JP4517693B2 - 車両用制振制御装置および車両用制振制御方法 - Google Patents
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Description
(2)本発明による車両用制振制御装置は、モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、トルク指令値に基づいてモータを制御するモータ制御手段と、車両情報に基づいて、第1のトルク目標値(Tm * )を算出する第1のトルク目標値算出手段と、第1のトルク目標値(Tm * )に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)および車両へのトルク入力およびモータ回転速度の伝達特性の理想モデルGm(s)で構成されるGm(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )を算出する第1のトルク目標修正値算出手段と、第4のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力およびモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性H(s)および伝達特性のモデルGp(s)で構成されるH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタを備え、モータ回転速度推定値およびモータ回転速度検出値の偏差に基づいて、第2のトルク目標値を算出する第2のトルク目標値算出手段と、第2のトルク目標値に第1のゲインを乗じて、第5のトルク目標値を算出する第5のトルク目標値算出手段と、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および第5のトルク目標値を加算して、第4のトルク目標値を算出する第4のトルク目標値算出手段と、第2のトルク目標値に、第1のゲインより小さい第2のゲインを乗じて、第3のトルク目標値を算出する第3のトルク目標値算出手段と、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および第3のトルク目標値を加算して、トルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする。
(3)本発明による車両用制振制御方法は、車両用制振制御装置を用いた車両用制振制御方法であって、車両情報に基づいて第1のトルク目標値(Tm * )を算出し、第1のトルク目標値(Tm * )に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルGm(s)で構成されるGm(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して第1のトルク目標修正値(Tm1 * )を算出し、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および第2のトルク目標値を加算して、第4のトルク目標値を算出し、第4のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータ回転速度を推定し、モータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に対して、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性H(s)および伝達特性のモデルGp(s)で構成されるH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第2のトルク目標値を算出し、第2のトルク目標値に対して、1未満のゲインを乗じて、第3のトルク目標値を算出し、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および第3のトルク目標値を加算して、トルク指令値を算出し、算出したトルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする。
(4)本発明による車両用制振制御方法は、車両用制振制御装置を用いた車両用制振制御方法であって、車両情報に基づいて第1のトルク目標値(Tm * )を算出し、第1のトルク目標値(Tm * )に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルGm(s)で構成されるGm(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して第1のトルク目標修正値(Tm1 * )を算出し、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および第5のトルク目標値を加算して、第4のトルク目標値を算出し、第4のトルク目標修正値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータの回転速度を推定し、モータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に対して、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性H(s)および伝達特性のモデルGp(s)で構成されるH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、
第2のトルク目標値を算出し、第2のトルク目標値に対して1未満の第1のゲインを乗じて前記第5のトルク目標値を算出し、第2のトルク目標値に対して、第1のゲインより小さい第2のゲインを乗じて、第3のトルク目標値を算出し、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および第3のトルク目標値を加算して、トルク指令値を算出し、トルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする。
Jw :駆動輪のイナーシャ
M :車両の質量
KD :駆動系のねじり剛性
KT :タイヤと路面の摩擦に関する係数
N :オーバーオールギヤ比
r :タイヤの過重半径
ωm :モータの角速度
Tm :モータのトルク
TD :駆動輪のトルク
F :車両に加えられる力
V :車両の速度
ωw :駆動輪の角速度
Jm・ω* m=Tm−TD/N …(1)
2Jw・ω* w=TD−rF …(2)
MV*=F …(3)
TD=KD・∫(ωm/N−ωw)dt …(4)
F=KT(rωw−V) …(5)
ここで、符号の右上に付されている「*」は、時間微分を表す。
Gp(s)=(b3s3+b2s2+b1s+b0)/s(a4s3+a3s2+a2s+a1) …(6)
a4=2Jm・Jw・M …(7)
a3=Jm(2Jw+Mr2)KT …(8)
a2=(Jm+2Jw/N2)M・KD …(9)
a1=(Jm+2Jw/N2+Mr2/N2)KD・KT …(10)
b3=2Jw・M …(11)
b2=(2Jw+Mr2)KT …(12)
b1=M・KD …(13)
b0=KD・KT …(14)
Gp(s)=(s+β)(b2's2+b1's+b0')
/s(s+α)(a3's2+a2's+a1') …(15)
従って、式(15)における極零相殺(α=βと近似)を行うことにより、次式(16)に示す如く、(2次)/(3次)の伝達特性Gp(s)を構成する。
Gp(s)=(b2's2+b1's+b0')/s(a3’s2+a2's+a1') …(16)
s=(2/T)・{(1−Z-1)/(1+Z-1)} …(17)
Gp(s)=Bp(s)/[s(s2+2ξpωps+ωp 2)] …(18)
ただし、0<ξp<1である。
Gm(s)=Bp(s)/[s(s2+2ωms+ωm 2)] …(19)
H(s)=k・{ωp/(s+ωp)}・{s/(s+ωp)} …(20)
y=Gp(T*+d) …(21)
y^=Gp・T* …(22)
e=y^−y=−Gp・d …(23)
T*=Tm2*=e・H/Gp=−H・d …(24)
y=Gp(1−H)d …(25)
Gp(1−H)=[Bp(s)/s(s2+2ξpωps+ωp 2)]
・[1−k・{ωp/(s+ωp)}・{s/(s+ωp)}]
=[Bp(s){s2+(2−k)ωps+ωp 2}]
/[s(s2+2ξpωps+ωp 2)(s2+2ωps+ωp 2)] …(26)
Gp(1−H)=Bp(s)/[s(s2+2ωps+ωp 2)] …(27)
k=2(1−ξp) …(28)
式(28)を上式(20)に代入すると、H(s)は、次式(29)により表される。
H(s)=2(1−ξp)ωps/(s2+2ωps+ωp 2) …(29)
y=Gp(T*+d) …(30)
y^=Gp・Tm4*=Gp・Tm2* …(31)
T*=Tm3*=K・Tm2* …(32)
e=y^−y=Gp[(1−K)Tm2*−d] …(33)
Tm2*=−H・d/[1−H(1−K)] …(34)
y=(1−H)・Gp・d/[1−H(1−K)] …(35)
式(35)に式(18),(29)を代入すると、次式(36)となる。
y=(s2+2ξpωps+ωp 2)・Gpd/[s2+2{K+(1−K)ξp}ωps+ωp 2]
=Bp(s)・d/[s[s2+2{K+(1−K)ξp}ωps+ωp 2]] …(36)
y=Gp(T*+d) …(37)
y^=Gp・T* …(38)
e=y^−y=−Gp・d …(39)
Tm2*=e・H/Gp=−H・d …(40)
T*=KTm2* …(41)
y=Gp(1−KH)d …(42)
式(42)を変形すると、次式(43)となる。
y=K・Gp(1−H)d+(1−K)Gp・d …(43)
y=0.5・Gp(1−H)d+0.5・Gp・d …(44)
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…回転角センサ
7a,7b…車輪
11…制御ブロック
21…トルクマップ
22…制御ブロック
31…制御ブロック
32…減算器
33…制御ブロック
34,36…加算器
35…ゲイン乗算器
Claims (4)
- モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
トルク指令値に基づいて、前記モータを制御するモータ制御手段と、
車両情報に基づいて、第1のトルク目標値(Tm * )を算出する第1のトルク目標値算出手段と、
前記第1のトルク目標値算出手段により算出された第1のトルク目標値(Tm * )に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルGm(s)で構成されるGm(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )を算出する第1のトルク目標修正値算出手段と、
第4のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、前記モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、
バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性H(s)および前記伝達特性のモデルGp(s)で構成されるH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタを備え、前記モータ回転速度推定手段にて推定された回転速度推定値と、前記回転速度検出手段により検出されたモータ回転速度との偏差に基づいて、第2のトルク目標値を算出する第2のトルク目標値算出手段と、
前記第1のトルク目標修正値算出手段により算出された第1のトルク目標修正値(Tm1 * )と、前記第2のトルク目標値算出手段により算出された第2のトルク目標値とを加算して、前記第4のトルク目標値を算出する第4のトルク目標値算出手段と、
前記第2のトルク目標値算出手段により算出された第2のトルク目標値に1未満のゲインを乗じて、第3のトルク目標値を算出する第3のトルク目標値算出手段と、
前記第1のトルク目標修正値算出手段により算出された第1のトルク目標修正値(Tm1 * )と、前記第3のトルク目標値算出手段により算出された第3のトルク目標値とを加算して、前記モータ制御手段に入力するトルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする車両用制振制御装置。 - モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
トルク指令値に基づいて、前記モータを制御するモータ制御手段と、
車両情報に基づいて、第1のトルク目標値(Tm * )を算出する第1のトルク目標値算出手段と、
前記第1のトルク目標値算出手段により算出された第1のトルク目標値(Tm * )に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルGm(s)で構成されるGm(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第1のトルク目標修正値(Tm1 * )を算出する第1のトルク目標修正値算出手段と、
第4のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、前記モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、
バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性H(s)および前記伝達特性のモデルGp(s)で構成されるH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタを備え、前記モータ回転速度推定手段にて推定された回転速度推定値と、前記回転速度検出手段により検出されたモータ回転速度との偏差に基づいて、第2のトルク目標値を算出する第2のトルク目標値算出手段と、
前記第2のトルク目標値算出手段により算出された第2のトルク目標値に1未満の第1のゲインを乗じて、第5のトルク目標値を算出する第5のトルク目標値算出手段と、
前記第1のトルク目標修正値算出手段により算出された第1のトルク目標修正値(Tm1 * )と、前記第5のトルク目標値算出手段により算出された第5のトルク目標値とを加算して、前記第4のトルク目標値を算出する第4のトルク目標値算出手段と、
前記第2のトルク目標値算出手段により算出された第2のトルク目標値に、前記第1のゲインより小さい第2のゲインを乗じて、第3のトルク目標値を算出する第3のトルク目標値算出手段と、
前記第1のトルク目標修正値算出手段により算出された第1のトルク目標修正値(Tm1 * )と、前記第3のトルク目標値算出手段により算出された第3のトルク目標値とを加算して、前記モータ制御手段に入力するトルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする車両用制振制御装置。 - 車両用制振制御装置を用いた車両用制振制御方法であって、
車両情報に基づいて第1のトルク目標値(Tm * )を算出し、
前記第1のトルク目標値(Tm * )に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルGm(s)で構成されるGm(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して第1のトルク目標修正値(Tm1 * )を算出し、
前記第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および第2のトルク目標値を加算して、第4のトルク目標値を算出し、
前記第4のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータ回転速度を推定し、
前記モータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に対して、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性H(s)および前記伝達特性のモデルGp(s)で構成されるH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第2のトルク目標値を算出し、
前記第2のトルク目標値に対して、1未満のゲインを乗じて、第3のトルク目標値を算出し、
前記第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および前記第3のトルク目標値を加算して、トルク指令値を算出し、
前記トルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする車両用制振制御方法。 - 車両用制振制御装置を用いた車両用制振制御方法であって、
車両情報に基づいて第1のトルク目標値(Tm * )を算出し、
前記第1のトルク目標値(Tm * )に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルGm(s)で構成されるGm(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して第1のトルク目標修正値(Tm1 * )を算出し、
前記第1のトルク目標修正値(Tm1 * )と、第5のトルク目標値とを加算して、第4のトルク目標値を算出し、
前記第4のトルク目標修正値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルGp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、前記モータの回転速度を推定し、
前記モータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に対して、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性H(s)および前記伝達特性のモデルGp(s)で構成されるH(s)/Gp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第2のトルク目標値を算出し、
前記第2のトルク目標値に対して1未満の第1のゲインを乗じて前記第5のトルク目標値を算出し、
前記第2のトルク目標値に対して、前記第1のゲインより小さい第2のゲインを乗じて、第3のトルク目標値を算出し、
前記第1のトルク目標修正値(Tm1 * )および前記第3のトルク目標値を加算して、トルク指令値を算出し、
前記トルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする車両用制振制御方法。
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