JP4556460B2 - 車両用制振制御装置および車両用制振制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電動機を動力源として備える車両の制振制御装置および車両用制振制御方法に関する。

従来、車両情報に基づいて設定される第１のトルク目標値に、モータ回転数の推定値と、モータ回転数の検出値との偏差に基づいて算出される第２のトルク目標値を加算して、モータトルク指令値とする制振制御装置が知られている（特許文献１参照）。このような制振制御装置において、過大なモータトルク指令値によってインバータのスイッチング素子に過大な電流が流れるのを防ぐために、トルク指令値を制限するリミッタを設けることが考えられる。

特開２００３−９５６６号公報

しかしながら、従来の制振制御装置において、トルク指令値を単純に制限するためのリミッタを設けた場合には、制振制御の効果が減少するという問題があった。

（１）本発明による車両用制振制御装置は、車両情報に基づいて算出される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）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のトルク目標値を算出する。また、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用いて、モータ回転速度推定値およびモータ回転検出速度の偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出する。この第２のトルク目標値と、第１のトルク目標値との加算値に対して、前記フィルタ処理と同一のＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタ処理を施すリミッタによりトルク指令値を制限することを特徴とする。
（２）本発明による車両用制振制御方法は、車両情報に基づいてトルク目標値を算出し、算出した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）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のトルク目標値を算出し、最終的なトルク指令値から推定されるモータ回転速度と実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し、第１のトルク目標値および第２のトルク目標値を加算して、最終的なトルク指令値を算出し、前記フィルタ処理と同一のＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタ処理を施すリミッタにより、最終的なトルク指令値を制限し、制限した最終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。

本発明による車両用制振制御装置および車両用制振制御方法によれば、リミッタを設けてトルク指令値を制限する場合でも、制振制御の効果が低減することを防いで、車両に振動が発生することを防止することができる。

−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態における車両用制振制御装置を備えた電気自動車の全体構成を示すブロック図である。この車両は、３相交流モータ５の回転力が車輪７ａ，７ｂに伝達されることにより駆動する。回転速度センサ６は、モータ５の回転速度を検出する。

アクセル開度センサ１は、アクセル開度を検出して、モータトルク設定部２に出力する。モータトルク設定部２は、アクセル開度センサ１により検出されたアクセル開度と、回転速度センサ６により検出されるモータ５の回転速度とに基づいて、第１のトルク目標値Ｔm1^*を設定する。

制振制御部３は、モータトルク設定部２により設定された第１のトルク目標値Ｔm1^*と、回転速度センサ６により検出されるモータ５の回転速度とを入力して、モータトルク指令値Ｔ^*を算出する。モータトルク指令値Ｔ^*を算出する方法については、後述する。モータトルク制御部４は、制振制御部３により算出されたモータトルク指令値Ｔ^*と、３相交流モータ５の出力トルクが一致するように、モータ５に流れる電流を制御する。

図２は、モータトルク制御部４および回転速度センサ６の詳細な構成を示す図である。
モータトルク制御部４は、電流指令値算出部４１と、電流制御部４２と、ｄｑ／３相変換部４３と、電力変換部４４と、３相／ｄｑ変換部４５と、電流センサ４６ａ，４６ｂとを備える。また、回転速度センサ６は、回転位置センサ６１と、位相速度演算部６２とを備える。

モータトルク制御部４は、モータ５に流れる電流ｉu、ｉv、ｉwの励磁電流成分に対応するｄ軸とトルク電流成分に対応するｑ軸とからなる直交座標系、すなわち、モータ回転に同期して回転するｄｑ座標系において、モータ電流ｉu、ｉv、ｉwを制御する。

回転位置センサ６１は、例えばエンコーダであり、モータ５の回転位置θmを検出する。位相速度演算部６２は、回転位置センサ６１からの回転位置信号θmに基づいて、３相交流座標系から見たｄｑ座標系の位相θeを演算するとともに、位相θeを時間微分することにより、モータ５の電気的角速度ωmを算出する。

電流指令値算出部４１は、制振制御部３により算出されたトルク指令値Ｔ^*とモータ５の回転速度ωmとに基づいて、モータのｄ軸電流指令値ｉd^*とｑ軸電流指令値ｉq^*とを算出する。なお、電流指令値算出部４１は、電流指令値ｉd^*，ｉq^*の算出に際し、トルク指令値Ｔ^*とモータ速度ωmとを座標軸とするマップを参照する。

電流制御部４２は、ｄ軸，ｑ軸の実電流ｉd，ｉqと、電流指令値算出部４１にて算出される電流指令値ｉd^*，ｉq^*との偏差（ｉd^*−ｉd），（ｉq^*−ｉq）に対してＰＩ（比例・積分）演算を行うことにより、ｄ軸電圧指令値ｖd^*およびｑ軸電圧指令値ｖq^*を算出する。

ｄｑ／３相変換部４３は、３相交流座標系から見たｄｑ座標系の位相θeに基づいて、ｄ軸の電圧指令値ｖd^*およびｑ軸の電圧指令値ｖq^*を３相交流電圧指令値ｖu^*，ｖv^*，ｖw^*に変換する。変換された３相交流電圧指令値ｖu^*，ｖv^*，ｖw^*は、電力変換部４４に出力される。電力変換部（インバータ）４４は、ＩＧＢＴなどの複数のスイッチング素子を備え、３相交流電圧指令値ｖu^*，ｖv^*，ｖw^*に基づいて、バッテリなどの直流電源の直流電圧を３相交流電圧に変換し、モータ５に印加する。

電流センサ４６ａおよび４６ｂは、モータ５に流れるＵ相電流ｉuおよびＶ相電流ｉvをそれぞれ検出する。３相／ｄｑ変換部４５は、位相θeに基づいて、電流センサ４６ａ，４６ｂにより検出された３相交流電流ｉu，ｉv，ｉw（＝−ｉu−ｉv）をｄ軸電流ｉdおよびｑ軸電流ｉqに変換する。

図３は、電力変換部４４に設けられているスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６を示す図である。過大なトルク指令値に基づいて、各相のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６に過大な電流が流れると、寿命が低下する可能性があるため、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６に過大な電流が流れることを防止する必要がある。

図４は、モータトルク設定部２および制振制御部３の具体的な構成を示すブロック図である。モータトルク設定部２は、トルクマップ２１と、Ｇm(s)／Ｇp(s)なる特性を有する制御ブロック２２とを備える。Ｇp(s)は、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を示すモデルであり、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との間の伝達特性を示すモデル（理想モデル）である。

トルクマップ２１は、複数のアクセル開度に対するモータ５の回転速度とモータ５の出力トルクとの関係を示すマップであり、アクセル開度センサ１により検出されるアクセル開度、および、回転速度センサ６により検出されるモータ５の回転速度に基づいて、トルク目標値Ｔｍ^＊を求める。制御ブロック２２は、車両の振動を抑制するためのフィードフォワード制御を行う。すなわち、トルク目標値Ｔｍ^＊をＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なるフィルタに通すことにより、制振効果の高い第１のトルク目標値Ｔｍ１^＊を求める。

制振制御部３は、伝達特性Ｇp(s)を有する制御ブロック３１と、減算器３２と、Ｈ(s)／Ｇp(s)なる伝達特性を有する制御ブロック３３と、加算器３４と、リミッタ３５とを備える。加算器３４は、上述した制御ブロック２２から出力される第１のトルク目標値Ｔm1^*と、後述する制御ブロック３３から出力される第２のトルク目標値Ｔm2^*とを加算して、トルク指令値を算出する。

リミッタ３５は、フィードフォワード制御を行う制御ブロック２２が有する伝達特性と同じＧm(s)／Ｇp(s)なる特性を有しており、加算器３４による加算結果（トルク指令値）に対して、トルク制限を加える。リミッタ３５によりトルク制限が加えられたトルク指令値は、図示しないインバータを介して、モータ５に入力されるとともに、制御ブロック３１に入力される。図４では、モータ５を示す制御ブロックを、Ｇp(s)なる伝達特性を有する制御ブロック１１で表している。なお、制御ブロック１１には、リミッタ３５によりトルク制限が加えられたトルク指令値と、外部から入力される外乱Ｔdの加算値が入力される。

制御ブロック３１は、リミッタ３５を介して入力されるトルク指令値に基づいて、モータ５の回転速度を推定する。減算器３２は、制御ブロック３１で推定されたモータ回転速度と、実際のモータ回転速度ωmとの偏差を算出する。Ｈ(s)／Ｇp(s)なる伝達特性を有する制御ブロック３３は、減算器３２から入力されるモータ回転速度の偏差に基づいて、制振制御のフィードバック成分である第２のトルク目標値Ｔm2^*を求める。ここで、Ｈ(s)は、中心周波数が車両の駆動系のねじり共振周波数と一致しているバンドパスフィルタの特性を有する。

図５は、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合のトルク指令値と、トルク指令値を単に制限しただけの場合のトルク指令値とを示す図である。図５において、実線が第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合のトルク指令値の変化を示しており、点線が単純にトルク指令値を制限した場合のトルク指令値の変化を示している。

図５は、図示しないインバータ内に設けられているスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６の温度上昇を防ぐために、１５０（Ｎｍ）のモータ出力で車両が走行中に、トルク指令値を１００（Ｎｍ）に制限した例を示している。従って、単純にトルク指令値を制限した場合には、トルク指令値が１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）にステップ状に変化する。また、トルク制限を解除した場合にも、１００（Ｎｍ）から１５０（Ｎｍ）にステップ状に変化する。

図６は、図５に示すようにトルク指令値を制限した場合のモータ回転速度の変化を示す図である。図５と同様に、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を実線で示し、単純にトルク指令値を制限した場合の結果を点線で示す。

トルク指令値を単純に制限した場合には、制御ブロック２２で行われるフィードフォワード制御、および、制御ブロック３１、減算器３２、制御ブロック３３により行われるフィードバック制御による制振効果が減じられる。従って、図６の点線に示すように、モータ回転速度が大きく変動し、車両に振動が発生する。

これに対し、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によって、Ｇm(s)／Ｇp(s)なる特性を有するリミッタ３５を用いてリミッタ制限をかけた場合には、図６の実線に示すように、モータ回転速度に大きい変動は発生しない。すなわち、リミッタを設けることにより、制振制御の効果が減じられることはなく、車両に振動が発生することを抑制することができる。

なお、例えば、トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限する場合だけではなく、リミットの制限が解除される場合、すなわち、トルク指令値が１００（Ｎｍ）からトルク制限前の１５０（Ｎｍ）に復帰する場合にも、リミッタ３５を介して、トルク指令値が算出される。この場合、リミッタ３５に入力する初期値を１００（Ｎｍ）、収束値を１５０（Ｎｍ）として、演算が行われる。

第１の実施の形態における車両用制振制御装置の構成についてまとめておく。制御ブロック２２は、車両情報に基づいて算出されるトルク目標値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のトルク目標値Ｔm1^*を算出する。制御ブロック３１は、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備え、モータトルク指令値を入力して、モータ５の回転速度を推定する。制御ブロック３３は、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と、モータ回転速度検出値との偏差に基づいて、第２のトルク目標値Ｔm2^*を算出する。加算器３４は、第１のトルク目標値Ｔm1^*と、第２のトルク目標値Ｔm1^*とを加算して、トルク指令値を算出する。Ｇm(s)／Ｇp(s)なる特性を有するリミッタ３５は、加算器３４から出力されるトルク指令値に対して、トルク制限を行い、モータ５を示す制御ブロック１１および制御ブロック３１に出力する。

上述した構成により、トルク指令値を制限する場合でも、制振制御の効果が減じられるのを防いで、車両に振動が発生するのを防止することができる。

−第２の実施の形態−
図７は、第２の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部２ａおよび制振制御部３の具体的な構成を示すブロック図である。図４に示すブロック図との相違は、モータトルク設定部２ａにリミッタ２３が追加されていることである。

リミッタ２３は、トルク目標値を単に制限するリミッタである。例えば、トルク指令値を１５０（Ｎｍ）として車両が走行中に、インバータ内部のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６を保護するために、トルク指令値を１００（Ｎｍ）以下に制限する場合には、トルク指令値の上限が１００（Ｎｍ）になるように制限する。

図８は、トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限し、その後、トルク制限を解除した場合のトルク指令値の変化を示す図であり、トルク指令値を１００（Ｎｍ）に制限している間に、２０（Ｎｍ）の外乱が入力された場合のトルク指令値の変化を示している。図８において、実線は、第２の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を示し、点線は、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を示している。

図９は、図８に示すようにトルク指令値を制限した場合のモータ回転速度の変化を示す図である。図８と同様に、第２の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を実線で示し、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を点線で示している。

第２の実施の形態における車両用制振制御装置では、第１のトルク目標値Ｔm1^*を算出する前に、リミッタ２３によりトルク制限をかけている。この構成により、リミッタ３５によるトルク制限によって、フィードバック制御による制振効果が抑制されてしまうのを改善することができる。例えば、トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限する場合、リミッタ２３により１００（Ｎｍ）に制限された第１のトルク目標値Ｔm1^*に、フィードバック成分である第２のトルク目標値Ｔm2^*が加算された結果に対して、リミッタ３５により、上限値が１００（Ｎｍ）を越えないように、トルク制限が行われる。従って、第２のトルク目標値Ｔm2^*のうち、加算器３４による加算結果が１００（Ｎｍ）を越える成分はカットされるが、１００（Ｎｍ）を越えないフィードバック成分はカットされない。これにより、図９に示すように、外乱入力時に発生する振動を抑制することができる。

一般に、車両に使用されるモータの出力トルクには、上限値が予め定められている。図１０は、トルク指令値の上限値が２８０（Ｎｍ）であり、トルク指令値が２８０（Ｎｍ）に制限されている時に、２０（Ｎｍ）の外乱トルクＴdが入力された時のトルク指令値の変化を示す図である。第２の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を実線で示し、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を点線で示している。

図１１は、図１０に示すようにトルク指令値を制限した場合のモータ回転速度の変化を示す図である。図１０と同様に、第２の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を実線で示し、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を点線で示している。

図１１に示すように、トルク指令値を予め定められた上限値によって制限する場合にも、第２の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、車両に振動が発生することを抑制することができる。

第２の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、第１の実施の形態における車両用制振制御装置の構成に加えて、制御ブロック２２の前にリミッタ２３を設けることにより、トルク制限時に外乱トルクＴdが入力された場合でも、車両振動を効果的に抑制することができる。すなわち、フィードバック制御による制振効果を向上させることができる。

−第３の実施の形態−
図１２は、第３の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部２ａおよび制振制御部３ａの具体的な構成を示すブロック図である。図７に示すブロック図との相違は、制振制御部３ａ内に設けられているリミッタ３５ａの位置が異なる点である。すなわち、リミッタ３５ａによるトルクリミット後のトルク指令値は、制御ブロック３１には入力されず、制御ブロック１１にのみ入力される。

制御ブロック３１には、第２のトルク目標値Ｔm2^*がリミットされずに入力されるので、制御ブロック３１にて推定されるモータ回転速度は、振動の少ない理想的な値となる。従って、制御ブロック３３は、理想的なモータ回転速度推定値と実際の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Ｔm2^*を算出するので、第２の実施の形態における車両用制振制御装置に比べて、さらに制振効果が向上する。

図１３は、トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限し、その後、トルク制限を解除した場合のトルク指令値の変化を示す図であり、トルク指令値を１００（Ｎｍ）に制限している間に、−２０（Ｎｍ）の外乱トルクＴdが入力された時のトルク指令値の変化を示している。図１３において、実線は、第３の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を示し、点線は、第２の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を示している。

図１４は、図１３に示すようにトルク指令値が変化した場合のモータ回転速度の変化を示す図である。図１３と同様に、第３の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を実線で示し、第２の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を点線で示している。

図１４に示すように、第３の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、第２の実施の形態における車両用制振制御装置に比べて、外乱入力時のモータ回転速度の変動、すなわち、車両の振動をさらに抑制することができる。

第３の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、リミッタ３５ａによるトルクリミット後のトルク指令値は、モータ５を示す制御ブロック１１にのみ入力され、制御ブロック３１には、第２のトルク目標値Ｔm2^*がリミットされずに入力されるので、外乱トルクＴdが入力された場合の車両振動をさらに効果的に抑制することができる。すなわち、フィードバック制御による制振効果をさらに向上させることができる。

−第４の実施の形態−
図１５は、第４の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部２ａおよび制振制御部３ａの具体的な構成を示すブロック図である。図１２に示すブロック図との相違は、リミッタ３５ｂのリミッタ特性である。

図１６は、リミッタ３５ｂによって、トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限し、その後、トルク制限を解除した場合のトルク制限値の変化を示す図である。点線は、第３の実施の形態におけるリミッタ３５ａのトルク制限特性を示す図、実線は、第４の実施の形態におけるリミッタ３５ｂのトルク制限特性を示す図である。

図１６に示すように、リミッタ３５ｂは、１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）にトルク指令値を制限する場合には、Ｇm(s)／Ｇp(s)なる特性を有するリミッタとして、初期値をトルク指令値（１５０Ｎｍ）、収束値をトルク制限値（１００Ｎｍ）として演算するが、トルク制限を解除する場合には、ステップ状にトルク制限値を変更する。

図１７は、１００（Ｎｍ）に制限しているトルク指令値のトルク制限の解除時に、外乱トルクＴdが−２０（Ｎｍ）入力された場合のトルク指令値の変化を示している。なお、トルク指令値は、制御ブロック１１に入力されるトルク指令値である。図１７に示すトルク指令値の変化図のうち、外乱入力時、すなわち、図１７に示す時間軸で２（ｓｅｃ）前後の部分を拡大した図を図１８に示す。図１８において、点線は、第３の実施の形態における車両用制振制御装置によりトルク制限された時のトルク指令値であり、実線は、第４の実施の形態における車両用制振制御装置によりトルク制限された時のトルク指令値である。

図１８に示すように、第３の実施の形態における車両用制振制御装置の制御では、リミッタ３５ａのリミッタ特性により、フィードバック制御の効果が抑えられてしまう。しかし、第４の実施の形態における車両用制振制御装置では、トルク制限解除時にステップ状にトルク指令値を変更するというリミッタ３５ｂの特性により、フィードバック制御による第２のトルク目標値Ｔm2^*のプラストルク分が加算されて、制御ブロック１１に入力される。

図１９は、図１７（図１８）に示すようにトルク指令値が変化した場合のモータ回転速度の変化を示す図である。図１７（図１８）と同様に、第４の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を実線で示し、第３の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合の結果を点線で示している。

第４の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、リミッタ３５ｂのトルク制限解除時のリミッタ特性をステップ状に切り換えるものとしたので、トルク制限解除時に外乱トルクＴdが入力された場合でも、車両の振動を効果的に抑制することができる。すなわち、トルク制限解除時に入力される外乱トルクＴｄに対して、フィードバック制御による第２のトルク目標値Ｔm2^*のプラストルク分が加算されて、制御ブロック１１に入力されるので、図１９に示すように、モータ回転速度の変動を効果的に抑制することができる。

本発明は、上述した各実施の形態に限定されることはない。例えば、モータトルク設定部２，２ａ内にリミッタ２３を設けている第２〜第４の実施の形態において、制振制御部３，３ａ，３ｂ内に設けるリミッタとして、図２０に示すトルク制限特性Ｌ２，Ｌ３の特性を有するリミッタを用いてもよい。トルク制限特性Ｌ２は、時定数の大きい一時遅れの特性と、ステップ状の立ち上がり特性とを組み合わせたものであり、トルク制限特性Ｌ３は、トルク制限開始時に所定の時間遅れ（例えば、３００ｍｓ）にて、ステップ状にトルク制限をかけるものである。なお、トルク制限特性Ｌ１は、リミッタ３５のトルク制限特性である。図２０に示すように、トルク制限特性Ｌ２およびトルク制限特性Ｌ３において、トルク制限値に収束するまでの時間は、トルク制限特性Ｌ１のトルク制限値に収束するまでの時間より長いことが好ましい。

上述した各実施の形態では、インバータ内のスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６に過大な電流が流れるのを防止するため、または、トルク指令値が予め定められているトルク上限値を超えないようにするために、トルク指令値を制限したが、他の理由により（他の条件をトリガとして）トルク指令値を制限するようにしてもよい。

上述した説明では、車両用制振制御装置を電気自動車に適用した例について説明したが、ハイブリッド電気自動車に適用することもできる。

特許請求の範囲の構成要素と第１〜第４の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、回転速度センサ６が回転速度検出手段を、モータトルク制御部４がモータ制御手段を、トルクマップ２１がトルク目標値算出手段を、制御ブロック２２が第１のトルク目標値算出手段を、制御ブロック３１がモータ回転速度推定手段を、制御ブロック３３が第２のトルク目標値算出手段を、加算器３４が加算手段を、リミッタ３５が第１のトルク制限手段を、リミッタ２３が第２のトルク制限手段を、リミッタ３５ａ，３５ｂが第１のトルク制限手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。

本発明の第１の実施の形態における車両用制振制御装置を備えた車両の全体構成を示すブロック図 モータトルク制御部および回転速度センサの詳細な構成を示す図 電力変換部に設けられているスイッチング素子を示す図 モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図 第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合のトルク指令値と、トルク指令値を単に制限しただけの場合のトルク指令値とを示す図 第１の実施の形態における車両用制振制御装置によりリミッタ制限をかけた場合のモータ回転速度の変化と、トルク指令値を単に制限しただけの場合のモータ回転速度の変化とを示す図 第２の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図 トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限し、その後、トルク制限を解除した場合のトルク指令値の変化を示す図 図８に示すトルク指令値に対するモータ回転速度の変化を示す図 トルク指令値の上限値が２８０（Ｎｍ）であり、トルク指令値が２８０（Ｎｍ）に制限されている時に、２０（Ｎｍ）の外乱が入力された時のトルク指令値の変化を示す図 図１０に示すトルク指令値に対するモータ回転速度の変化を示す図 第３の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図 トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限し、その後、トルク制限を解除した場合のトルク指令値の変化を示す図 図１３に示すトルク指令値に対するモータ回転速度の変化を示す図 第３の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図 リミッタによって、トルク指令値を１５０（Ｎｍ）から１００（Ｎｍ）に制限し、その後、トルク制限を解除した場合のトルク制限値の変化を示す図 １００（Ｎｍ）に制限しているトルク指令値のトルク制限が解除された時に、外乱Ｔdが−２０（Ｎｍ）入力された時の制御ブロック１１に入力されるトルク指令値の変化を示す図 図１７の２（sec）前後の部分を拡大した図 図１７に示すトルク指令値に対するモータ回転速度の変化を示す図 第２〜第４の実施の形態において、制振制御部内に設けるリミッタの別のリミッタ特性の例を示す図

符号の説明

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…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
２３…リミッタ
３１…制御ブロック
３２…減算器
３３…制御ブロック
３４…加算器
３５，３５ａ，３５ｂ…リミッタ
４１…電流指令値算出部
４２…電流制御部
４３…ｄｑ／３相変換部
４４…電力変換部
４５…３相／ｄｑ変換部
４６ａ，４６ｂ…電流センサ
６１…回転位置センサ
６２…位相速度演算部

Claims (9)

1. 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、トルク目標値を算出するトルク目標値算出手段と、
   前記トルク目標値算出手段により算出された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）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のトルク目標値を算出する第１のトルク目標値算出手段と、
   前記伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）に相当する特性を有するフィルタを備え、前記トルク指令値を入力して、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を前記フィルタに通すことにより、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のトルク目標値を加算して、前記トルク指令値を算出する加算手段と、
   前記第１のトルク目標値算出手段と同一のＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタ処理を施すリミッタにより、前記加算手段から出力されるトルク指令値を制限する第１トルク制限手段とを備え、
   前記第１トルク制限手段により制限されたトルク指令値を少なくとも前記モータ制御手段に入力することを特徴とする車両用制振制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制振制御装置において、
   前記トルク目標値算出手段により算出されたトルク目標値を所定の値以下に制限する第２のトルク制限手段をさらに備え、
   前記第１のトルク目標値算出手段は、前記第２のトルク制限手段により制限されたトルク目標値に対して、前記第１のトルク目標値を算出することを特徴とする車両用制振制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用制振制御装置において、
   前記第１のトルク制限手段により制限されたトルク指令値を前記モータ制御手段および前記モータ回転速度推定手段に入力することを特徴とする車両用制振制御装置。
4. 請求項１または２に記載の車両用制振制御装置において、
   前記第１のトルク制限手段により制限されたトルク指令値を前記モータ制御手段のみに入力することを特徴とする車両用制振制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用制振制御装置において、
   前記第１のトルク制限手段は、前記トルク指令値を所定値以下に制限する場合には、前記Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタによりトルク制限を行い、前記トルク制限を解除する場合には、トルク指令値をステップ状に変更することを特徴とする車両用制振制御装置。
6. 請求項２に記載の車両用制振制御装置において、
   前記第２のトルク制限手段は、前記トルク指令値を所定値以下に制限する場合には、トルク指令値が前記所定値に収束する際の時定数が所定の値以上の特性を有するフィルタを用いて、トルク指令値を制限することを特徴とする車両用制振制御装置。
7. 請求項２に記載の車両用制振制御装置において、
   前記第２のトルク制限手段は、前記トルク指令値を所定値以下に制限する指令を受けてから所定時間後に、トルク指令値が所定値以下になるようにステップ状にトルク指令値を変更することを特徴とする車両用制振制御装置。
8. 車両情報に基づいてトルク目標値を算出し、
   前記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）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のトルク目標値を算出し、
   最終的なトルク指令値から推定されるモータ回転速度と実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し、
   前記第１のトルク目標値および前記第２のトルク目標値を加算して、前記最終的なトルク指令値を算出し、
   前記フィルタ処理と同一のＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）なる特性を有するフィルタ処理を施すリミッタにより、前記最終的なトルク指令値を制限し、
   前記制限された最終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。
9. 請求項８に記載の車両用制振制御方法において、
   前記トルク目標値が所定値以下になるように制限し、
   前記制限されたトルク目標値に対して前記第１のトルク目標値を算出することを特徴とする車両用制振制御方法。

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