JP4148215B2 - Vibration suppression control device for electric motor drive vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、電動モータによって駆動される車両におけるトルクの振動を抑制する技術に関する。   The present invention relates to a technique for suppressing torque vibration in a vehicle driven by an electric motor.

電動モータを駆動源とする車両におけるトルク振動を抑制する制振制御装置としては、例えば後記特許文献1に記載のものがある。
上記従来の制振制御装置においては、各種車両情報に応じて第1のトルク目標値を設定し、また、後述するモータトルク指令値を入力し、車両へのトルク入力とモータ回転速度との間の伝達特性のモデルGp(s)に相当する特性を有するフィルタを通すことによってモータ回転速度を推定し、その回転速度推定値と実際のモータ回転速度との偏差を求め、分母次数と分子次数との差分が、前記モデルGp(s)の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性H(s)、つまり「H(s)の分母次数−分子次数≧Gp(s)の分母次数−分子次数」なる条件を満たす伝達特性H(s)を用いたモデルH(s)/Gp(s)のフィルタを備え、上記偏差を上記H(s)/Gp(s)なるフィルタに通すことによって、第2のトルク目標値を算出し、第1のトルク目標値と第2のトルク目標値を加え合わせて前記モータトルク指令値とし、該モータトルク指令値に実モータの出力トルクを一致もしくは追従させるように制御している。
上記のような従来の制振制御における伝達特性H(s)を持つバンドパスフィルタの構成手段として、ローパス側、ハイパス側の減衰特性(dB/dec)を概略一致させ、駆動系のねじり共振周波数が対数軸上でH(s)の通過帯域の中央となるように構成する方法が知られている。これにより、理論上、不要な振動に対し、位相差0でキャンセルトルクを与えられるため、振動抑制に最大の効果を発揮することができている。
特開2003−09566号公報
As a vibration suppression control device for suppressing torque vibration in a vehicle using an electric motor as a drive source, for example, there is a device described in Patent Document 1 described later.
In the above conventional vibration damping control device, a first torque target value is set according to various vehicle information, and a motor torque command value to be described later is input, and between the torque input to the vehicle and the motor rotation speed. The motor rotational speed is estimated by passing through a filter having characteristics corresponding to the model Gp (s) of the transfer characteristic of the motor, and the deviation between the estimated rotational speed value and the actual motor rotational speed is obtained. Of the model Gp (s) is greater than the difference between the denominator order and the numerator order, that is, “H (s) denominator order−numerator order ≧ Gp (s) denominator order− By providing a filter of model H (s) / Gp (s) using a transfer characteristic H (s) that satisfies the condition “molecular order”, and passing the deviation through the filter of H (s) / Gp (s) The second torque target value is calculated, and the first torque The standard value and the second torque target value are added to obtain the motor torque command value, and control is performed so that the output torque of the actual motor matches or follows the motor torque command value.
As a means for constituting a bandpass filter having the transfer characteristic H (s) in the conventional vibration damping control as described above, the attenuation characteristics (dB / dec) on the low-pass side and the high-pass side are approximately matched, and the torsional resonance frequency of the drive system There is known a method of configuring so that is at the center of the passband of H (s) on the logarithmic axis. In this way, theoretically, canceling torque can be applied to unnecessary vibrations with a phase difference of 0, so that the maximum effect can be exhibited in vibration suppression.
JP 2003-09566 A

前記のような従来の制振制御を適用すると、ゲインの設定が適切でない場合にはギアのバックラッシュ等に起因して生じる外乱トルク要素に対して振動的な応答となったり、ねじり共振周波数を完全に0とすることが出来なかった。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、電動モータ駆動車両における制振効果をより向上させた制振制御装置を提供することを目的とする。
When the conventional vibration suppression control as described above is applied, if the gain setting is not appropriate, it becomes a vibration response to a disturbance torque element caused by gear backlash or the like, or the torsional resonance frequency is set. It was not possible to make it completely zero.
The present invention has been made to solve the above-described problem, and an object thereof is to provide a vibration suppression control device that further improves the vibration suppression effect in an electric motor-driven vehicle.

上記の目的を達成するため、本発明においては、第2のトルク目標値設定手段におけるバンドパスフィルタH(s)において、ねじり共振周波数fpとハイパス側遮断周波数fcHとの比およびローパス側遮断周波数fcLとねじり共振周波数fpとの比の関係Kfcを、
Kfc=fp/fcH=fcL/fp
となる値に設定した場合に、第2のトルク目標値を
Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1 (ただしζpは車両によって決まる定数)
なるゲインKfb倍に増幅する増幅手段を備えるように構成している。
あるいは上記のゲインKfbを
Kfb=Kfc+1
に増幅する増幅手段を備えるように構成している。
In order to achieve the above object, in the present invention, in the bandpass filter H (s) in the second torque target value setting means, the ratio between the torsional resonance frequency fp and the high-pass cutoff frequency fcH and the low-pass cutoff frequency fcL. And the relationship Kfc of the ratio of torsional resonance frequency fp
Kfc = fp / fcH = fcL / fp
If set to a value that becomes the second torque target value Kfb = Kfc 2 -2 · Kfc · ζp + 1 ( although Zetapi is a constant determined by the vehicle)
Amplifying means for amplifying the gain Kfb times is provided.
Alternatively, the gain Kfb is set as follows: Kfb = Kfc 2 +1
And amplifying means for amplifying.

上記のように、第2のトルク目標値をKfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1にしたことにより、ギアのバックラッシュ等に起因して生じる外乱トルクに対して振動的な応答にならない(つまり振動しない)ようにすることが出来る。また、上記ゲインをKfb=Kfc+1とした場合には、フィードバックトルクをゲイン0dBとして減衰することなく第2のトルク目標値としてフィードバックすることが可能となるので、ねじり共振周波数の外乱トルクを完全に0(外乱のある周波数成分を0)にすることが出来る、という効果が得られる。 As described above, the second torque target value is set to Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1, so that no vibration response is generated with respect to disturbance torque caused by gear backlash or the like (that is, (It does not vibrate). Further, when the gain is set to Kfb = Kfc 2 +1, the feedback torque can be fed back as the second torque target value without being attenuated with a gain of 0 dB. Thus, the effect that the frequency component having a disturbance can be reduced to 0 (zero) is obtained.

図1は本発明の一実施の形態を示すブロック図である。
図1において、1は車両のアクセル操作量を検出するアクセル開度センサ、2はモータトルク設定部、3は制振制御部、4はモータトルク制御部(何れも詳細後述)であり、モータトルク制御部の出力信号に応じてモータ5を制御する。6はモータ5の回転速度を検出するためのモータ回転角センサ、7はモータ5の回転を車輪8、9に伝達する駆動軸である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is an accelerator opening sensor for detecting the accelerator operation amount of the vehicle, 2 is a motor torque setting unit, 3 is a vibration damping control unit, 4 is a motor torque control unit (both described later in detail), and motor torque The motor 5 is controlled according to the output signal of the control unit. 6 is a motor rotation angle sensor for detecting the rotation speed of the motor 5, and 7 is a drive shaft that transmits the rotation of the motor 5 to the wheels 8 and 9.

モータトルク設定部2は、アクセル開度センサ1で検出したアクセル開度とモータ回転角センサ6から検出したモータ回転速度とに基づいてモータトルクの目標値(第1のトルク目標値T1)を設定する。この第1のトルク目標値T1は、例えばアクセル開度とモータ回転速度とに対応したトルク目標値のマップを予め記憶しておき、そのときのアクセル開度とモータ回転速度とに応じた値を読み出し、その値をGm(s)/Gp(s)なる伝達特性を有するフィルタを通すことによって算出する。なお、アクセル開度とモータ回転速度とから求める代わりに上位コントローラからのトルク指令値を用いてもよい。
上記のGm(s)は車両へのトルク入力とモータ回転速度の応答目標を示すモデル(理想モデル)であり、Gp(s)は車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性を示すモデルである。
The motor torque setting unit 2 sets a motor torque target value (first torque target value T1) based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 1 and the motor rotation speed detected from the motor rotation angle sensor 6. To do. As this first torque target value T1, for example, a map of a torque target value corresponding to the accelerator opening and the motor rotation speed is stored in advance, and a value corresponding to the accelerator opening and the motor rotation speed at that time is stored. The read value is calculated by passing through a filter having a transfer characteristic of Gm (s) / Gp (s). A torque command value from the host controller may be used instead of obtaining from the accelerator opening and the motor rotation speed.
The above Gm (s) is a model (ideal model) indicating the response target of the torque input to the vehicle and the motor rotation speed, and Gp (s) is a model indicating the transfer characteristics of the torque input to the vehicle and the motor rotation speed. is there.

制振制御部3は、第1のトルク目標値T1とモータ回転速度とを入力し、後述する演算を行って第1のトルク目標値T1と第2のトルク目標値T2とを加算したモータトルク指令値Tを出力する。
モータトルク制御部4は、上記モータトルク指令値Tにモータ5の出力トルクを一致もしくは追従させるように制御する。
上記モータトルク設定部2、制振制御部3およびモータトルク制御部4は、例えばマイクロコンピュータで構成されており、また、モータ5の駆動は、例えばトルク指令値Tに対応するPWM信号によって駆動されるインバータを用いて駆動する。
The vibration suppression control unit 3 inputs the first torque target value T1 and the motor rotation speed, performs a calculation described later, and adds the first torque target value T1 and the second torque target value T2 to the motor torque. Command value T is output.
The motor torque control unit 4 performs control so that the output torque of the motor 5 matches or follows the motor torque command value T.
The motor torque setting unit 2, the vibration suppression control unit 3 and the motor torque control unit 4 are constituted by, for example, a microcomputer, and the motor 5 is driven by a PWM signal corresponding to the torque command value T, for example. It is driven using an inverter.

ここで前記した車両のトルク入力とモータ回転速度の伝達特性Gp(s)について説明する。
図9は車両の駆動ねじり振動系の運動方程式を説明するための図であり、図9における各符号は以下に示すとおりである。
Jm:モータのイナーシャ
Jw:駆動輪のイナーシャ
M:車両の重量
KD:駆動系のねじり剛性
KT:タイヤと路面の摩擦に関する係数
N:オーバーオールギヤ比
r:タイヤの加重半径
ωm:モータの角速度
Tm:モータのトルク
TD:駆動輪のトルク
F:車両に加えられる力
V:車両の速度
ωW:駆動輪の角速度
図9より、以下の運動方程式を導くことが出来る。
The vehicle torque input and motor rotation speed transfer characteristic Gp (s) will now be described.
FIG. 9 is a diagram for explaining an equation of motion of the drive torsional vibration system of the vehicle. The reference numerals in FIG. 9 are as follows.
Jm: Motor inertia Jw: Drive wheel inertia M: Vehicle weight KD: Torsional rigidity of drive system KT: Coefficient of tire-road friction N: Overall gear ratio r: Tire weight radius ωm: Motor angular velocity Tm: Motor torque TD: Drive wheel torque F: Force applied to vehicle V: Vehicle speed ωW: Drive wheel angular velocity From FIG. 9, the following equation of motion can be derived.

Jm・ωm=Tm−TD/N
2Jw・ωW=TD−rF
MV=F
TD=KD ∫(ωm/N−ωW)
F=KT(rωW−V)
なお、上記の各数式において、符号の右上に付されている「*」は、時間微分を示す。 上記の各運動方程式に基づいて、モータトルクからモータ回転速度の伝達特性Gp(s)を求めると下記(数1)式のようになる。
Jm · ω * m = Tm-TD / N
2Jw ・ ω * W = TD-rF
MV * = F
TD = KD ∫ (ωm / N-ωW)
F = KT (rωW-V)
In each of the above mathematical expressions, “*” attached to the upper right of the code indicates time differentiation. When the transfer characteristic Gp (s) of the motor rotational speed is obtained from the motor torque based on the above equations of motion, the following equation (1) is obtained.

Gp(s)=(b33+b22+b1s+b0)/s(a43+a32+a2s+a1)
…(数1)
ただし、
4=2Jm・Jw・M
3=Jm(2Jw+Mr2)KT
2={Jm+(2Jw/N2)}M・KD
1={Jm+(2Jw/N2)+(Mr2/N2)}KD・KT
3=2Jw+M
2=(2Jw+Mr2)KT
1=M・KD
0=KD・KT
上記(数1)式に示した伝達関数の極と零点を調べると、一つの極と一つの零点とは極めて近い値を示す。これは下記(数2)式におけるαとβが極めて近い値を示すことに相当する。
Gp(s)=(s+β)(b2's2+b1's+b0')/s(s+α)(a3's2+a2's+a1')
…(数2)
したがって上記(数2)式における極零相殺(α=βと近似する)を行うことにより、下記(数3)式に示すように、(2次)/(3次)の伝達特性Gp(s)が得られる。
Gp(s)=(b2's2+b1's+b0')/s(a3's2+a2's+a1')
…(数3)
上記の(数3)式をマイコン処理によって具現化するため、例えば下記(数4)式を用いてZ変換し、離散化する。
s=(2/T)・{(1−Z-1)/(1+Z-1)} …(数4)。
Gp (s) = (b 3 s 3 + b 2 s 2 + b 1 s + b 0 ) / s (a 4 s 3 + a 3 s 2 + a 2 s + a 1 )
... (Equation 1)
However,
a 4 = 2Jm ・ Jw ・ M
a 3 = Jm (2Jw + Mr 2 ) KT
a 2 = {Jm + ( 2 Jw / N 2 )} M · KD
a 1 = {Jm + ( 2 Jw / N 2 ) + (Mr 2 / N 2 )} KD · KT
b 3 = 2Jw + M
b 2 = (2Jw + Mr 2 ) KT
b 1 = M · KD
b 0 = KD · KT
When the poles and zeros of the transfer function shown in the above equation (1) are examined, one pole and one zero show extremely close values. This corresponds to the fact that α and β in the following (Equation 2) show extremely close values.
Gp (s) = (s + β) (b 2 's 2 + b 1 ' s + b 0 ') / s (s + α) (a 3 ' s 2 + a 2 's + a 1 ')
... (Equation 2)
Therefore, by performing pole-zero cancellation (approximate α = β) in the above equation (2), as shown in the following equation (3), the (second order) / (third order) transfer characteristic Gp (s ) Is obtained.
Gp (s) = (b 2 's 2 + b 1 ' s + b 0 ') / s (a 3 ' s 2 + a 2 's + a 1 ')
(Equation 3)
In order to realize the above formula (3) by microcomputer processing, for example, the following (formula 4) is Z-transformed and discretized.
s = (2 / T) · {(1-Z −1 ) / (1 + Z −1 )} (Equation 4).

次に、伝達特性H(s)について説明する。
H(s)は、バンドパスフィルタとした場合に、振動のみを低減するフィードバック要素となる。このバンドパスフィルタのフィルタ特性は例えば図10に示すように、ローパス側およびハイパス側の減衰特性がほぼ一致し、かつ、駆動系のねじり共振周波数fpが対数軸(logスケール)上で、通過帯域の中央部近傍となるように設定されている。なお、fcLはローパス側遮断周波数、fcHはハイパス側遮断周波数である。
Next, the transfer characteristic H (s) will be described.
H (s) is a feedback element that reduces only vibration when a band-pass filter is used. For example, as shown in FIG. 10, the filter characteristics of this bandpass filter are that the attenuation characteristics of the low-pass side and the high-pass side are substantially the same, and the torsional resonance frequency fp of the drive system is on the logarithmic axis (log scale). It is set to be in the vicinity of the center of the. Note that fcL is a low-pass cutoff frequency, and fcH is a high-pass cutoff frequency.

(第1の実施例)
図2は本発明の動作説明のためのモータ制御系のモデル構成を示すブロック図であり、図3は本発明による第1の実施例の構成を示すブロック図、図4は第1の実施例のシミュレーションによる出力結果を示す図、図5は第1の実施例の動作を説明するためのブロック図である。
(First embodiment)
FIG. 2 is a block diagram showing a model configuration of a motor control system for explaining the operation of the present invention, FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment according to the present invention, and FIG. 4 is a first embodiment. FIG. 5 is a block diagram for explaining the operation of the first embodiment.

図2において、トルク目標値設定手段101は、Gm(s)/Gp(s)の前置フィルタからなり、入力した上位コントローラからのトルク指令値100(または図1に示したように各種車両情報:例えばアクセル開度やモータ回転速度)に応じて第1のトルク目標値102を設定する。このトルク目標値設定手段101は図1のモータトルク設定部2に相当する。
モータ回転速度推定手段110は、車両へのトルク入力とモータ回転速度との伝達特性のモデルGp(s)に相当する特性を有するフィルタで構成され、入力した第1のトルク目標値102からモータ回転速度推定値109を算出する。
減算手段116は、モータ回転速度推定値109と実際のモータ回転速度検出値106との偏差111を求める。
In FIG. 2, torque target value setting means 101 is composed of a pre-filter of Gm (s) / Gp (s), and input torque command value 100 from the host controller (or various vehicle information as shown in FIG. 1). : For example, the first torque target value 102 is set in accordance with the accelerator opening and the motor rotation speed. This torque target value setting means 101 corresponds to the motor torque setting unit 2 in FIG.
The motor rotation speed estimation means 110 is composed of a filter having a characteristic corresponding to a model Gp (s) of a transmission characteristic between torque input to the vehicle and the motor rotation speed, and the motor rotation from the input first torque target value 102. A speed estimation value 109 is calculated.
The subtracting means 116 obtains a deviation 111 between the motor rotation speed estimated value 109 and the actual motor rotation speed detected value 106.

第2のトルク目標値設定手段113は、分母次数と分子次数との差分が、モデルGp(s)の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性を有するバンドパスフィルタH(s)、つまり「H(s)の分母次数−分子次数≧Gp(s)の分母次数−分子次数」なる条件を満たす伝達特性を有するバンドパスフィルタH(s)を用いたH(s)/Gp(s)のフィルタで構成され、前記減算手段で算出された偏差を入力し、第2のトルク目標値114を設定する。   The second torque target value setting means 113 includes a bandpass filter H (s) having a transfer characteristic in which the difference between the denominator order and the numerator order is equal to or greater than the difference between the denominator order and the numerator order of the model Gp (s). That is, H (s) / Gp (s) using a bandpass filter H (s) having a transfer characteristic that satisfies the condition of “denominator order of H (s) −numerator order ≧ denominator order of Gp (s) −numerator order”. ), The deviation calculated by the subtracting means is input, and the second torque target value 114 is set.

なお、第2のトルク目標値設定手段113を構成するH(s)/Gp(s)のフィルタの遮断周波数は、
Kfc=fp/fcH=fcL/fp つまりfcH・Kfc=fcL/Kfc=fp
に設定されている。ただし、fcHはハイパス側の遮断周波数、fcLはローパス側の遮断周波数である。
The cutoff frequency of the H (s) / Gp (s) filter constituting the second torque target value setting means 113 is:
Kfc = fp / fcH = fcL / fp That is, fcH · Kfc = fcL / Kfc = fp
Is set to However, fcH is the cutoff frequency on the high-pass side, and fcL is the cutoff frequency on the low-pass side.

増幅手段112は、第2のトルク目標値114にゲインKfb(詳細後述)を掛け合わせて増幅後の第2のトルク目標値103を出力する。
加算手段115は、前記第1のトルク目標値102と増幅後の第2のトルク目標値103とを加え合わせてモータトルク指令値104とし、このモータトルク指令値104でモータ105〔伝達特性をGp'(s)とする〕を駆動制御する。つまり、前記モータトルク指令値104にモータ105の出力トルクを一致もしくは追従させるように制御する。なお、121は外部から加えられる外乱トルクdである。
The amplifying unit 112 multiplies the second torque target value 114 by a gain Kfb (details will be described later) and outputs the amplified second torque target value 103.
The adding means 115 adds the first torque target value 102 and the amplified second torque target value 103 to obtain a motor torque command value 104. The motor torque command value 104 is used to add a motor 105 [transfer characteristic to Gp. '(s)] is controlled. That is, control is performed so that the output torque of the motor 105 matches or follows the motor torque command value 104. Reference numeral 121 denotes a disturbance torque d applied from the outside.

上記のモータ回転速度推定手段110、増幅手段112、第2のトルク目標値設定手段113、加算手段115および減算手段116の部分が前記図1の制振制御部3に相当する。なお、図1のモータトルク制御部4は、伝達特性的には影響がないので図2には表示していないが、外乱トルク121とモータ105との間に存在する。以上が本発明を適用するモータ制御系のモデル構成である。   The parts of the motor rotation speed estimating means 110, the amplifying means 112, the second torque target value setting means 113, the adding means 115 and the subtracting means 116 correspond to the vibration damping control unit 3 of FIG. The motor torque control unit 4 in FIG. 1 is not shown in FIG. 2 because it has no influence on the transmission characteristics, but exists between the disturbance torque 121 and the motor 105. The above is the model configuration of the motor control system to which the present invention is applied.

図3に示した第1の実施例においては、図2における車両モデルのモータ回転速度推定値109と実際のモータ回転速度検出値106との偏差を求める際に、積分偏差が生じることを防ぐため、図2の制御ブロック構成を等価変換して図3に示すような構成とする。
図3において、トルク目標値設定手段501は、Gm(s)/Gp(s)の前置フィルタからなり、入力した上位コントローラからのトルク指令値500(または各種車両情報:例えばアクセル開度やモータ回転速度)に応じて第1のトルク目標値502を設定して出力する。
In the first embodiment shown in FIG. 3, an integral deviation is prevented from occurring when the deviation between the motor rotational speed estimated value 109 of the vehicle model in FIG. 2 and the actual motor rotational speed detected value 106 is obtained. 2 is equivalently converted into the configuration shown in FIG.
In FIG. 3, a torque target value setting means 501 is composed of a pre-filter of Gm (s) / Gp (s), and an input torque command value 500 (or various vehicle information: for example, accelerator opening and motor The first torque target value 502 is set according to the rotational speed) and output.

モータ505へのモータトルク指令値504は、駆動系のねじり共振周波数を中心周波数fpとするバンドパスフィルタ510を通過することにより、モータトルク指令値のねじり共振周波数成分509となる。上記バンドパスフィルタ510の遮断周波数は
Kfc=fp/fcH=fcL/fp つまりfcH・Kfc=fcL/Kfc=fp
に設定されている。ただし、fcHはハイパス側の遮断周波数、fcLはローパス側の遮断周波数である。
A motor torque command value 504 to the motor 505 passes through a band-pass filter 510 whose center frequency fp is the torsional resonance frequency of the drive system, and becomes a torsional resonance frequency component 509 of the motor torque command value. The cutoff frequency of the bandpass filter 510 is Kfc = fp / fcH = fcL / fp, that is, fcH · Kfc = fcL / Kfc = fp
Is set to However, fcH is the cutoff frequency on the high-pass side, and fcL is the cutoff frequency on the low-pass side.

また、モータ505の実際のモータ回転速度検出値506は、H(s)/Gp(s)なるフィルタ507を通してモータにかかるトルクのねじり共振周波数成分508に変換される。
減算手段516は、前記モータトルク指令値のねじり共振周波数成分509と、モータ505にかかるトルクのねじり共振周波数成分508との偏差511を求める。
The actual motor rotation speed detection value 506 of the motor 505 is converted into a torsional resonance frequency component 508 of torque applied to the motor through a filter 507 of H (s) / Gp (s).
The subtracting means 516 obtains a deviation 511 between the torsional resonance frequency component 509 of the motor torque command value and the torsional resonance frequency component 508 of the torque applied to the motor 505.

増幅手段512は、上記の偏差511を、Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1(ただしζpは車両によって決まる定数:減衰係数)なるゲインKfb倍に増幅し、第2のトルク目標値503とする。
加算手段515は、前記第1のトルク目標値502と増幅後の第2のトルク目標値503とを加え合わせてモータトルク指令値504とし、このモータトルク指令値504によってモータ505を駆動制御する。つまり、前記モータトルク指令値504にモータ505の出力トルクを一致もしくは追従させるように制御する。ただし、521は外乱トルクである。
なお、図3のフィルタ507におけるH(s)/Gp(s)の特性は、図2の第2のトルク目標値設定手段113における「H(s)の分母次数−分子次数≧Gp(s)の分母次数−分子次数」なる条件を満たす伝達特性H(s)を用いたH(s)/Gp(s)と同じである。
The amplifying means 512 amplifies the deviation 511 by a gain Kfb times Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1 (where ζp is a constant determined by the vehicle: damping coefficient) to obtain a second torque target value 503. .
The adding means 515 adds the first torque target value 502 and the amplified second torque target value 503 to obtain a motor torque command value 504, and drives and controls the motor 505 based on the motor torque command value 504. That is, control is performed so that the output torque of the motor 505 matches or follows the motor torque command value 504. However, 521 is a disturbance torque.
The characteristic of H (s) / Gp (s) in the filter 507 in FIG. 3 is “denominator order−numerator order ≧ Gp (s) of H (s) in the second torque target value setting means 113 in FIG. This is the same as H (s) / Gp (s) using the transfer characteristic H (s) that satisfies the condition “denominator order-numerator order”.

ここで、図5を用いて第1の実施例の動作を説明する。
図5において、外部から入力したトルク指令値をu、出力回転速度をY、外乱入力トルクをdとして、中間ノードの演算結果をそれぞれx1、x2、x3、x4、x5と置くと、下記の(数5)式に示す連立方程式が求められる。
Here, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG.
In FIG. 5, when the externally input torque command value is u, the output rotational speed is Y, the disturbance input torque is d, and the intermediate node calculation results are x1, x2, x3, x4, and x5, respectively, The simultaneous equations shown in Equation 5) are obtained.

Y=Gp'(s)・(x1+d)
x1=x5+u
x2=H(s)・x1 …(数5)
x3={H(s)/Gp(s)}・Y
x4=x2−x3
x5=Kfb(x2−x3)
また、下記(数6)式〜(数9)式に示す関係がある。
Y = Gp ′ (s) · (x1 + d)
x1 = x5 + u
x2 = H (s) · x1 (Expression 5)
x3 = {H (s) / Gp (s)} · Y
x4 = x2-x3
x5 = Kfb (x2-x3)
Further, there is a relationship shown in the following formulas (6) to (9).

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
ただし、dは外乱トルク
Figure 0004148215
Where d is the disturbance torque

Figure 0004148215
上記それぞれの関係から入出力の伝達関数を解くと、(数10)式が得られる。
Figure 0004148215
When the input / output transfer function is solved from each of the above relationships, Equation (10) is obtained.

Figure 0004148215
本発明による制振制御は、入力トルク指令値uに対しては、モータの応答をモデル化した応答Gp(s)・uとなるように作用し、かつ外乱入力トルクdに対して振動の無い規範応答Gm(s)・dとなるように作用することにより、モータのギアのバックラッシュ等に起因する外乱要素に対してもロバストな制振効果を得られるようにするものであり、従って(数10)式の第2項が下記(数11)式に示すようにGm(s)・dとなるようなゲインkを選ぶことにより、完全な制振効果を得ることが可能となる。
Figure 0004148215
The vibration suppression control according to the present invention acts so as to have a response Gp (s) · u that models the motor response with respect to the input torque command value u, and has no vibration with respect to the disturbance input torque d. By acting so that the normative response Gm (s) · d is obtained, a robust damping effect can be obtained even for disturbance elements caused by backlash of the gear of the motor. By selecting a gain k such that the second term of the equation (10) becomes Gm (s) · d as shown in the following equation (11), a complete vibration damping effect can be obtained.

Figure 0004148215
このときのkの値を下記(数12)式、(数13)式に示すようにして求めると、(数14)式に示すように、Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1となる。ただし、ζpは車両によって決まる定数(減衰係数)、ωpは駆動系のねじり共振周波数である。
Figure 0004148215
When the value of k at this time is determined as shown in the following formulas (12) and (13), Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1 as shown in the formula (14). Here, ζp is a constant (attenuation coefficient) determined by the vehicle, and ωp is a torsional resonance frequency of the drive system.

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
ただし、(数13)式において、右辺の(1/Js)より右の式は、左辺のGp(s)に相当する。つまり、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性Gp(s)は下記(数15)式に示すようになる。なお、Jsは車両慣性である。
Figure 0004148215
However, in Expression (13), the expression on the right side of (1 / Js) on the right side corresponds to Gp (s) on the left side. That is, the transmission characteristic Gp (s) between the torque input to the vehicle and the motor rotation speed is expressed by the following equation (15). Js is vehicle inertia.

Figure 0004148215
図3に示した第1の実施例は、増幅手段512におけるゲインKfbを上記の値に設定したものである。
上記のように、Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1に設定することにより、外乱による車両応答が振動的にならなくなる。つまり振動しなくなる。
Figure 0004148215
In the first embodiment shown in FIG. 3, the gain Kfb in the amplification means 512 is set to the above value.
As described above, by setting Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1, the vehicle response due to the disturbance does not become oscillatory. In other words, it will not vibrate.

また、Kfb=Kfc+1(つまり上記の式において2・Kfc・ζp=0)とした場合には、外乱のある周波数成分を0にすることが出来るので、理論的には外乱によるねじり共振周波数での振動を零に抑制することが可能となる。 Further, when Kfb = Kfc 2 +1 (that is, 2 · Kfc · ζp = 0 in the above equation), the frequency component with disturbance can be set to 0, so theoretically the torsional resonance frequency due to the disturbance Can be suppressed to zero.

図4は、モータ505に対して、外乱トルクd521としてステップ状のトルク指令801を与えた場合におけるモータ505の出力回転速度506の応答波形を示す図である。
図4において、(a)は外乱トルク波形、(b)は前記特許文献1に記載した従来の制振制御による応答波形、(c)は本発明におけるKfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1とした場合の応答波形、(d)は本発明におけるKfb=Kfc+1とした場合の応答波形を示す。
図4に示した制振制御を行わなかった場合の回転速度応答802、804、806は、外乱トルクd801を受けてねじり共振周波数で大きな振幅をもって振動している。これに対して本発明によるKfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1とした制振制御を行った場合は、第2のトルク目標値511が外乱トルクd801に対してGm(s)・dとなるようにフィードバックがかかることにより、(c)に示すように、回転速度出力波形805には、全く振動が生じていないことがわかる。また、本発明によるKfb=Kfc+1とした制振制御を行った場合は、外乱トルクd801によるねじり共振周波数fpの周波数成分は完全に0となっているが、振動の無い応答とはならず、(d)に示すように、回転速度出力波形807は、わずかに振動している。
FIG. 4 is a diagram showing a response waveform of the output rotational speed 506 of the motor 505 when a stepped torque command 801 is given as the disturbance torque d521 to the motor 505.
4, (a) is a disturbance torque waveform, (b) is a response waveform by the conventional vibration suppression control described in Patent Document 1, and (c) is Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1 in the present invention. (D) shows the response waveform when Kfb = Kfc 2 +1 in the present invention.
The rotational speed responses 802, 804, and 806 when the vibration suppression control shown in FIG. 4 is not performed vibrate with a large amplitude at the torsional resonance frequency in response to the disturbance torque d801. If you have made Kfb = Kfc 2 -2 · Kfc · ζp + 1 and the damping control according to the present invention, on the other hand, the second torque target value 511 is Gm (s) · d with respect to the disturbance torque d801 By applying the feedback as described above, it can be seen that no vibration is generated in the rotation speed output waveform 805 as shown in FIG. In addition, when the damping control with Kfb = Kfc 2 +1 according to the present invention is performed, the frequency component of the torsional resonance frequency fp due to the disturbance torque d801 is completely zero, but the response without vibration does not occur. , (D), the rotational speed output waveform 807 slightly vibrates.

(第2の実施例)
前記(特許文献1)に記載されたような従来の制御では、ブレーキをかけた際の制動トルクさえも低減させるトルクを発生させてしまうので、通過帯域の設定が適切でない場合には減速時に押し出され感が現れてしまう可能性があった。実施例2は、このような問題を解決するものである。
(Second embodiment)
In the conventional control as described in the above (Patent Document 1), a torque that reduces even the braking torque when the brake is applied is generated. Therefore, when the setting of the pass band is not appropriate, the torque is pushed out during deceleration. There was a possibility that it would appear. Example 2 solves such a problem.

図6は、第2の実施例の構成を示すブロック図であり、(a)は図2に対応する構成、(b)は図3に対応する構成を示す。なお、図6においては、図2、図3の各ブロックのうち、変更したブロックの部分のみを示し、他のブロックは表示を省略している。
まず、図6(a)においては、図2の第2のトルク目標値設定手段113におけるH(s)/Gp(s)をH(s)と1/Gp(s)とに分け、そのH(s)を、H(s)、H(s)、…、Hn(s)のn個(nは2以上の整数、つまり複数個:113-1〜113-n)の直列構成とし、また前記増幅手段112をKfb、Kfb、…、Kfbnのn個(nは2以上の整数、つまり複数個:112-1〜112-n)の直列構成とする。ただし、Hn(s)とKfbnの値は、添字毎に対応している。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the second embodiment, in which (a) shows a configuration corresponding to FIG. 2, and (b) shows a configuration corresponding to FIG. In FIG. 6, only the changed block portion is shown among the blocks in FIGS. 2 and 3, and the other blocks are not shown.
First, in FIG. 6A, H (s) / Gp (s) in the second torque target value setting means 113 in FIG. 2 is divided into H (s) and 1 / Gp (s). (s) is a series configuration of n of H 1 (s), H 2 (s),..., Hn (s) (n is an integer of 2 or more, that is, a plurality: 113-1 to 113-n). In addition, the amplification means 112 has a series configuration of n Kfb 1 , Kfb 2 ,..., Kfbn (n is an integer of 2 or more, that is, a plurality: 112-1 to 112-n). However, the values of Hn (s) and Kfbn correspond to each subscript.

また、図6(b)においては、図3のモータトルク指令値のねじり共振周波数成分を出力する手段510におけるバントパスフィルタH(s)を、H(s)、H(s)、…、Hn(s)のn個(nは2以上の整数、つまり複数個:510-1〜510-n)の直列構成とし、また、電動モータにかかるトルクのねじり共振周波数成分を出力する手段507におけるH(s)/Gp(s)をH(s)と1/Gp(s)とに分け、そのH(s)を、H(s)、H(s)、…、Hn(s)のn個(nは2以上の整数、つまり複数個:507-1〜507-n)の直列構成とし、増幅手段512をKfb、Kfb、…、Kfbnのn個(nは2以上の整数、つまり複数個:512-1〜512-n)の直列構成とする。なお、Hn(s)とKfbnの値は、添字毎に対応している。 In FIG. 6B, the band pass filter H (s) in the means 510 for outputting the torsional resonance frequency component of the motor torque command value in FIG. 3 is represented by H 1 (s), H 2 (s),. , Hn (s) in series (n is an integer of 2 or more, that is, plural: 510-1 to 510-n), and means for outputting a torsional resonance frequency component of torque applied to the electric motor 507 H (s) / Gp (s) is divided into H (s) and 1 / Gp (s), and H (s) is divided into H 1 (s), H 2 (s),. n (n is an integer of 2 or more of), i.e. a plurality: 507-1~507-n) as a series arrangement of, Kfb 1, Kfb 2 amplifying means 512, ..., n number of Kfbn (n is 2 or more , That is, a plurality of units: 512-1 to 512-n). Note that the values of Hn (s) and Kfbn correspond to each subscript.

上記のKfb、Kfb、…、Kfbnの各値は、同じ値でも良く、異なった値でも良い。つまりKfcの値を Kfc=fp/fcH=fcL/fp を満足する条件において、それぞれKfc、Kfc、…、Kfcnと設定した場合に、各KfbをそれぞれのKfcを用いて Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1 の値に設定すれば良い。または Kfb=Kfc+1 の値に設定しても良い。
同様に、H(s)の値も前記(数12)式を変形した下記(数16)式を満足するように設定すれば良い。
Each value of Kfb 1 , Kfb 2 ,..., Kfbn may be the same value or different values. That the condition satisfying the value Kfc = fp / fcH = fcL / fp of Kfc, respectively Kfc 1, Kfc 2, ..., If set to Kfcn, each Kfb using each of Kfc Kfb = Kfc 2 - A value of 2 · Kfc · ζp + 1 may be set. Or it may be set to the value of the Kfb = Kfc 2 +1.
Similarly, the value of H (s) may be set so as to satisfy the following formula (16) obtained by modifying the formula (12).

Figure 0004148215
上記のように、図6の構成は、第2のトルク目標値を設定するためのゲインKfbと伝達特性H(s)とを4次以上の2n次(2次の回路を複数個乗算した構成)にしたものである。
Figure 0004148215
As described above, the configuration of FIG. 6 is a configuration in which the gain Kfb for setting the second torque target value and the transfer characteristic H (s) are multiplied by a 4nth or higher order 2nth order (a plurality of secondary circuits are multiplied). ).

以下、図6の構成について説明する。
前記第1の実施例における外乱を完全に抑制する場合(Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1の場合)において、バンドパスフィルタH(s)として2次のバンドパスフィルタを用いた場合は、外乱トルクdからモータの角速度ωmへの伝達特性は下記(数17)式で示される。これはKfb・H(s)を下記(数18)式で示した場合に、下記(数19)式となることを示している。
Hereinafter, the configuration of FIG. 6 will be described.
When the disturbance in the first embodiment is completely suppressed (in the case of Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1), when a second-order bandpass filter is used as the bandpass filter H (s), The transfer characteristic from the disturbance torque d to the angular velocity ωm of the motor is expressed by the following equation (Equation 17). This indicates that when Kfb · H (s) is expressed by the following equation (18), the following equation (19) is obtained.

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
これに対してバンドパスフィルタH(s)として4次のバンドパスフィルタを用いた場合は、2つの2次のバンドパスフィルタを下記(数20)式とすれば、下記(数21)式となるので、下記(数22)式が成立する。
Figure 0004148215
On the other hand, when a fourth-order band-pass filter is used as the band-pass filter H (s), if two second-order band-pass filters are expressed by the following (Equation 20), Therefore, the following equation (22) is established.

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
なお、上記(数21)式から A(s)−B(s)=C(s),A(s)−B(s)=C(s)なので、これを(数22)式の変形に用いている。
上記のように、(数22)式においては、分子にC(s)があり、分母に不安定要因のC(s)が残らないので、ステップ状の外乱に対して振動を完全に抑制することが出来る。つまり、下記(数23)式、(数24)式に示すように、分母から不安定要因のC(s)を除くことが出来る。
Figure 0004148215
Since A 1 (s) −B 1 (s) = C (s) and A 2 (s) −B 2 (s) = C (s) from the above equation (21), It is used to transform the formula.
As described above, in the equation (22), C (s) is present in the numerator, and C (s), which is an unstable factor, does not remain in the denominator. Therefore, vibration is completely suppressed against step-like disturbance. I can do it. That is, as shown in the following formulas (23) and (24), the instability factor C (s) can be removed from the denominator.

Figure 0004148215
Figure 0004148215

Figure 0004148215
上記の説明は、4次のバンドパスフィルタ(n=2)を用いた場合について説明したが、6次以上(n=3以上)の場合にも同様に適用することが出来る。
また、第1の実施例において、外乱のある周波数成分を完全に0にする場合(Kfb=Kfc+1)、つまり(数19)式のC(s)が C(s)=s+ωp の場合にも適用することが出来る。
Figure 0004148215
Although the above description has been given of the case where a fourth-order bandpass filter (n = 2) is used, the present invention can be similarly applied to the case of the sixth-order or higher (n = 3 or higher).
Further, in the first embodiment, when the frequency component with disturbance is completely zero (Kfb = Kfc 2 +1), that is, C (s) in equation (19) is C (s) = s 2 + ωp 2 This can also be applied to the case.

図7は、第2の実施例におけるバンドパスフィルタの帯域特性を示す図である。
図7において、太実線は2次のバンドパスフィルタにおける特性(第1の実施例)、細実線は4次のバンドパスフィルタにおける特性(第2の実施例)を示す。
図7から判るように、バンドパスフィルタを4次にすると減衰率が大きくなり、低い周波数の影響が小さくなるため、ブレーキをかけた際の押し出され感を解消することが出来る。
FIG. 7 is a diagram showing band characteristics of the bandpass filter in the second embodiment.
In FIG. 7, the thick solid line indicates the characteristic in the second-order bandpass filter (first embodiment), and the thin solid line indicates the characteristic in the fourth-order bandpass filter (second embodiment).
As can be seen from FIG. 7, when the bandpass filter is fourth-order, the attenuation rate increases and the influence of low frequencies is reduced, so that the feeling of being pushed out when the brake is applied can be eliminated.

次に、Kfbを定める際の元となるKfcの値について説明する。
図8は、Kfcの値と帯域特性との関係を示す特性図である。
図8においては、Kfc=1、Kfc=4、Kfc=16の3特性を示しているが、Kfcを大きくするに従って共振周波数付近が平らな特性となることが判る。これにより、共振周波数がずれた場合でも制振効果を低下させないようにすることが出来る。実際の車両モデルにおいては、前提とするGp(s)の共振周波数がずれる可能性があるため、上記のように、Kfcを大きくする、つまりKfc≠1にした方が良い。ただし、Kfcの値は前記のように Kfc=fp/fcH=fcL/fp の関係を満足する必要がある。
Next, the value of Kfc that is the basis for determining Kfb will be described.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between the value of Kfc and the band characteristics.
FIG. 8 shows three characteristics of Kfc = 1, Kfc = 4, and Kfc = 16. It can be seen that the characteristic near the resonance frequency becomes flat as Kfc is increased. As a result, the vibration damping effect can be prevented from being lowered even when the resonance frequency is shifted. In an actual vehicle model, there is a possibility that the assumed resonance frequency of Gp (s) may be shifted. Therefore, as described above, it is better to increase Kfc, that is, Kfc ≠ 1. However, the value of Kfc needs to satisfy the relationship of Kfc = fp / fcH = fcL / fp as described above.

本発明の一実施の形態を示すブロック図。The block diagram which shows one embodiment of this invention. 本発明の動作説明のためのモータ制御系のモデル構成を示すブロック図。The block diagram which shows the model structure of the motor control system for operation | movement description of this invention. 本発明による第1の実施例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 1st Example by this invention. 第1の実施例のシミュレーションによる出力結果を示す図。The figure which shows the output result by the simulation of a 1st Example. 第1の実施例の動作を説明するためのブロック図。The block diagram for demonstrating the operation | movement of a 1st Example. 本発明による第2の実施例の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the 2nd Example by this invention. 第2の実施例におけるバンドパスフィルタの帯域特性を示す図。The figure which shows the band characteristic of the band pass filter in a 2nd Example. Kfcの値と帯域特性との関係を示す特性図。The characteristic view which shows the relationship between the value of Kfc, and a band characteristic. 車両の駆動ねじり振動系の運動方程式を説明するための図。The figure for demonstrating the equation of motion of the drive torsional vibration system of a vehicle. バンドパスフィルタH(s)のフィルタ特性図。The filter characteristic figure of band pass filter H (s).

符号の説明Explanation of symbols

1…アクセル開度センサ 2…モータトルク設定部
3…制振制御部 4…モータトルク制御部
5…モータ 6…モータ回転角センサ
7…駆動軸 8、9…車輪
100、500…上位コントローラからのトルク指令値
101、501…前置フィルタ
102、502…第1のトルク日標値
103、503…増幅後の第2のトルク目標値
104、504…モータへのトルク指令値
105、505…モータ 106、506…モータの出力回転速度
113、507…トルク演算器 508…モータにかかる振動トルク
109…推定回転速度 509…指令トルクのねじり振動数成分
510…バンドパスフィルタ 111…回転速度偏差
511…トルク偏差 112、512…増幅手段
121、521…外乱トルク 801…外乱トルク
802、804、806…制振制御無しの場合における回転速度応答波形
803…fp=fcH=fcLの場合における回転速度応答波形
805…本発明におけるKfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1とした場合における回転速度応答波形
807…本発明におけるKfb=Kfc+1とした場合における回転速度応答波形

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Accelerator opening degree sensor 2 ... Motor torque setting part 3 ... Damping control part 4 ... Motor torque control part 5 ... Motor 6 ... Motor rotation angle sensor 7 ... Drive shaft 8, 9 ... Wheel 100, 500 ... From a high-order controller Torque command values 101, 501 ... Prefilters 102, 502 ... First torque target values 103, 503 ... Second torque target values 104, 504 ... Amplified torque command values 105, 505 ... Motor 106 506: Motor output rotational speed 113, 507 ... Torque calculator 508: Vibration torque 109 applied to motor ... Estimated rotational speed 509 ... Torsional frequency component 510 of command torque ... Band pass filter 111 ... Rotational speed deviation 511 ... Torque deviation 112, 512 ... Amplifying means 121, 521 ... Disturbance torque 801 ... Disturbance torque 802, 804, 806 ... Control Speed response waveform 807 ... present in the case where the Kfb = Kfc 2 -2 · Kfc · ζp + 1 in the rotation speed response waveform 805 ... present invention in the case of a rotational speed response waveform 803 ... fp = fcH = fcL in the case of control without vibration Rotational speed response waveform when Kfb = Kfc 2 +1 in the invention

Claims (6)

電動モータを駆動源とする車両において、
前記電動モータの実回転速度またはそれに相当する値を検出するモータ回転速度検出手段と、
外部からの指令値または各種車両情報に応じて第1のトルク目標値を設定する第1のトルク目標値設定手段と、
後述するモータトルク指令値を入力して、車両へのトルク入力とモータ回転速度との伝達特性のモデルGp(s)に相当する特性を有するフィルタを通すことにより、前記電動モータの回転速度推定値を算出するモータ回転速度推定手段と、
前記回転速度推定値と前記実回転速度との偏差を求める偏差演算手段と、
分母次数と分子次数との差分が、前記モデルGp(s)の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性を有するバンドパスフィルタH(s)、つまり「H(s)の分母次数−分子次数≧Gp(s)の分母次数−分子次数」なる条件を満たす伝達特性を有するバンドパスフィルタH(s)を用いたH(s)/Gp(s)のフィルタを備え、前記偏差演算手段で算出された偏差を入力し、前記フィルタを通すことにより、第2のトルク目標値を算出する第2のトルク目標値設定手段と、
前記第1のトルク目標値と第2のトルク目標値を加え合わせて前記モータトルク指令値とするモータトルク指令値演算手段と、
を備え、前記モータトルク指令値に前記電動モータの出力トルクを一致もしくは追従させるように制御し、
かつ、前記バンドパスフィルタH(s)の遮断周波数を、駆動系のねじり共振周波数fpとハイパス側遮断周波数fcHとの比およびローパス側遮断周波数fcLと駆動系のねじり共振周波数fpとの比が、
Kfc=fp/fcH=fcL/fp
となるKfcに設定した場合に、
前記第2のトルク目標値を
Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1(ただしζpは車両によって決まる定数)
なるゲインKfb倍に増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする電動モータ駆動車両の制振制御装置。
In a vehicle using an electric motor as a drive source,
Motor rotation speed detection means for detecting the actual rotation speed of the electric motor or a value corresponding thereto;
First torque target value setting means for setting a first torque target value according to an external command value or various vehicle information;
A motor torque command value, which will be described later, is input and passed through a filter having a characteristic corresponding to a model Gp (s) of a transfer characteristic between torque input to the vehicle and the motor rotational speed, thereby estimating the rotational speed of the electric motor. Motor rotation speed estimation means for calculating
Deviation calculation means for obtaining a deviation between the estimated rotational speed value and the actual rotational speed;
A bandpass filter H (s) having a transfer characteristic in which the difference between the denominator order and the numerator order is equal to or greater than the difference between the denominator order and the numerator order of the model Gp (s), that is, “the denominator order of H (s) − The deviation calculating means includes a filter of H (s) / Gp (s) using a bandpass filter H (s) having a transfer characteristic that satisfies the condition of “numerator order ≧ Gp (s) denominator order−numerator order”. A second torque target value setting means for calculating a second torque target value by inputting the deviation calculated in step 1 and passing through the filter;
Motor torque command value calculating means for adding the first torque target value and the second torque target value to obtain the motor torque command value;
Control to match or follow the output torque of the electric motor to the motor torque command value,
The cut-off frequency of the bandpass filter H (s) is determined by the ratio between the torsional resonance frequency fp and the high-pass side cut-off frequency fcH of the drive system and the ratio between the low-pass side cut-off frequency fcL and the torsional resonance frequency fp of the drive system.
Kfc = fp / fcH = fcL / fp
When set to Kfc
The second torque target value is Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1 (where ζp is a constant determined by the vehicle)
An anti-vibration control device for an electric motor-driven vehicle, comprising an amplifying means for amplifying the gain by Kfb times.
電動モータを駆動源とする車両において、
前記電動モータの実回転速度またはそれに相当する値を検出するモータ回転速度検出手段と、
外部からの指令値または各種車両情報に応じて第1のトルク目標値を設定する第1のトルク目標値設定手段と、
分母次数と分子次数との差分が、車両へのトルク入力とモータ回転速度との伝達特性のモデルGp(s)の分母次数と分子次数との差分以上となる伝達特性H(s)を有するバンドパスフィルタH(s)を備え、後述するモータトルク指令値を入力して、上記バンドパスフィルタH(s)を通過させることにより、モータトルク指令値のねじり共振周波数成分を出力する手段と、
前記実回転速度をH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタを通すことによって電動モータにかかるトルクのねじり共振周波数成分を出力する手段と、
前記モータトルク指令値のねじり共振周波数成分と、前記電動モータにかかるトルクのねじり共振周波数成分との偏差を求めて第2のトルク目標値とする偏差演算手段と、
前記第1のトルク目標値と第2のトルク目標値を加え合わせて前記モータトルク指令値とするモータトルク指令値演算手段と、
を備え、前記モータトルク指令値に前記電動モータの出力トルクを一致もしくは追従させるように制御し、
かつ、前記バンドパスフィルタH(s)の遮断周波数を、駆動系のねじり共振周波数fpとハイパス側遮断周波数fcHとの比およびローパス側遮断周波数fcLと駆動系のねじり共振周波数fpとの比が、
Kfc=fp/fcH=fcL/fp
となるKfcに設定した場合に、
前記第2のトルク目標値を
Kfb=Kfc−2・Kfc・ζp+1(ただしζpは車両によって決まる定数)
なるゲインKfb倍に増幅する増幅手段を備えたことを特徴とする電動モータ駆動車両の制振制御装置。
In a vehicle using an electric motor as a drive source,
Motor rotation speed detection means for detecting the actual rotation speed of the electric motor or a value corresponding thereto;
First torque target value setting means for setting a first torque target value according to an external command value or various vehicle information;
A band having a transfer characteristic H (s) in which the difference between the denominator order and the numerator order is equal to or greater than the difference between the denominator order and the numerator order of the model Gp (s) of the transfer characteristic between the torque input to the vehicle and the motor rotation speed. Means for providing a torsional resonance frequency component of the motor torque command value by including a pass filter H (s), inputting a motor torque command value, which will be described later, and passing the bandpass filter H (s);
Means for outputting a torsional resonance frequency component of torque applied to the electric motor by passing the actual rotational speed through a filter having a characteristic of H (s) / Gp (s);
Deviation calculation means for obtaining a deviation between a torsional resonance frequency component of the motor torque command value and a torsional resonance frequency component of the torque applied to the electric motor to be a second torque target value;
Motor torque command value calculating means for adding the first torque target value and the second torque target value to obtain the motor torque command value;
Control to match or follow the output torque of the electric motor to the motor torque command value,
The cut-off frequency of the bandpass filter H (s) is determined by the ratio between the torsional resonance frequency fp of the drive system and the high-pass side cut-off frequency fcH, and the ratio between the low-pass side cut-off frequency fcL and the torsional resonance frequency fp of the drive system.
Kfc = fp / fcH = fcL / fp
When set to Kfc
The second torque target value is Kfb = Kfc 2 −2 · Kfc · ζp + 1 (where ζp is a constant determined by the vehicle)
An anti-vibration control device for an electric motor-driven vehicle, comprising an amplifying means for amplifying the gain by Kfb times.
前記Gp(s)とH(s)が前記と同じである場合に、
前記増幅手段のゲインKfbを、
Kfb=Kfc+1
としたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動モータ駆動車両の制振制御装置。
When Gp (s) and H (s) are the same as above,
The gain Kfb of the amplification means is
Kfb = Kfc 2 +1
The vibration suppression control device for an electric motor-driven vehicle according to claim 1 or 2, wherein
請求項1に記載の電動モータ駆動車両の制振制御装置において、
前記第2のトルク目標値設定手段におけるH(s)/Gp(s)をH(s)と1/Gp(s)とに分け、そのH(s)を、H(s)、H(s)、…、Hn(s)のn個の直列構成とし、前記増幅手段をKfb、Kfb、…、Kfbnのn個の直列構成としたことを特徴とする電動モータ駆動車両の制振制御装置。
In the vibration suppression control device for an electric motor drive vehicle according to claim 1,
H (s) / Gp (s) in the second torque target value setting means is divided into H (s) and 1 / Gp (s), and the H (s) is defined as H 1 (s), H 2. (s), ..., and n-number of series configuration of Hn (s), said amplifying means Kfb 1, Kfb 2, ..., control of the electric motor driving the vehicle, characterized in that the n-number of series arrangement of Kfbn Vibration control device.
請求項2に記載の電動モータ駆動車両の制振制御装置において、
前記モータトルク指令値のねじり共振周波数成分を出力する手段におけるバントパスフィルタH(s)を、H(s)、H(s)、…、Hn(s)のn個の直列構成とし、前記電動モータにかかるトルクのねじり共振周波数成分を出力する手段におけるH(s)/Gp(s)をH(s)と1/Gp(s)とに分け、そのH(s)を、H(s)、H(s)、…、Hn(s)のn個の直列構成とし、前記増幅手段をKfb、Kfb、…、Kfbnのn個の直列構成としたことを特徴とする電動モータ駆動車両の制振制御装置。
In the vibration suppression control apparatus for an electric motor drive vehicle according to claim 2,
The bunt pass filter H (s) in the means for outputting the torsional resonance frequency component of the motor torque command value has n series configuration of H 1 (s), H 2 (s),..., Hn (s), H (s) / Gp (s) in the means for outputting the torsional resonance frequency component of the torque applied to the electric motor is divided into H (s) and 1 / Gp (s), and the H (s) is defined as H 1. (s), H 2 (s),..., Hn (s) in a serial configuration, and the amplification means has an n serial configuration of Kfb 1 , Kfb 2 ,. A vibration suppression control device for an electric motor drive vehicle.
前記Kfcを、Kfc≠1にしたことを特徴とする請求項1乃至請求項5の何れかに記載の電動モータ駆動車両の制振制御装置。   6. The vibration suppression control apparatus for an electric motor-driven vehicle according to claim 1, wherein Kfc is set to Kfc ≠ 1.
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