自動車株式会社 Vehicle drive control device
JP2009177860A (en) * 2008-01-21 2009-08-06 Toyota Motor Corp Controller of vehicle and vehicle equipped with the same
JP5218152B2 (en) * 2009-02-26 2013-06-26 日産自動車株式会社 Control device for electric vehicle
JP5440874B2 (en) 2010-09-30 2014-03-12 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 Control device
JP2012200076A (en) 2011-03-22 2012-10-18 Hitachi Automotive Systems Ltd Electric vehicle control device
JP5699836B2 (en) * 2011-07-12 2015-04-15 株式会社デンソー Control device for hybrid vehicle
JP6278823B2 (en) * 2014-05-09 2018-02-14 カルソニックカンセイ株式会社 Driving force control device for electric vehicle
JP6156264B2 (en) * 2014-06-20 2017-07-05 トヨタ車体株式会社 Electric vehicle control device
JP6688452B2 (en) * 2016-03-10 2020-04-28 株式会社リコー Motor control device, motor control system, and traveling body
JP2018074871A (en) * 2016-11-04 2018-05-10 カルソニックカンセイ株式会社 Device for controlling drive of electric vehicle
JP6880675B2 (en) * 2016-11-25 2021-06-02 日産自動車株式会社 Electric vehicle control method and electric vehicle control device
JP6490131B2 (en) * 2017-03-31 2019-03-27 ファナック株式会社 Machine learning device, servo control device, servo control system, and machine learning method

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