JP5272949B2 - Vehicle vibration suppression control device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the structure of a vibration damping control device in order to cope with a malfunction concerning a phenomenon of a waveform peak of a value calculated by a model computing element in the vibration damping control device by wheel torque control or drive/brake force control. <P>SOLUTION: This vibration damping control device for a vehicle for suppressing the vibration of a vehicle body by controlling wheel torque includes a compensation component determination section calculating a compensation component which is superposed on a wheel torque required value in order to reduce the vibration amplitude of the vehicle body based on the vehicle body vibration model of the vehicle and compensates the wheel torque. The compensation component determination section includes the model computing element for calculating the compensation component. When the magnitude of the output value of the model computing element reaches a predetermined value, the compensation component calculated based on the output value of the model computing element reaching the predetermined value is not superposed on the wheel torque required value. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、自動車等の車両の制振制御装置に係り、より詳細には、車両の車輪と接地路面上との間に作用するトルク(以下、「車輪トルク」と称する。)を制御して車体のピッチ・バウンス振動等の車体振動を抑制する制振制御装置に係る。   The present invention relates to a vibration damping control device for a vehicle such as an automobile, and more specifically, controls a torque (hereinafter referred to as “wheel torque”) that acts between a vehicle wheel and a grounding road surface. The present invention relates to a vibration suppression control device for suppressing vehicle body vibration such as pitch / bounce vibration of a vehicle body.

車両の走行中のピッチ・バウンス振動等の車体振動は、車両の加減速時に車体に作用する制駆動力(若しくは慣性力)又はその他の車体に作用する外力により発生するところ、それらの力は、車輪トルクに反映される。そこで、車両の制振制御の分野に於いて、車両の制駆動力制御を通して車輪トルクを調節し、車両の走行中に於ける車体の振動を抑制することが提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。かかる車輪トルク又は制駆動力制御による車体振動の制振制御に於いては、車両の加減速要求若しくは旋回要求による車輪トルクの変動が予想される場合又は車体に外力(路面上の凹凸又は異物、勾配又は摩擦状態の変化などの車両の走行路面上の状態変化による路面反力の変動や風等の力などの力学的な外乱)が作用して車輪トルクに変動があった場合に、所謂車体のばね上振動又はばね上・ばね下振動の力学的モデルなどを仮定して構築された車体振動の運動モデルを用いて、車体に生ずるピッチ・バウンス振動を予測し、その予測された振動が抑制されるように車輪のトルク又は制駆動力が調節される。このような形式の制振制御の場合、サスペンションによる制振制御の如く発生した振動エネルギーを吸収することにより抑制するというよりは、振動を発生する力の源を調節して振動エネルギーの発生が抑えられることになるので、制振作用が比較的速やかであり、また、エネルギー効率が良いなどの利点を有する。また、上記の如き制振制御に於いては、制御対象が車輪トルク又は車輪の制駆動力に集約されるので、制御の調節が比較的に容易である。   Vehicle vibrations such as pitch and bounce vibrations while the vehicle is running are generated by braking / driving force (or inertial force) acting on the vehicle body during acceleration / deceleration of the vehicle or other external force acting on the vehicle body. It is reflected in the wheel torque. Therefore, in the field of vehicle vibration suppression control, it has been proposed to adjust the wheel torque through vehicle braking / driving force control to suppress vibration of the vehicle body while the vehicle is running (for example, Patent Documents). 1 and 2). In vibration suppression control of vehicle body vibration by such wheel torque or braking / driving force control, when fluctuations in wheel torque due to vehicle acceleration / deceleration requests or turning requests are expected, or external force (unevenness or foreign matter on the road surface, A so-called vehicle body when the wheel torque changes due to the action of a change in road reaction force due to a change in the state of the vehicle on the road surface such as a change in gradient or friction, or a mechanical disturbance such as a force such as wind. Predicts pitch and bounce vibrations generated in the vehicle body and suppresses the predicted vibrations using a motion model of vehicle body vibration that is built on the assumption of a dynamic model of sprung vibration or sprung / unsprung vibration Thus, the torque or braking / driving force of the wheel is adjusted. In the case of this type of vibration suppression control, the generation of vibration energy is suppressed by adjusting the source of the force that generates vibration, rather than by absorbing vibration energy generated as in the case of vibration suppression control by the suspension. Therefore, the vibration damping action is relatively quick and the energy efficiency is good. Further, in the vibration damping control as described above, since the object to be controlled is concentrated on the wheel torque or the braking / driving force of the wheel, the control adjustment is relatively easy.

上記の如き車輪トルク制御又は制駆動力制御による制振制御では、典型的には、まず、車両の加減速要求若しくは旋回要求に対応する車輪トルクの予測値又は車体に作用する外力に対応する車輪トルクの実際値又は推定値が車体振動モデルに基づいて構成される演算器(モデル演算器)へ入力され、そこに於いて、車両の重心周りのピッチ方向及び/又は重心のバウンス方向の変位及び/又はその時間変化率(以下、これらの値を「ピッチ・バウンス振動状態値」と称する。)の予測値が算出される。そして、それらの算出されたピッチ・バウンス振動状態値の各々が0に収束するように車輪トルク制御又は制駆動力制御を実行するアクチュエータ、即ち、エンジン又はモータ等の車両の駆動装置、制動装置又は操舵装置に対して車輪トルク又は制駆動力に対する補償成分(車輪トルクの修正量)が制御指令として与えられる。ピッチ・バウンス振動状態値の予測値は、ピッチ・バウンス方向に車体に作用する(車輪トルクを含む)力及びモーメントの釣り合いから導出されるピッチ・バウンス振動状態値の微分方程式を解くことによって算出され、モデル演算器に於いては、かかる微分方程式を逐次的に数値的に解くための積分器が組み込まれている(実施の形態の欄参照)。   In the vibration damping control by the wheel torque control or the braking / driving force control as described above, typically, first, the wheel corresponding to the predicted value of the wheel torque corresponding to the acceleration / deceleration request or the turning request of the vehicle or the external force acting on the vehicle body. The actual value or estimated value of the torque is input to a computing unit (model computing unit) configured based on the vehicle body vibration model, where the displacement in the pitch direction around the center of gravity of the vehicle and / or the bounce direction of the center of gravity and A predicted value of the rate of time change (hereinafter, these values are referred to as “pitch / bounce vibration state values”) is calculated. Then, an actuator that executes wheel torque control or braking / driving force control so that each of the calculated pitch / bounce vibration state values converges to 0, that is, a vehicle driving device such as an engine or a motor, a braking device, A compensation component (a correction amount of the wheel torque) for the wheel torque or braking / driving force is given to the steering device as a control command. The predicted value of the pitch bounce vibration state value is calculated by solving the differential equation of the pitch bounce vibration state value derived from the balance of force and moment (including wheel torque) acting on the vehicle body in the pitch bounce direction. The model computing unit incorporates an integrator for solving such a differential equation numerically sequentially (see the column of the embodiment).

特開2004−168148JP 2004-168148 A 特開2006−69472JP 2006-69472 A

上記の微分方程式を解いてピッチ・バウンス振動状態値の予測値を算出するモデル演算器に関して、かかるモデル演算器から過大な振幅が出力されると、それに対応して、過大な振幅の補償成分が車輪トルク又は制駆動力を制御するアクチュエータへ与えられてしまう場合があり得る。そこで、モデル演算器には、その出力値の振幅が予め定められた範囲内に制限されるように、即ち、出力値に“ガードがかけられる”ようにする構成が設けられているのが一般的である。しかしながら、モデル演算器の出力値にガードがかかる場合、その出力値の波形が頭打ちとなり、その出力値から算定される補償成分の精度が悪化することとなる。また、モデル演算器に含まれる積分器に於ける演算は、逐次的に算出した値を累積していく態様にて実行されるので、一旦、出力値にガードがかかったまま、積分演算を続けると、モデル演算器又は積分器の出力値により与えられるピッチ・バウンス状態値の予測値に於いて誤差が残存又は蓄積されることとなる。   Regarding a model computing unit that solves the above differential equation and calculates a predicted value of the pitch bounce vibration state value, if an excessive amplitude is output from the model computing unit, an excessive amplitude compensation component is correspondingly generated. There may be a case where the wheel torque or the braking / driving force is given to an actuator. Therefore, the model computing unit is generally provided with a configuration so that the amplitude of the output value is limited within a predetermined range, that is, the output value is “guarded”. Is. However, when the output value of the model computing unit is guarded, the waveform of the output value reaches its peak, and the accuracy of the compensation component calculated from the output value is deteriorated. In addition, since the calculation in the integrator included in the model calculator is executed in such a manner that the sequentially calculated values are accumulated, the integration calculation is continued while the guard is applied to the output value. Then, an error remains or accumulates in the predicted value of the pitch bounce state value given by the output value of the model calculator or integrator.

また、上記の如きモデル演算器の出力値の波形の頭打ちの現象は、演算により算出される値が、モデル演算器の容量桁数を超える場合、つまり、算出値がオーバーフローする場合にも生ずる。制振制御装置に於いて用いられるモデル演算器及びその内部の積分器は、典型的には、ディジタル計算機により構成されているので、モデル演算器内で処理可能な数値は、その桁数が予め限られている。例えば、16ビットのディジタル計算機であれば、表現可能な数値の個数は、正負方向のそれぞれについて、215個(32768個)である。即ち、モデル演算器により算出される値の分解能を1/8192に設定したとすると、出力可能な数値範囲は、±4となり、算出値がこの範囲から逸脱すると、オーバーフローとなって、演算が不可能となる。従って、算出値を精度よく算出しようとして、分解能を細かく設定すると、算出値の絶対値が大きくなったときに、その波形の頭打ちが生じ、これにより、上記の出力値にガードをかける場合と同様に補償成分の精度の悪化、モデル演算器(特に積分器を含む場合)の出力値に於ける誤差の残存又は蓄積といった不具合が生ずることとなり得る。 Moreover, the phenomenon of the waveform peak of the output value of the model calculator as described above also occurs when the value calculated by the calculation exceeds the capacity digit of the model calculator, that is, when the calculated value overflows. Since the model computing unit and the integrator inside the model computing unit used in the vibration suppression control device are typically configured by a digital computer, the numerical values that can be processed in the model computing unit have the number of digits in advance. limited. For example, if the 16-bit digital computer, the number of representable numbers, for each of the positive and negative directions, a 2 15 (32768). In other words, if the resolution of the value calculated by the model calculator is set to 1/8192, the numerical value range that can be output is ± 4. If the calculated value deviates from this range, an overflow occurs and the calculation is disabled. It becomes possible. Therefore, if the resolution is set finely in an attempt to calculate the calculated value with high accuracy, when the absolute value of the calculated value increases, the waveform peaks, and this is the same as when the above output value is guarded. In addition, the accuracy of the compensation component may be deteriorated, and errors such as remaining or accumulation of errors in the output value of the model computing unit (particularly including an integrator) may occur.

かくして、本発明の解決しようとする主な課題は、車輪トルク制御又は制駆動力制御による制振制御装置に於ける上記のモデル演算器の出力値又は算出値の波形の頭打ちの現象に関わる不具合に対処するべく、制振制御装置の構成を改良することである。   Thus, the main problem to be solved by the present invention is a problem related to the phenomenon of the peak of the waveform of the output value or the calculated value of the model computing unit in the vibration damping control device by wheel torque control or braking / driving force control. In order to cope with this, it is to improve the configuration of the vibration suppression control device.

本発明によれば、車両の車輪と路面との接地個所に於いて発生する車輪トルクを制御することにより車両のピッチ・バウンス振動等の車体振動を抑制する車両の制振制御装置であって、振動状態値又は車体の振動振幅を低減するよう車輪トルクを補償するための補償成分を算出するために用いられるモデル演算器の出力値に“波形の頭打ち”が生じたとき又は生ずるおそれがあるときに、かかる“波形の頭打ち”が車輪トルク又は制駆動力を制御するアクチュエータへ与えられる制振制御のための補償成分に反映されないよう構成された制振制御装置が提供される。   According to the present invention, there is provided a vibration suppression control device for a vehicle that suppresses vehicle body vibration such as pitch bounce vibration of the vehicle by controlling wheel torque generated at a ground contact point between the vehicle wheel and a road surface. When the output value of the model computing unit used to calculate the compensation component for compensating the wheel torque so as to reduce the vibration state value or the vibration amplitude of the vehicle body has or is likely to occur In addition, there is provided a vibration damping control device configured such that such “waveform peak” is not reflected in a compensation component for vibration damping control applied to an actuator that controls wheel torque or braking / driving force.

まず、本発明の制振制御装置は、車両の車体振動モデルに基づいて車両の車体の振動振幅を低減するよう車輪トルクの要求値に重畳されて車輪トルクを補償するための補償成分を算出する補償成分決定部を含む。即ち、本発明の制振制御装置は、基本的には、車両の走行中に運転者又は自動運転制御による制駆動要求(又は旋回要求)又は車体に作用する外乱によって発生し得る車体のピッチ・バウンス等の車体振動を低減又は相殺するよう車輪トルクを補償する形式の制振制御装置であり、典型的には、補償成分決定部にて算出された補償成分は、エンジン又はモータなどの車両の駆動装置へ与えられる駆動トルクの要求値(又は車両の制動装置若しくは操舵装置に対する要求値)に重畳され、これにより、駆動トルクの要求値に含まれている車体振動を惹起する成分が低減又は除去され、或いは、車体に作用する外乱に於ける車体振動を惹起する成分(起振力)の作用を相殺する方向に駆動トルクが制御され、車輪に於ける車輪トルクが補償される。補償成分決定部は、補償成分を算出するためのモデル演算器を含んでおり、かかるモデル演算器は、典型的には、積分器を用いて車両の車体振動モデルに基づいて車体の振動変位とその微分値を予測し、補償成分は、かかる予測される車体の振動変位及びその微分値に基づいて決定されるようになっていてよい。   First, the vibration suppression control device of the present invention calculates a compensation component for compensating for the wheel torque superimposed on the required value of the wheel torque so as to reduce the vibration amplitude of the vehicle body based on the vehicle body vibration model of the vehicle. A compensation component determination unit is included. That is, the vibration suppression control device of the present invention basically has a vehicle body pitch / frequency that can be generated by a driver or a braking / driving request (or turning request) by automatic driving control or a disturbance acting on the vehicle body while the vehicle is running. It is a vibration damping control device that compensates for wheel torque so as to reduce or cancel body vibration such as bounce. Typically, the compensation component calculated by the compensation component determining unit is a vehicle such as an engine or a motor. Superimposed on the required value of the drive torque given to the drive device (or the required value for the braking device or steering device of the vehicle), thereby reducing or eliminating the component that causes the vehicle body vibration included in the required value of the drive torque Alternatively, the drive torque is controlled in a direction that cancels the action of the component (vibration force) that causes the vehicle body vibration in the disturbance acting on the vehicle body, and the wheel torque in the wheel is compensated.The compensation component determination unit includes a model computing unit for calculating the compensation component. Typically, the model computing unit uses the integrator to calculate the vibration displacement of the vehicle body based on the vehicle body vibration model of the vehicle. The differential value is predicted, and the compensation component may be determined based on the predicted vibration displacement of the vehicle body and the differential value.

しかしながら、既に述べた如く、モデル演算器の出力値の絶対値が大きくなって、かかる出力値にガードがかかる場合、或いは、かかる出力値がモデル演算器の演算可能範囲を逸脱する場合(オーバーフロー)には、出力値の波形の頭打ちが発生することとなり、これにより、モデル演算器の出力値(典型的には、車体の振動変位とその微分値の予測値)から算出される補償成分の波形も変形することとなる。そうすると、補償成分に応答して実際に発生する車輪トルクの周波数と位相が、制振制御により予定された車輪トルクの周波数と位相と相違し、或いは、車体の振動を抑制するどころか、増幅し得る周波数成分が車輪トルクに於いて発生する場合もおき得る。   However, as already described, when the absolute value of the output value of the model computing unit increases and the output value is guarded, or when the output value deviates from the operable range of the model computing unit (overflow). Therefore, the waveform of the compensation component calculated from the output value of the model computing unit (typically, the predicted value of the vibration displacement of the vehicle body and its differential value) will occur. Will also be deformed. Then, the frequency and phase of the wheel torque actually generated in response to the compensation component is different from the frequency and phase of the wheel torque planned by the vibration suppression control, or can be amplified rather than suppressing the vibration of the vehicle body. There may also be cases where frequency components occur in the wheel torque.

そこで、本発明の制振制御装置では、制振制御により予定される周波数と位相以外の成分が車輪トルク制御に入力されることを回避するために、モデル演算器の出力値の大きさが所定値に到達したときには、その所定値に到達したモデル演算器の出力値に基づいて算出される補償成分が車輪トルクの要求値に重畳されないよう構成される。なお、ここで、「所定値」とは、絶対値が過大な補償成分が車輪トルクの要求値に重畳されることを回避するためのガードの上限値と下限値の絶対値、或いは、モデル演算器の出力値がモデル演算器の演算可能な数値範囲を超えないようにかかる演算可能な数値範囲の限界値の絶対値又はそれよりも若干小さく設定される値であってよい。   Therefore, in the vibration suppression control apparatus of the present invention, the magnitude of the output value of the model calculator is predetermined in order to avoid components other than the frequency and phase planned by the vibration suppression control being input to the wheel torque control. When the value is reached, the compensation component calculated based on the output value of the model computing unit that has reached the predetermined value is not superimposed on the required value of the wheel torque. Here, the “predetermined value” is the absolute value of the upper limit value and the lower limit value of the guard or model calculation for avoiding that a compensation component having an excessive absolute value is superimposed on the required value of the wheel torque. It may be an absolute value of a limit value of the numerical value range that can be calculated or a value that is set slightly smaller than the numerical value range that can be calculated by the model arithmetic unit so that the output value of the device does not exceed the numerical value range that can be calculated.

モデル演算器の出力値の大きさが所定値に到達したときの一つの具体的な実施の態様としては、車両の車体振動を抑制する車輪トルクの制御が中止されるようになっていてよい。これにより、単純な構成にて制御の不具合を回避することが可能となる。[例えば、モデル演算器の出力値がピッチ・バウンス振動状態値の予測値のいずれかであり、「所定値」が通常の振動状態で想定され得るピッチ・バウンス状態値の最大値に設定されているとすれば、出力値が所定値を超えるということは、モデル演算器が精度よくピッチ・バウンス振動状態値の予測を行っていないこととなる。従って、その場合、車両の車体振動を抑制する車輪トルクの制御の中止により、精度のよくない制振制御による不具合を回避できることとなる。]   As one specific embodiment when the magnitude of the output value of the model computing unit reaches a predetermined value, the control of the wheel torque for suppressing the vehicle body vibration of the vehicle may be stopped. Thereby, it becomes possible to avoid the malfunction of control with a simple configuration. [For example, the output value of the model calculator is one of the predicted values of the pitch bounce vibration state value, and the “predetermined value” is set to the maximum value of the pitch bounce state value that can be assumed in the normal vibration state. If the output value exceeds the predetermined value, the model computing unit does not accurately predict the pitch bounce vibration state value. Therefore, in that case, the failure due to inaccurate vibration suppression control can be avoided by stopping the control of the wheel torque that suppresses the vehicle body vibration of the vehicle. ]

また、特に、モデル演算器が、所定のビット数で表される数値の演算が可能なディジタル計算機である場合、モデル演算器の出力値の大きさが所定値に到達したときの別の具体的な実施の態様として、モデル演算器の出力値の大きさが所定ビット数により決定される所定値に到達したときに、モデル演算器の1ビット当たりの数値幅を増大する、即ち、モデル演算器の演算の分解能を粗くするように構成されていてよい。   In particular, when the model computing unit is a digital computer capable of computing a numerical value represented by a predetermined number of bits, another specific example when the output value of the model computing unit reaches a predetermined value As an embodiment, when the magnitude of the output value of the model calculator reaches a predetermined value determined by the predetermined number of bits, the numerical value width per bit of the model calculator is increased, that is, the model calculator The resolution of the calculation may be coarsened.

当業者に於いて理解される如く、ディジタル計算機にて構成されるモデル演算器にて数値演算を実行する場合、1ビット当たりに割り当てられる数値幅、即ち、モデル演算器で分解可能な数値の幅の最小値(演算器の分解能)は、出力値に要求される精度と、出力されると想定される数値に応じて設定される。出力値をより精度よく算出しようとする場合には、モデル演算器に於ける演算値の分解能が細かくなるように、1ビット当たりの数値幅が小さくなるよう設定すればよい。しかしながら、通常、モデル演算器に使用されるディジタル計算機のビット数は固定されており、計算機で表現可能な数値の上下限値に制限があるため、出力される値の大きさが前記の上下限値の絶対値を超える場合には、モデル演算器はオーバーフローとなり、演算不能となる。従って、オーバーフローを回避するためには、1ビット当たりの数値幅がより大きく設定される必要があるが、そうなると、出力値の分解能が粗くなり、高精度の出力値を得ることができなくなる。実際、本発明の対象となる制振制御では、種々の要因で、通常想定される値域から逸脱する出力値がモデル演算器から出力される場合があり、そのような通常ではない絶対値の大きな値に備えてモデル演算器の分解能を設定すると、制御の精度が低下してしまうこととなる。また、モデル演算器には、積分器が含まれていることがあり、その場合、積分器の演算は、逐次的に値を累積していく態様にて実行されるので、一時的にでも、通常想定される値域から逸脱する値が発生してオーバーフローが起きると、それ以降に算出される値に於いてオーバーフローの際の誤差が残存することとなる。   As will be understood by those skilled in the art, when a numerical operation is executed by a model arithmetic unit constituted by a digital computer, a numerical value width assigned per bit, that is, a numerical value value that can be resolved by the model arithmetic unit. Is set in accordance with the accuracy required for the output value and the numerical value expected to be output. In order to calculate the output value with higher accuracy, the numerical value width per bit may be set to be small so that the resolution of the calculation value in the model calculator is fine. However, the number of bits of the digital computer used for the model calculator is usually fixed, and there are restrictions on the upper and lower limit values that can be expressed by the computer. If the absolute value of the value is exceeded, the model computing unit overflows and cannot be computed. Therefore, in order to avoid overflow, it is necessary to set a larger numerical value width per bit. However, when this happens, the resolution of the output value becomes coarse, and a highly accurate output value cannot be obtained. In fact, in the vibration suppression control subject to the present invention, an output value deviating from the normally assumed value range may be output from the model computing unit due to various factors, and such an unusual absolute value is large. If the resolution of the model calculator is set in preparation for the value, the accuracy of the control will be reduced. In addition, the model computing unit may include an integrator. In that case, since the computation of the integrator is executed in a mode of accumulating values sequentially, even temporarily, When a value deviating from the normally assumed value range occurs and overflow occurs, an error at the time of overflow remains in values calculated thereafter.

そこで、本発明の上記の態様の装置は、モデル演算器の出力値の大きさが所定のビット数により決定される所定値に到達したとき、つまり、モデル演算器の出力値がオーバーフローするおそれがあるときに、モデル演算器の1ビット当たりの数値幅を増大し、これにより、オーバーフローを回避するよう構成される。この場合、「所定値」とは、モデル演算器の演算可能な数値の大きさの最大値又はそれよりも絶対値の小さい値となるように定められる。モデル演算器の1ビット当たりの数値幅が増大されることにより、モデル演算器の出力値は、モデル演算器の演算可能な値域内に収まることとなり、結局、所定値に到達したモデル演算器の出力値に基づいて算出される補償成分が車輪トルクの要求値に重畳されることがなくなる。また、オーバーフローが回避されることから、出力値に於いてオーバーフローの際の誤差が残存することがなくなるので、通常想定される値域から逸脱する出力値がモデル演算器から出力された後も、(精度が低下するが)、制振制御を継続されてよいこととなる。   Therefore, the apparatus according to the above aspect of the present invention may cause the output value of the model calculator to overflow when the magnitude of the output value of the model calculator reaches a predetermined value determined by a predetermined number of bits. At some point, it is configured to increase the numerical width per bit of the model operator, thereby avoiding overflow. In this case, the “predetermined value” is determined so as to be a maximum value of a numerical value that can be calculated by the model calculator or a value having a smaller absolute value. By increasing the numerical value width per bit of the model calculator, the output value of the model calculator falls within the range that can be calculated by the model calculator. The compensation component calculated based on the output value is not superimposed on the required value of the wheel torque. In addition, since overflow is avoided, there is no longer any error in the overflow in the output value, so even after the output value deviating from the normally assumed value range is output from the model computing unit ( Although the accuracy is reduced), the vibration suppression control may be continued.

また、上記の構成に於いて、モデル演算器の1ビット当たりの数値幅は、モデル演算器の出力値が大きくなるほど、増大されるようになっていてもよい。この場合、出力値の大きさに依存して分解能が変更されることになるので、広範囲の振幅域に於いて、精度よく且つオーバーフローすることなくモデル演算が実行できることとなる。   Further, in the above configuration, the numerical value width per bit of the model computing unit may be increased as the output value of the model computing unit increases. In this case, since the resolution is changed depending on the magnitude of the output value, the model calculation can be executed accurately and without overflowing in a wide amplitude range.

ところで、上記の一連の態様に於いて、モデル演算器が積分器を含む場合であって、モデル演算器の出力値の大きさが所定値に到達し、これに応答して、車両の車体振動を抑制する車輪トルクの制御が中止されることにより、或いは、モデル演算器の1ビット当たりの数値幅が増大されることにより、所定値に到達したモデル演算器の出力値に基づいて算出される補償成分が車輪トルクの要求値に重畳されない状態となった後に、車両の車輪速微分値が所定期間に亙って実質的に0となったときには、モデル演算器に含まれる積分器の出力値を0に設定し、モデル演算器の出力値に基づいて算出される補償成分の車輪トルクの要求値への重畳を再開するようになっていてよい。車輪速微分値が所定期間に亙って実質的に0となったとき(例えば、車両が停止したときなど)には、車体振動は実質的に消滅し、積分器の出力値は0に強制的にリセットしてもよい状態と考えられる。従って、積分器の出力値を0にすることにより、積分器内に残存し得る誤差を除去して、補償成分の車輪トルクの要求値への重畳を再開して、制振制御を実行するようになっていてよい。   By the way, in the above-described series of embodiments, the model computing unit includes an integrator, and the magnitude of the output value of the model computing unit reaches a predetermined value. Is calculated based on the output value of the model computing unit that has reached a predetermined value by stopping the control of the wheel torque that suppresses or by increasing the numerical value range per bit of the model computing unit When the vehicle wheel speed differential value becomes substantially zero over a predetermined period after the compensation component is not superimposed on the required value of the wheel torque, the output value of the integrator included in the model calculator May be set to 0, and the superimposition of the compensation component calculated on the basis of the output value of the model calculator to the required value of the wheel torque may be resumed. When the wheel speed differential value becomes substantially zero over a predetermined period (for example, when the vehicle stops), the vehicle body vibration is substantially extinguished and the output value of the integrator is forced to zero. It is considered that the state may be reset automatically. Accordingly, by setting the output value of the integrator to 0, an error that may remain in the integrator is removed, and the superimposition of the compensation component on the required value of the wheel torque is resumed to execute the vibration damping control. It may be.

なお、既に述べた如く、補償成分決定部の補償成分を算出するためのモデル演算器に於いて積分器を含む場合、積分器の演算は、逐次的に値を累積していく態様にて実行されるので、積分値に誤差が一旦入り込むと、その誤差は、残存し続け、補償成分の精度を悪化させる。従って、本発明の制振制御装置に於いては、別の態様として、モデル演算器又は積分器の出力値の大きさが所定値に到達したか否かによらず、車両が停止したとき又は車両の車輪速微分値が所定期間に亙って実質的に0となったときには、積分器の出力値が0に設定され、積分値に入り込んだ誤差が除去されるようになっていてよい。   As described above, when the model computing unit for calculating the compensation component of the compensation component determining unit includes an integrator, the computation of the integrator is executed in a manner in which values are sequentially accumulated. Therefore, once an error enters the integral value, the error continues to remain and deteriorates the accuracy of the compensation component. Therefore, in the vibration suppression control device of the present invention, as another aspect, when the vehicle stops or not regardless of whether the output value of the model computing unit or the integrator reaches a predetermined value or When the wheel speed differential value of the vehicle becomes substantially zero over a predetermined period, the output value of the integrator may be set to 0, and the error that has entered the integral value may be removed.

総じて、本発明によれば、車輪トルク制御又は制駆動力制御による制振制御装置に於いて、補償成分の算出のために用いられるモデル演算器の出力値に於ける“頭打ち”された波形及びそれによる誤差を含む補償成分が車輪トルク又は制駆動力を制御するアクチュエータへ入力されることが回避され、これにより、モデル演算器の出力値の大きさが過大であることに起因して制振制御により予定された車輪トルクの周波数と位相が発生できないことによる不具合が回避されることとなる。また、特に、モデル演算器の分解能をモデル演算器の出力値に対応して可変にする態様によれば、制振制御により抑制可能な振動の振幅範囲が従前に比して拡大されることとなり有利である。   In general, according to the present invention, in the vibration damping control device based on wheel torque control or braking / driving force control, the “topped” waveform in the output value of the model calculator used for calculating the compensation component and As a result, it is avoided that the compensation component including the error is input to the actuator that controls the wheel torque or the braking / driving force, and thus, the magnitude of the output value of the model calculator is excessively controlled. Problems due to the inability to generate the frequency and phase of the wheel torque planned by the control are avoided. In particular, according to the aspect in which the resolution of the model computing unit is made variable in accordance with the output value of the model computing unit, the amplitude range of vibration that can be suppressed by the damping control is expanded compared to the conventional case. It is advantageous.

本発明のその他の目的及び利点は、以下の本発明の好ましい実施形態の説明により明らかになるであろう。   Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description of preferred embodiments of the present invention.

図1は、本発明による制振制御装置の好ましい実施形態が実現される自動車の模式図を示している。FIG. 1 shows a schematic diagram of an automobile in which a preferred embodiment of a vibration damping control device according to the present invention is realized. 図2は、図1の電子制御装置の実施形態の内部構成を制御ブロック図の形式で表したものである。駆動トルク要求値決定部51、制御指令決定部53には、図示されているもの以外の、例えば、エンジン温度等の種々のパラメータが入力されてよい。FIG. 2 shows the internal configuration of the embodiment of the electronic control device of FIG. 1 in the form of a control block diagram. Various parameters other than those shown in the figure, such as engine temperature, may be input to the drive torque request value determination unit 51 and the control command determination unit 53. 図3Aは、本発明の好ましい実施形態の制振制御の作動に於いて抑制される車体振動の状態変数を説明する図である。図3Bは、本発明の好ましい実施形態の制振制御に於いて仮定される車体振動の力学的運動モデルの一つである「ばね上振動モデル」について説明する図であり、図3Cは、ばね上・ばね下振動モデルについて説明する図である。図3Dは、本発明の好ましい実施形態に於ける補償成分決定部の構成を制御ブロック図の形式で表した図である。FIG. 3A is a diagram illustrating a state variable of vehicle body vibration that is suppressed in the operation of vibration suppression control according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3B is a view for explaining a “sprung vibration model” which is one of the mechanical motion models of the vehicle body vibration assumed in the vibration damping control according to the preferred embodiment of the present invention, and FIG. It is a figure explaining an upper and unsprung vibration model. FIG. 3D is a diagram showing the configuration of the compensation component determination unit in the preferred embodiment of the present invention in the form of a control block diagram. 図4Aは、図3Dの補償成分決定部内のモデル演算器の構成をより詳細な制御ブロック図の形式で表した図であり、図4Bは、モデル演算器内の積分器の構成を制御ブロック図の形式で表した図である。4A is a diagram showing the configuration of the model calculator in the compensation component determination unit in FIG. 3D in the form of a more detailed control block diagram, and FIG. 4B is a control block diagram showing the configuration of the integrator in the model calculator. FIG. 図5は、図2の補償成分決定部に於けるモデル演算器(積分器)の出力値に応じて制御態様を変更する処理をフローチャートの形式で表した図である。FIG. 5 is a diagram showing, in the form of a flowchart, processing for changing the control mode in accordance with the output value of the model computing unit (integrator) in the compensation component determination unit of FIG.

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を幾つかの好ましい実施形態について詳細に説明する。図中、同一の符号は、同一の部位を示す。   The present invention will now be described in detail with reference to a few preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. In the figure, the same reference numerals indicate the same parts.

装置の構成
図1は、本発明の制振制御装置の好ましい実施形態が搭載される自動車等の車両を模式的に示している。同図に於いて、左右前輪12FL、12FRと、左右後輪12RL、12RRを有する車両10には、通常の態様にて、運転者によるアクセルペダル14の踏込みに応じて後輪に駆動力又は駆動トルクを発生する駆動装置20が搭載される。駆動装置20は、図示の例では、図1に例示されている如く、駆動トルク或いは回転駆動力が、エンジン22から、トルクコンバータ24、自動変速機26、差動歯車装置28等を介して、後輪12RL、12RRへ伝達されるよう構成される。しかしながら、駆動装置は、エンジン22に代えて電動機が用いられる電気式、或いは、エンジンと電動機との双方を有するハイブリッド式の駆動装置が用いられてもよい。なお、車両は、四輪駆動車又は前輪駆動車であってもよい。また、簡単のため図示していないが、車両10には、通常の車両と同様に、ブレーキペダル16の踏込みに応じて各輪に制動力を発生する制動系装置と前輪又は前後輪の舵角を制御するためのステアリング装置が設けられる。
Diagram 1 of the apparatus is a vehicle such as an automobile in which the preferred embodiment of the vibration damping control device is mounted of the present invention is schematically shown. In the figure, the vehicle 10 having the left and right front wheels 12FL and 12FR and the left and right rear wheels 12RL and 12RR is driven in the normal manner according to the depression of the accelerator pedal 14 by the driver. A drive device 20 that generates torque is mounted. In the illustrated example, as illustrated in FIG. 1, the driving device 20 has a driving torque or a rotational driving force from the engine 22 via the torque converter 24, the automatic transmission 26, the differential gear device 28, and the like. It is configured to be transmitted to the rear wheels 12RL and 12RR. However, the drive device may be an electric drive in which an electric motor is used instead of the engine 22 or a hybrid drive device having both an engine and an electric motor. The vehicle may be a four-wheel drive vehicle or a front wheel drive vehicle. Although not shown for simplicity, the vehicle 10 includes a braking system device that generates a braking force on each wheel in response to the depression of the brake pedal 16 and the steering angle of the front wheels or the front and rear wheels, as in a normal vehicle. A steering device for controlling the motor is provided.

駆動装置20の作動制御及びその他の車両の各部の作動制御は、電子制御装置50により制御される。電子制御装置50は、通常の形式の、双方向コモン・バスにより相互に連結されたCPU、ROM、RAM及び入出力ポート装置を有するマイクロコンピュータ及び駆動回路を含んでいてよい。電子制御装置50には、各輪に搭載された車輪速センサ30i(i=FL、FR、RL、RR)からの車輪速を表す信号Vwi(i=FL、FR、RL、RR)と、車両の各部に設けられたセンサからのエンジンの回転速ne、変速機の回転速no、アクセルペダル踏込量θa、ブレーキペダル踏込量θb等の信号が入力される(図1参照)。なお、上記以外に、本実施形態の車両に於いて実行されるべき各種制御に必要な種々のパラメータを得るための各種検出信号が入力されてよいことは理解されるべきである。   The operation control of the driving device 20 and the operation control of other parts of the vehicle are controlled by the electronic control device 50. The electronic control unit 50 may include a microcomputer having a CPU, a ROM, a RAM, and an input / output port device, which are connected to each other by a bidirectional common bus, and a driving circuit. The electronic control unit 50 includes a signal Vwi (i = FL, FR, RL, RR) representing a wheel speed from a wheel speed sensor 30i (i = FL, FR, RL, RR) mounted on each wheel, a vehicle Signals such as the engine rotation speed ne, the transmission rotation speed no, the accelerator pedal depression amount θa, and the brake pedal depression amount θb are input from sensors provided in these parts (see FIG. 1). In addition to the above, it should be understood that various detection signals for obtaining various parameters necessary for various controls to be executed in the vehicle of the present embodiment may be input.

本発明の制振制御装置は、上記の電子制御装置50に於いて実現される。図2は、かかる電子制御装置50の実施形態の内部の構成を制御ブロックの形式で表したものである。同図を参照して、電子制御装置50は、エンジンの作動を制御する駆動制御装置50a、制動装置(図示せず)の作動を制御する制動制御装置50b、更に、公知の車両の電子制御装置に装備される各種の制御装置(図示せず)を含んでいてよい。なお、制振制御装置を含む駆動制御装置等の各種の制御装置の構成及び作動は、車両の運転中、電子制御装置50内のCPU等の処理作動に於いて実現されることは理解されるべきである。   The vibration damping control device of the present invention is realized in the electronic control device 50 described above. FIG. 2 shows the internal configuration of an embodiment of such an electronic control device 50 in the form of a control block. Referring to the figure, an electronic control unit 50 includes a drive control unit 50a for controlling the operation of the engine, a braking control unit 50b for controlling the operation of a braking unit (not shown), and a known electronic control unit for a vehicle. May include various control devices (not shown). It is understood that the configuration and operation of various control devices such as a drive control device including a vibration suppression control device are realized by processing operations of the CPU and the like in the electronic control device 50 during operation of the vehicle. Should.

制動制御装置50bには、図示の如く、各輪の車輪速センサ30i(i=FR、FL、RR、RL)からの、車輪が所定量回転する毎に逐次的に生成されるパルス形式の電気信号が入力され、かかる逐次的に入力されるパルス信号の到来する時間間隔を計測することにより車輪の回転速ωが算出され、これに車輪半径rが乗ぜられることにより、車輪速値r・ωが算出される。そして、その車輪速値r・ωは、後に詳細に説明する制振制御を実行するために、駆動制御装置50a(車輪トルク推定器52c)へ送信されて、車輪トルク推定値の算出に用いられる。なお、車輪回転速から車輪速への演算は、駆動制御装置50aにて行われてもよい。その場合、車輪回転速が制動制御装置50bから駆動制御装置50aへ与えられる。   As shown in the figure, the braking control device 50b includes a pulse-type electric power that is sequentially generated every time the wheel rotates by a predetermined amount from the wheel speed sensor 30i (i = FR, FL, RR, RL) of each wheel. The wheel rotational speed ω is calculated by measuring the time interval between arrival of such sequentially input pulse signals, and the wheel radius value r · ω is multiplied by the wheel rotational speed r. Is calculated. Then, the wheel speed value r · ω is transmitted to the drive control device 50a (wheel torque estimator 52c) and used for calculation of the wheel torque estimated value in order to execute vibration suppression control which will be described in detail later. . The calculation from the wheel rotation speed to the wheel speed may be performed by the drive control device 50a. In this case, the wheel rotation speed is given from the braking control device 50b to the drive control device 50a.

駆動制御装置50aは、基本的な構成として、アクセルペダルセンサからのアクセルペダル踏込量又はアクセル開度θaに基づいて運転者の要求するエンジンの駆動トルク要求値を決定する駆動トルク要求値決定部51と、車輪トルク(駆動トルク)制御による車体のピッチ/バウンス振動制振制御を実行するための補償成分を算出して駆動トルク要求値を補償(修正)する補償成分決定部52と、かかる補償成分決定部により算出された補償成分により補償された駆動トルク要求値に基づいてその要求値を達成するよう、公知の任意の形式にてエンジン各部の制御指令を生成し、対応する制御器(図示せず)へ送信する制御指令決定部53を含んでいる。   As a basic configuration, the drive control device 50a has a drive torque request value determining unit 51 that determines the engine drive torque request value requested by the driver based on the accelerator pedal depression amount or the accelerator opening θa from the accelerator pedal sensor. A compensation component determining unit 52 that calculates a compensation component for executing vehicle body pitch / bounce vibration damping control by wheel torque (drive torque) control to compensate (correct) the drive torque request value, and the compensation component Based on the drive torque request value compensated by the compensation component calculated by the determination unit, a control command for each part of the engine is generated in an arbitrary known format and a corresponding controller (not shown) is achieved. Control command determination unit 53 to be transmitted to

かかる基本構成に於いて、駆動トルク要求値決定部51は、公知の任意の手法によりアクセル開度θaに対応して駆動トルク要求値(補償前)を決定して出力するようになっていてよい。なお、「アクセル開度」とは、車両の運転者によるアクセルペダルの踏込量若しくは操作量、又は、自動走行制御装置(図示せず)が装備されている車両の場合には自動走行制御装置による駆動トルク若しくは駆動出力の要求量を表す量であり、車両に対する加減速力又は制駆動トルクの要求量を表す。駆動トルク要求値の単位は、基本的には、エンジンに於ける駆動トルクであってよいが、ガソリンエンジンであれば、吸入空気量又はスロットル開度、ディーゼルエンジンであれば、燃料噴射量、モータであれば、電流値であってよい(以下、特に断らない限り、駆動トルク要求値の単位は、エンジンに於ける駆動トルクであるものとする。)。   In such a basic configuration, the drive torque request value determination unit 51 may determine and output a drive torque request value (before compensation) corresponding to the accelerator opening θa by any known method. . Note that the “accelerator opening” means the amount of depression or operation of the accelerator pedal by the driver of the vehicle, or in the case of a vehicle equipped with an automatic travel control device (not shown). It is an amount that represents the required amount of drive torque or drive output, and represents the required amount of acceleration / deceleration force or braking / driving torque for the vehicle. The unit of the drive torque request value may be basically the drive torque in the engine, but in the case of a gasoline engine, the intake air amount or throttle opening, in the case of a diesel engine, the fuel injection amount, the motor If so, it may be a current value (hereinafter, unless otherwise specified, the unit of the drive torque request value is the drive torque in the engine).

補償成分決定部52は、図示の如く、駆動トルク要求値決定部51に於いて決定された駆動トルク要求値(補償前)を車輪トルクに変換した値(車輪トルク要求値)と、車輪トルク推定器52cにて車輪速r・ωから推定される現に車輪に作用している車輪トルクの推定値とを受信し、後に詳細に説明される態様により、車体振動モデル(車輪トルク要求値及び推定値を入力(トルク入力)として車体のピッチ・バウンス方向の振動変位を出力するモデル演算器)を用いて、車輪トルク要求値及び推定値に於ける車体にピッチ・バウンス振動を惹起し得る振動成分を低減又は相殺する補償成分(K・X)を算出する。なお、車輪トルク推定器52cからの車輪トルクTwの入力に際しては、車体振動モデルに於ける運転者要求車輪トルクTw0と車輪トルク推定値Twとの寄与のバランスを調整するために、車輪トルクTwは、フィードバック制御ゲイン(入力ゲイン)λinが乗ぜられてから、補償成分決定部に入力されるようになっていてよい(乗算器52d)。また更に、補償成分決定部は、運転者によるブレーキ操作又はステアリング操作により車輪に生ずる車輪トルクの変化に起因するピッチ・バウンス振動を制振するための補償成分を算出するようになっていてよい。その場合には、図中点線にて示されている如く、車輪トルク推定器52xにてブレーキ操作量又はステアリング操作量に基づいて推定される車輪トルク推定値が補償成分決定部に入力され、車輪トルク要求値等と同様に処理されて、補償成分が算出される。ブレーキ操作量又はステアリング操作量に基づく車輪トルクの変化量の推定は、任意の方法により為されてよい。   As shown in the figure, the compensation component determination unit 52 converts the drive torque request value (before compensation) determined by the drive torque request value determination unit 51 into a wheel torque (wheel torque request value), and wheel torque estimation. 52c receives the estimated value of the wheel torque actually acting on the wheel estimated from the wheel speed r · ω, and the vehicle vibration model (required wheel torque request value and estimated value) according to a mode described in detail later. Using a model calculator that outputs the vibration displacement in the pitch / bounce direction of the vehicle body as an input (torque input), the vibration component that can cause pitch / bounce vibration in the vehicle body at the wheel torque required value and estimated value A compensation component (K · X) to be reduced or canceled is calculated. When the wheel torque Tw is input from the wheel torque estimator 52c, the wheel torque Tw is used to adjust the balance of contribution between the driver-requested wheel torque Tw0 and the estimated wheel torque Tw in the vehicle body vibration model. The feedback control gain (input gain) λin may be multiplied and then input to the compensation component determination unit (multiplier 52d). Still further, the compensation component determination unit may calculate a compensation component for damping pitch / bounce vibration caused by a change in wheel torque generated in the wheel by a driver's brake operation or steering operation. In that case, as indicated by a dotted line in the figure, a wheel torque estimated value estimated based on the brake operation amount or the steering operation amount by the wheel torque estimator 52x is input to the compensation component determination unit, and the wheel The compensation component is calculated in the same manner as the torque request value and the like. The estimation of the change amount of the wheel torque based on the brake operation amount or the steering operation amount may be performed by an arbitrary method.

かくして、補償成分決定部52で算出された補償成分(K・X)は、駆動トルク要求値の単位に変換されて(補償成分U)、加算器a1へ向けて送信され、加算器a1に於いて駆動トルク要求値(補償前)に補償成分が重畳されることにより、駆動トルク要求値が補償される(図示の例では、駆動トルク要求値から補償成分Uが差し引かれるよう構成されている。)。なお、補償成分決定部52から補償成分(K・X)を出力する際に、補償成分の寄与を任意の目的で調節するために、制御ゲインλoutを補償成分K・Xに乗ずる乗算器52fが設けられていてよい(即ち、補償成分は、λout・K・Xの状態で加算器a1へ送られる。)。そして、制御指令決定部53に於いて、補償後の駆動トルク要求値に基づいて、そのときのエンジン回転数及び/又はエンジン温度等を参照して、予め実験的に又は理論的に定められたマップを用いて、公知の態様にて、駆動トルクを達成するように、エンジンの各部の駆動器(図示せず)への制御指令の決定及び各駆動器への制御指令の送信が為される。   Thus, the compensation component (K · X) calculated by the compensation component determination unit 52 is converted into a unit of the drive torque request value (compensation component U), transmitted to the adder a1, and is sent to the adder a1. Thus, the drive torque request value is compensated by superimposing the compensation component on the drive torque request value (before compensation) (in the illustrated example, the compensation component U is subtracted from the drive torque request value). ). When the compensation component (K · X) is output from the compensation component determination unit 52, a multiplier 52f that multiplies the compensation component K · X by the control gain λout to adjust the contribution of the compensation component for an arbitrary purpose. (That is, the compensation component is sent to the adder a1 in the state of λout · K · X). Then, the control command determination unit 53 is experimentally or theoretically determined in advance based on the compensated drive torque request value with reference to the engine speed and / or the engine temperature at that time. Using a map, in a known manner, control commands to drive units (not shown) of each part of the engine are determined and control commands are transmitted to the drive units so as to achieve drive torque. .

上記の補償成分決定部52の構成に於いては、後により詳細に説明される如く、補償成分は、車体振動モデルに於いて算出される車体の振動状態値(振動変位とその時間微分値)の予測値から決定される。かかる構成に於いて、車体の振動状態値の予測値の振幅が大きくなり、これにより、補償成分の振幅が大きくなると、これに対応してエンジンの駆動出力が大きく振動することとなる。そこで、かかる駆動出力の過大な振動を回避するべく、通常、補償成分決定部52又は車体振動モデルから所定の制限値を超えた値が出力されないようにするガードが設けられる。即ち、車体の振動状態値又は補償成分の値が所定の制限値に達すると、出力値の変化は、その所定の制限値にて頭打ちになり、過大な駆動出力を与える制御指令がエンジンの各部の駆動器へ送信されることが回避される。しかしながら、かかる車体の振動状態値又は補償成分の頭打ちが生ずると、補償成分の波形が変形してしまい、これにより、良好な制振制御が達成されず、或いは、波形の変化により、補償成分の周波数特性又は位相特性が変化し、駆動出力に於いて予期しない周波数・位相成分が発生してしまう可能性がある。   In the configuration of the compensation component determination unit 52 described above, as will be described in more detail later, the compensation component is the vibration state value of the vehicle body (vibration displacement and its time differential value) calculated in the vehicle body vibration model. Determined from the predicted value. In such a configuration, when the amplitude of the predicted value of the vibration state value of the vehicle body increases, and as a result, the amplitude of the compensation component increases, the engine drive output vibrates correspondingly. Therefore, in order to avoid such excessive vibration of the drive output, a guard is usually provided to prevent a value exceeding a predetermined limit value from being output from the compensation component determination unit 52 or the vehicle body vibration model. That is, when the vibration state value of the vehicle body or the value of the compensation component reaches a predetermined limit value, the change in the output value reaches a peak at the predetermined limit value, and a control command that gives an excessive drive output is sent to each part of the engine. Is transmitted to the other driver. However, when the vibration state value of the vehicle body or the peak of the compensation component occurs, the waveform of the compensation component is deformed, so that good vibration suppression control is not achieved, or due to a change in the waveform, the compensation component There is a possibility that the frequency characteristic or the phase characteristic is changed, and an unexpected frequency / phase component is generated in the drive output.

また、既に触れた如く、補償成分決定部52内の車体振動モデルを構成するモデル演算器は、所定のビット数のディジタル計算機により構成され、処理可能な数値の桁数(容量桁数)が予め限られているところ、車体振動モデルの算出値(振動状態値)の絶対値が大きくなると、計算機がオーバーフロー状態となって、やはり算出値が頭打ちとなる。その場合も、上記の場合と同様に補償成分の波形が変形してしまい、これにより、良好な制振制御が達成されないこととなる。   Further, as already mentioned, the model computing unit constituting the vehicle body vibration model in the compensation component determining unit 52 is constituted by a digital computer having a predetermined number of bits, and the number of digits of the processable number (capacity digit) is previously set. However, when the absolute value of the calculated value (vibration state value) of the vehicle body vibration model becomes large, the computer becomes an overflow state, and the calculated value reaches a peak. In this case as well, the waveform of the compensation component is deformed in the same manner as in the above case, so that good vibration suppression control is not achieved.

そこで、本発明の制御装置に於いては、上記の基本構成に加えて、所定の制限値にて頭打ちになった車体の振動状態値又は補償成分の値が駆動トルク要求値に反映されないように又は重畳されないようにする構成が設けられ、これにより、駆動出力に於いて、制振制御による過大な振動を回避するとともに予期しない周波数成分・位相成分が発生しないようにすることが試みられる。その具体的な態様のいくつかが、後により詳細に説明される。   Therefore, in the control device of the present invention, in addition to the above basic configuration, the vibration state value or the compensation component value of the vehicle body that has reached its peak at the predetermined limit value is not reflected in the drive torque request value. Alternatively, a configuration is provided so as not to superimpose, thereby attempting to avoid excessive frequency and phase components from being generated in the drive output while avoiding excessive vibration due to vibration suppression control. Some of its specific aspects are described in more detail later.

装置の作動の概要
以下、図2に例示の装置で実行される制振制御の構成及び作動について説明する。なお、制振制御装置は、図示の例では、駆動制御装置に於いて、補償成分決定部52を主要な構成要素として実現されることは理解されるべきである。補償成分決定部52にて算出される補償成分によるピッチ・バウンス制振制御は、以下の如き態様にて行われてよい。
Outline of Device Operation Hereinafter, the configuration and operation of vibration suppression control executed by the device illustrated in FIG. 2 will be described. It should be understood that the vibration suppression control device is realized with the compensation component determination unit 52 as a main component in the drive control device in the illustrated example. The pitch / bounce vibration suppression control using the compensation component calculated by the compensation component determination unit 52 may be performed in the following manner.

(制振制御の原理)
車両に於いて、運転者の駆動要求に基づいて駆動装置が作動して車輪トルクの変動が生ずると、図3(A)に例示されている如き車体10に於いて、車体の重心Cgの鉛直方向(z方向)のバウンス振動と、車体の重心周りのピッチ方向(θ方向)のピッチ振動が発生し得る。また、車両の走行中に路面状態の変化や風の影響により車輪上に力又はトルク(外乱)が作用すると、その外乱が車両に伝達され、やはり車体にバウンス方向及びピッチ方向の振動が発生し得る。そこで、ここに例示するピッチ・バウンス振動制振制御に於いては、車体のピッチ・バウンス振動の運動モデル(車体振動モデル)を構築し、そのモデルに於いて駆動トルク要求値を車輪トルクに換算した値(車輪トルク要求値)及び/又は現在の車輪トルク推定値を入力した際の車体の変位z、θとその変化率dz/dt、dθ/dt、即ち、車体振動の状態変数(振動状態値)を算出し、モデルから得られた状態変数が0に収束するように、即ち、ピッチ/バウンス振動が抑制されるよう駆動装置(エンジン)の駆動トルクが調節される(駆動トルク要求値が補償される。)。
(Principle of vibration suppression control)
In the vehicle, when the driving device is activated based on the driving request of the driver and the wheel torque fluctuates, the vertical position of the center of gravity Cg of the vehicle body in the vehicle body 10 as illustrated in FIG. The bounce vibration in the direction (z direction) and the pitch vibration in the pitch direction (θ direction) around the center of gravity of the vehicle body can occur. In addition, if a force or torque (disturbance) acts on wheels due to changes in road surface conditions or wind while the vehicle is running, the disturbance is transmitted to the vehicle, and vibrations in the bounce direction and pitch direction are also generated in the vehicle body. obtain. Therefore, in the pitch / bounce vibration damping control exemplified here, a motion model (body vibration model) of the body pitch / bounce vibration is constructed, and the required drive torque value is converted into wheel torque in that model. Vehicle body displacement z and θ and their rate of change dz / dt and dθ / dt when the calculated value (wheel torque request value) and / or the current wheel torque estimation value are input, that is, the state variable (vibration state) Value) and the driving torque of the driving device (engine) is adjusted so that the state variable obtained from the model converges to 0, that is, the pitch / bounce vibration is suppressed (the driving torque request value is Compensated.)

かくして、まず、制振制御に於ける車体のバウンス方向及びピッチ方向の力学的運動モデルとして、例えば、図3(B)に示されている如く、車体を質量M及び慣性モーメントIの剛体Sとみなし、かかる剛体Sが、弾性率kfと減衰率cfの前輪サスペンションと弾性率krと減衰率crの後輪サスペンションにより支持されているとする(車体のばね上振動モデル)。この場合、車体の重心のバウンス方向の運動方程式とピッチ方向の運動方程式は、下記の数1の如く表される。

Figure 0005272949
ここに於いて、Lf、Lrは、それぞれ、重心から前輪軸及び後輪軸までの水平方向距離であり、rは、車輪半径であり、hは、重心の路面からの高さ(即ち、重心の車高)である。なお、式(1a)に於いて、第1、2項は、前輪軸から、第3、4項は、後輪軸からの力の成分であり、式(1b)に於いて、第1項は、前輪軸から、第2項は、後輪軸からの力のモーメント成分である。式(1b)に於ける第3項は、駆動輪に於いて発生する車輪トルクTが車体の重心周りに与える力のモーメント成分である。 Thus, first, as a dynamic motion model in the bounce direction and the pitch direction of the vehicle body in the vibration suppression control, for example, as shown in FIG. 3B, the vehicle body is a rigid body S having a mass M and an inertia moment I. It is assumed that the rigid body S is supported by a front wheel suspension having an elastic modulus kf and a damping rate cf, and a rear wheel suspension having an elastic modulus kr and a damping rate cr (vehicle body sprung vibration model). In this case, the motion equation in the bounce direction and the motion equation in the pitch direction of the center of gravity of the vehicle body are expressed as the following Equation 1.
Figure 0005272949
Here, Lf and Lr are respectively horizontal distances from the center of gravity to the front wheel shaft and the rear wheel shaft, r is a wheel radius, and h is the height of the center of gravity from the road surface (that is, the center of gravity of the center of gravity). Vehicle height). In the equation (1a), the first and second terms are components of the force from the front wheel shaft, the third and fourth terms are components of the force from the rear wheel shaft, and in the equation (1b), the first term is From the front wheel shaft, the second term is the moment component of the force from the rear wheel shaft. The third term in the equation (1b) is a moment component of the force that the wheel torque T generated in the drive wheel gives to the periphery of the center of gravity of the vehicle body.

上記の式(1a)及び(1b)は、車体の変位z、θとその変化率dz/dt、dθ/dtを状態変数ベクトルX(t)として、下記の式(2a)の如く、(線形システムの)状態方程式の形式に書き換えることができる。
dX(t)/dt=A・X(t)+B・u(t) …(2a)
ここで、X(t)、A、Bは、それぞれ、

Figure 0005272949
であり、行列Aの各要素a1-a4及びb1-b4は、それぞれ、式(1a)、(1b)のz、θ、dz/dt、dθ/dtの係数をまとめることにより与えられ、
a1=-(kf+kr)/M、a2=-(cf+cr)/M、
a3=-(kf・Lf-kr・Lr)/M、a4=-(cf・Lf-cr・Lr)/M、
b1=-(Lf・kf-Lr・kr)/I、b2=-(Lf・cf-Lr・cr)/I、 …(2b)
b3=-(Lf2・kf+Lr2・kr)/I、b4=-(Lf2・cf+Lr2・cr)/I
である。また、u(t)は、
u(t)=T
であり、状態方程式(2a)にて表されるシステムの入力である。従って、式(1b)より、行列Bの要素p1は、
p1=h/(I・r)
である。 The above formulas (1a) and (1b) are expressed as (linear) as shown in the following formula (2a) with the vehicle body displacements z and θ and their change rates dz / dt and dθ / dt as the state variable vector X (t). It can be rewritten in the form of a system state equation.
dX (t) / dt = A · X (t) + B · u (t) (2a)
Here, X (t), A, and B are respectively
Figure 0005272949
And each element a1-a4 and b1-b4 of the matrix A is given by combining the coefficients of z, θ, dz / dt, dθ / dt in the equations (1a) and (1b), respectively.
a1 =-(kf + kr) / M, a2 =-(cf + cr) / M,
a3 =-(kf ・ Lf-kr ・ Lr) / M, a4 =-(cf ・ Lf-cr ・ Lr) / M,
b1 =-(Lf.kf-Lr.kr) / I, b2 =-(Lf.cf-Lr.cr) / I, (2b)
b3 =-(Lf 2・ kf + Lr 2・ kr) / I, b4 =-(Lf 2・ cf + Lr 2・ cr) / I
It is. U (t) is
u (t) = T
And is an input of the system represented by the state equation (2a). Therefore, from equation (1b), the element p1 of the matrix B is
p1 = h / (I ・ r)
It is.

状態方程式(2a)に於いて、
u(t)=−K・X(t) …(2c)
とおくと、状態方程式(2a)は、
dX(t)/dt=(A−BK)・X(t) …(2d)
となる。従って、X(t)の初期値X0(t)をX0(t)=(0,0,0,0)と設定して(トルク入力がされる前には振動はないものとする。)、状態変数ベクトルX(t)の微分方程式(2d)を解いたときに、X(t)、即ち、バウンス方向及びピッチ方向の変位及びその時間変化率、の大きさを0に収束させるゲインKが決定されれば、ピッチ・バウンス振動を抑制するトルク値u(t)が決定されることとなる。かかるトルク値u(t)をエンジンの駆動トルク要求値に変換した値が制振制御によりエンジンに与えられる補償成分である。
In the equation of state (2a)
u (t) = − K · X (t) (2c)
Then, the equation of state (2a) is
dX (t) / dt = (A−BK) · X (t) (2d)
It becomes. Accordingly, the initial value X 0 (t) of X (t) is set as X 0 (t) = (0,0,0,0) (assuming that there is no vibration before torque is input). ), The gain that converges the magnitude of X (t), that is, the displacement in the bounce direction and the pitch direction and its time change rate, to 0 when the differential equation (2d) of the state variable vector X (t) is solved When K is determined, a torque value u (t) for suppressing pitch bounce vibration is determined. A value obtained by converting the torque value u (t) into an engine drive torque request value is a compensation component given to the engine by vibration suppression control.

ゲインKは、所謂、最適レギュレータの理論を用いて決定することができる。かかる理論によれば、2次形式の評価関数
J=1/2・∫(XQX+uRu)dt …(3a)
(積分範囲は、0から∞)
の値が最小になるとき、状態方程式(2a)に於いてX(t)が安定的に収束し、評価関数Jを最小にする行列Kは、
K=R−1・B・P …(3b)
により与えられることが知られている。ここで、Pは、リカッティ方程式
-dP/dt=AP+PA+Q−PBR−1
の解である。リカッティ方程式は、線形システムの分野に於いて知られている任意の方法により解くことができ、これにより、ゲインKが決定される。
The gain K can be determined by using a so-called optimal regulator theory. According to this theory, a quadratic evaluation function J = 1/2 · ∫ (X T QX + u T Ru) dt (3a)
(Integral range is 0 to ∞)
When the value of is the minimum, the matrix K that minimizes the evaluation function J by the stable convergence of X (t) in the state equation (2a) is
K = R− 1 · B T · P (3b)
It is known to be given by Where P is the Riccati equation
-dP / dt = A T P + PA + Q-PBR -1 B T P
Is the solution. The Riccati equation can be solved by any method known in the field of linear systems, which determines the gain K.

上記の評価関数J及びリカッティ方程式中のQ、Rは、それぞれ、任意に設定される半正定対称行列、正定対称行列であり、システムの設計者により決定される評価関数Jの重み行列である。例えば、ここで考えている運動モデルの場合、Q、Rは、

Figure 0005272949
などと置いて、式(3a)に於いて、状態変数ベクトルの成分のうち、特定のもの、例えば、dz/dt、dθ/dt、のノルム(大きさ)をその他の成分、例えば、z、θ、のノルムより大きく設定すると、ノルムを大きく設定された成分が相対的に、より安定的に収束されることとなる。また、Qの成分の値q1〜q4を大きくすると、過渡特性重視、即ち、状態変数ベクトルの値が速やかに安定値に収束し、Rの値ρを大きくすると、消費エネルギーが低減される。 Q and R in the evaluation function J and Riccati equation are a semi-positive definite symmetric matrix and a positive definite symmetric matrix, respectively, which are arbitrarily set, and are weight matrices of the evaluation function J determined by the system designer. For example, in the case of the motion model considered here, Q and R are
Figure 0005272949
In Equation (3a), a specific one of the components of the state variable vector, for example, the norm (magnitude) of dz / dt, dθ / dt is set to other components, for example, z, If the value is set larger than the norm of θ, components having a large norm are converged relatively stably. Further, when the Q component values q1 to q4 are increased, the transient characteristics are emphasized, that is, the value of the state variable vector quickly converges to a stable value, and when the R value ρ is increased, energy consumption is reduced.

なお、車体のバウンス方向及びピッチ方向の力学的運動モデルとして、例えば、図3(C)に示されている如く、図3(B)の構成に加えて、前輪及び後輪のタイヤのばね弾性を考慮したモデル(車体のばね上・下振動モデル)が採用されてもよい。前輪及び後輪のタイヤが、それぞれ、弾性率ktf、ktrを有しているとすると、図3(C)から理解される如く、車体の重心のバウンス方向の運動方程式とピッチ方向の運動方程式は、下記の数4の如く表される。

Figure 0005272949
ここに於いて、xf、xrは、前輪、後輪のばね下変位量であり、mf、mrは、前輪、後輪のばね下の質量である。式(4a)−(4b)は、z、θ、xf、xrとその時間微分値を状態変数ベクトルとして、図3(B)の場合と同様に、式(2a)の如き状態方程式を構成し(ただし、行列Aは、8行8列、行列Bは、8行1列となる。)、最適レギュレータの理論に従って、状態変数ベクトルの大きさを0に収束させるゲイン行列Kを決定することができる。 As a dynamic motion model in the bounce direction and the pitch direction of the vehicle body, for example, as shown in FIG. 3C, in addition to the configuration in FIG. 3B, the spring elasticity of the front and rear tires A model that takes into account the above (vehicle body sprung / lower vibration model) may be employed. Assuming that the front and rear tires have the respective elastic moduli ktf and ktr, the motion equation in the bounce direction and the motion equation in the pitch direction of the center of gravity of the vehicle body are as understood from FIG. The following equation 4 is expressed.
Figure 0005272949
Here, xf and xr are unsprung displacement amounts of the front and rear wheels, and mf and mr are unsprung masses of the front and rear wheels. Equations (4a)-(4b) form a state equation as shown in Equation (2a) using z, θ, xf, xr and their time differential values as state variable vectors, as in FIG. 3B. (However, the matrix A has 8 rows and 8 columns and the matrix B has 8 rows and 1 column.) According to the theory of the optimal regulator, the gain matrix K that converges the magnitude of the state variable vector to 0 can be determined. it can.

(車輪トルクの推定)
図3(B)、(C)に於ける車体振動モデルに対してトルク入力Tとして、入力されるトルクのうち、外乱の作用として入力される現に発生している車輪トルクの値Twは、理想的には、各輪にトルクセンサを設け、実際に検出されればよいが、通常の車両の各輪にトルクセンサを設けることは困難である。そこで、図示の例では、車輪トルクの外乱入力として、走行中の車両に於けるその他の検出可能な値から車輪トルク推定器52c(図2)にて推定された車輪トルク推定値が用いられる。車輪トルク推定値Twは、典型的には、駆動輪の車輪速センサから得られる車輪回転速ω又は車輪速値r・ωの時間微分を用いて、
Tw=M・r・dω/dt …(5)
と推定することができる。ここに於いて、Mは、車両の質量であり、rは、車輪半径である。[駆動輪が路面の接地個所に於いて発生している駆動力の総和が、車両の全体の駆動力M・G(Gは、加速度)に等しいとすると、車輪トルクTwは、
Tw=M・G・r …(5a)
にて与えられる。車両の加速度Gは、車輪速度r・ωの微分値より、
G=r・dω/dt …(5b)
で与えられるので、車輪トルクは、式(5)の如く推定される。]なお、車輪トルク推定値は、車輪速ではなく、エンジン回転速、変速機回転速、タービン回転速など、駆動輪に作動的に連結した駆動系の回転軸の回転速から推定されるようになっていてもよい。駆動装置のエンジン又はモータの出力軸の回転速neを用いる場合には、駆動輪の車輪回転速は、
ωe=ne×トランスミッション(変速機)ギア比×デフ(差動装置)ギア比 …(6)
により与えられる。また、変速機の出力軸の回転速noを用いる場合には、
ωo=no×デフギア比 …(7)
により与えられる。そして、式(6)又は(7)の駆動輪の車輪回転速ωの推定値は、式(5)に代入され、車輪トルク推定値が算出される。
(Estimation of wheel torque)
As the torque input T for the vehicle body vibration model in FIGS. 3B and 3C, among the input torques, the currently generated wheel torque value Tw input as a disturbance action is an ideal value. Specifically, a torque sensor may be provided on each wheel and actually detected, but it is difficult to provide a torque sensor on each wheel of a normal vehicle. Therefore, in the illustrated example, the wheel torque estimated value estimated by the wheel torque estimator 52c (FIG. 2) from other detectable values in the running vehicle is used as the disturbance input of the wheel torque. The wheel torque estimated value Tw is typically obtained by using a wheel rotational speed ω obtained from a wheel speed sensor of a driving wheel or a time derivative of a wheel speed value r · ω,
Tw = M · r 2 · dω / dt (5)
Can be estimated. Here, M is the mass of the vehicle, and r is the wheel radius. [If the sum of the driving forces generated at the contact points of the driving wheels on the road surface is equal to the overall driving force MG (G is acceleration) of the vehicle, the wheel torque Tw is
Tw = M · G · r (5a)
Given in The acceleration G of the vehicle is obtained from the differential value of the wheel speed r · ω,
G = r · dω / dt (5b)
Therefore, the wheel torque is estimated as shown in Equation (5). Note that the estimated wheel torque value is not estimated from the wheel speed, but from the rotational speed of the rotating shaft of the drive system operatively connected to the drive wheels, such as the engine rotational speed, the transmission rotational speed, and the turbine rotational speed. It may be. When the rotational speed ne of the output shaft of the engine or motor of the driving device is used, the wheel rotational speed of the driving wheel is
ωe = ne x transmission (transmission) gear ratio x differential (differential gear) gear ratio (6)
Given by. When using the rotational speed no of the output shaft of the transmission,
ωo = no x differential gear ratio (7)
Given by. Then, the estimated value of the wheel rotational speed ω of the drive wheel in Expression (6) or (7) is substituted into Expression (5), and the estimated wheel torque value is calculated.

(補償成分決定部の概略構成)
図3(D)は、上記のピッチ・バウンス制振制御のための補償成分Uを算出する図2の補償成分決定部52内部の制御処理の基本構成を概略的に示したものである。図3(D)の制御構成に於いては、まず、車体振動モデルの車輪トルク入力端へ、駆動トルク要求決定部51からの駆動トルク要求値を車輪トルクに換算して得られる車輪トルク要求値Twoと現に車輪に於いて発生している車輪トルク(の推定値)Twが、それぞれ、入力される(更に、図中点線の如く、ブレーキ操作量又はステアリング操作量に対応する車輪トルク推定値が入力されるようになっていてよい。)。次いで、モデル演算器に於いて、そのトルク入力値T(=Two+Tw)を用いて式(2a)の微分方程式を解くことにより、状態変数ベクトルX(t)が算出される。そして、その状態変数ベクトルX(t)に、上記の如く状態変数ベクトルX(t)を0又は最小値に収束させるべく決定されたゲインKを乗じた値K・X(=−u(t))が算出され、そのK・Xがエンジンの駆動トルク要求値単位の補償成分Uに換算される。かくして算出された補償成分は、加算器a1へ送信され、加算器a1に於いて、駆動トルク要求値に重畳され、これにより、K・X(t)の値に相当する成分が駆動トルク要求値から差し引かれることとなる。車体のピッチ・バウンス振動システムは、図3(B)又は(C)からも理解される如く、共振システムであり、任意の入力に対して状態変数ベクトルX(t)の値は、実質的には、システムの固有振動数を概ね中心とした或るスペクトル特性を有する帯域(通常、1〜5Hz程度)の周波数成分のみとなっている。従って、上記の如く、駆動トルク要求値からK・X(t)を差し引く構成により、駆動トルク要求値或いは現に発生している車輪トルクのうち、システムの固有振動数の成分、即ち、車体に於いてピッチ・バウンス振動を引き起こす成分が低減又は除去され、車体に於けるピッチ・バウンス振動が抑制されることとなる。
(Schematic configuration of compensation component determination unit)
FIG. 3D schematically shows a basic configuration of control processing inside the compensation component determination unit 52 of FIG. 2 for calculating the compensation component U for the pitch / bounce vibration suppression control. In the control configuration of FIG. 3D, first, the wheel torque request value obtained by converting the drive torque request value from the drive torque request determination unit 51 into the wheel torque to the wheel torque input end of the vehicle body vibration model. Two and estimated wheel torque Tw (currently estimated value) Tw that is actually generated in the wheel are respectively input (in addition, as indicated by the dotted line in the figure, the estimated wheel torque value corresponding to the brake operation amount or the steering operation amount is May be entered). Next, the model calculator calculates the state variable vector X (t) by solving the differential equation (2a) using the torque input value T (= Two + Tw). Then, a value K · X (= −u (t)) obtained by multiplying the state variable vector X (t) by the gain K determined to converge the state variable vector X (t) to 0 or the minimum value as described above. ) Is calculated, and K · X is converted into a compensation component U in units of engine drive torque request values. The compensation component calculated in this way is transmitted to the adder a1, and is superposed on the drive torque request value in the adder a1, so that the component corresponding to the value of K · X (t) becomes the drive torque request value. Will be deducted from. As can be understood from FIG. 3B or 3C, the pitch bounce vibration system of the vehicle body is a resonance system, and the value of the state variable vector X (t) is substantially equal to an arbitrary input. Is only a frequency component of a band (usually about 1 to 5 Hz) having a certain spectral characteristic centered around the natural frequency of the system. Accordingly, by subtracting K · X (t) from the drive torque request value as described above, the natural frequency component of the system of the drive torque request value or the currently generated wheel torque, that is, in the vehicle body. Thus, components that cause pitch bounce vibration are reduced or eliminated, and pitch bounce vibration in the vehicle body is suppressed.

モデル演算器の改良
上記に説明されている如きモデル演算器は、既に触れた如く、所定のビット数のディジタル計算機により構成され、所定の容量桁数を有する。即ち、モデル演算器の分解能、即ち、1ビット当たりの数値幅を細かくするほど、算出値の精度は向上するが、その分、処理可能な数値範囲が狭くなり、オーバーフローを起し易くなる。そして、一旦、オーバーフローを起すと、算出値の振幅が頭打ちになることで、振動波形が変形することとなり、エンジンへ制御指令として送られる補償成分内に制振制御に於いて予定してしない周波数成分・位相成分が発生することとなると共に、モデル演算器には、積分器が含まれているので(典型的には、積分器の出力値がそのまま状態変数ベクトルの各要素値となっている。)、それ以後の演算結果が不正確になる。従って、モデル演算器の分解能は、モデル演算に於いて算出される数値に要求される精度と、モデル演算器に於いて出現すると想定される数値の範囲とを考慮して決定される必要がある。
Improvement of the Model Calculator As described above, the model calculator as described above is composed of a digital computer having a predetermined number of bits and has a predetermined number of capacity digits. That is, as the resolution of the model computing unit, that is, the numerical value width per bit is made finer, the accuracy of the calculated value is improved. However, the numerical value range that can be processed becomes narrow correspondingly, and overflow easily occurs. Once the overflow occurs, the amplitude of the calculated value reaches its peak, and the vibration waveform is deformed. The frequency that is not planned in the damping control is included in the compensation component sent as a control command to the engine. Component and phase components are generated, and the model computing unit includes an integrator (typically, the output value of the integrator is the element value of the state variable vector as it is. ), And subsequent calculation results are inaccurate. Therefore, the resolution of the model calculator needs to be determined in consideration of the accuracy required for the numerical value calculated in the model calculation and the range of numerical values expected to appear in the model calculator. .

しかしながら、モデル演算器に於いて出現する数値の範囲に関して、モデル演算器にて算出される状態変数ベクトルの各要素の値(振動状態値)は、車輪トルク推定値からの推定演算の結果であるので、非現実的に過大な振幅が算出されてしまうことが起こり得る(例えば、車輪速が急変するとき、雪道等の路面摩擦係数が低い路面を走行中にタイヤがスリップし、車輪がロック又はホイールスピンしたときなどに起き得る。)。かかる過大な振幅の状態変数ベクトルが発生し得ることを想定して、そのような値でもオーバーフローを回避するべく、モデル演算器の分解能を設定してしまうと、現実的な振幅の振動を抑制するべき補償成分の精度が悪化すると共に、状態変数ベクトルの各要素の振幅が過大であることにより振幅が過大になった補償成分が、エンジンの制御指令へ送信され、エンジンの駆動出力が過剰に振動するおそれがある。かかる不具合に対処すべく、即ち、正常な振動に対する補償成分の精度を維持しながら、エンジンの駆動出力の過剰な振動を回避するための対策の一つとして、モデル演算器内で算出される状態変数ベクトルの各要素或いは補償成分に対してガードをかけて、状態変数ベクトルの各要素の値と補償成分の値とが、所定の値域、例えば、現実的な振動範囲、を逸脱しないようにすることが考えられるが、単に、モデル演算器内の算出値に対してガードを設ける方法の場合、値の変動が所定の値域の境界値で制限され、結局、算出値が頭打ち状態になり、制振制御に於いて予定してしない周波数成分・位相成分が発生することとなる。また、ガードがかけられた算出値を積分器の演算に用いると、演算結果が不正確になる。   However, regarding the range of numerical values that appear in the model calculator, the value of each element (vibration state value) of the state variable vector calculated by the model calculator is the result of the estimation calculation from the wheel torque estimated value. Therefore, an unrealistically excessive amplitude may be calculated (for example, when the wheel speed changes suddenly, the tire slips while driving on a road surface with a low road surface friction coefficient such as a snowy road, and the wheel locks. Or it can happen when you spin the wheel.) Assuming that such an excessively large state variable vector can be generated, if the resolution of the model computing unit is set so as to avoid overflow even with such a value, vibration of realistic amplitude is suppressed. As the accuracy of the power compensation component deteriorates, the compensation component whose amplitude has become excessive due to the excessive amplitude of each element of the state variable vector is transmitted to the engine control command, and the engine drive output vibrates excessively. There is a risk. A state calculated in the model calculator as one of the measures for avoiding excessive vibration of the engine drive output while dealing with such a failure, that is, while maintaining the accuracy of the compensation component for normal vibration Each element or compensation component of the variable vector is guarded so that the value of each element of the state variable vector and the value of the compensation component do not deviate from a predetermined range, for example, a realistic vibration range. However, in the case of a method of providing a guard for the calculated value in the model computing unit, the fluctuation of the value is limited by the boundary value of the predetermined range, and eventually the calculated value reaches a peak state and is controlled. In the vibration control, an unplanned frequency component / phase component is generated. Moreover, if the calculated value with the guard applied is used for the calculation of the integrator, the calculation result becomes inaccurate.

そこで、本発明の装置では、モデル演算器の算出値の精度をできるだけ維持しながら、過大な振幅の補償成分がエンジンの制御指令として与えられることを回避し、且つ、ガード又はオーバーフローにより頭打ちになったモデル演算器の算出値が補償成分に反映されないようにすべく、モデル演算器の構成が改良される。以下、好ましいモデル演算器の改良の態様について説明する。   Therefore, in the apparatus of the present invention, while maintaining the accuracy of the calculated value of the model computing unit as much as possible, it is avoided that an excessive amplitude compensation component is given as an engine control command, and it is peaked by a guard or overflow. The configuration of the model calculator is improved so that the calculated value of the model calculator is not reflected in the compensation component. Hereinafter, a preferred mode of improvement of the model calculator will be described.

(モデル演算器の詳細な構成)
図4(A)は、車体振動モデルとして、図3(B)にて例示された式(1a)−(1b)又は(2a)−(2b)により表されるばね上振動モデルを採用した場合のモデル演算器であって、本発明による改良を更に含む構成をより詳細に制御ブロック図の形式にて表したものである。同図を参照して、図示のモデル演算器に於いては、概して述べれば、状態変数ベクトルXの時間微分dX/dtの各要素をそれぞれ積分して、対応する状態変数ベクトルの各要素の値を算出する積分器100a、100b、100c、100dと、状態変数ベクトルXと行列Aとの乗算A・Xを実行する行列演算器100eと、車輪トルクTと行列Bとの乗算B・Tを実行する乗算器100gとが設けられる。かかる構成に於いて、基本的な処理としては、まず、行列演算器100eと乗算器100gは、図から理解される如く、各積分器から出力される状態変数ベクトルの要素値[z、dz/dt、θ、dθ/dt]を受信し、或いは、車輪トルクTを受容して、最終的に、式(1a)、(1b)の左辺に於いて表されているdz/dt、dθ/dtを算出する(ここに於いて、行列演算器100eからの値は、次の演算サイクルに供されることになるので、遅延器100a’、b’により与えられる前回値である。)。これらの算出値は、それぞれ、積分器100a、100bの端子i2へ与えられて積分され、dz/dt、dθ/dtが算出され、さらに、これらの算出値が、それぞれ、積分器100c、100dの端子i2へ与えられて積分され、z、θが算出される。そして、算出された状態変数ベクトルの要素値[z、dz/dt、θ、dθ/dt]は、行列演算器100eに送られると共に、状態変数ベクトルXとゲイン行列Kとの乗算である補償成分K・Xを算出する行列演算器100fにも送信される。各積分器100a、100b、100c、100dは、それぞれ、図4(B)に示されている如き構成を有しており、その各々に於いて、基本的には、入力i2から受信される状態変数ベクトルXの各要素の時間微分値[dz/dt、dz/dt、dθ/dt、dθ/dt]に対して乗算器102aに於いて微小時間dtを乗じた値と、遅延器102dから与えられるそれまでに累積した各時間微分値と微小時間dtとの積の積分値とが加算器102bに於いて加算されることにより、それぞれ、状態変数ベクトルXの各要素[dz/dt、z、dθ/dt、θ]が算出され、スイッチsw1を通過して出力される。モデル演算器は、通常は、上記の処理を繰り返し実行し、これにより、逐次的に、式(2a)の微分方程式を解きつつ、状態変数ベクトルの要素値を出力し、補償成分K・Xが出力されることとなる。
(Detailed configuration of model calculator)
FIG. 4A shows a case where a sprung vibration model represented by the formula (1a)-(1b) or (2a)-(2b) illustrated in FIG. 3B is adopted as the vehicle body vibration model. This is a model computing unit in which the configuration further including the improvement according to the present invention is shown in more detail in the form of a control block diagram. Referring to the figure, in the model computing unit shown in the drawing, generally speaking, each element of time derivative dX / dt of state variable vector X is integrated, and the value of each element of the corresponding state variable vector is integrated. Integrators 100a, 100b, 100c, and 100d that calculate the values, matrix calculator 100e that executes multiplication A · X of state variable vector X and matrix A, and multiplication B · T of wheel torque T and matrix B are executed. And a multiplier 100g. In this configuration, as basic processing, first, the matrix calculator 100e and the multiplier 100g, as can be understood from the figure, show the element values [z, dz / dt, θ, dθ / dt] or receiving the wheel torque T, and finally d 2 z / dt 2 expressed in the left side of the equations (1a) and (1b), d 2 θ / dt 2 is calculated here (in this case, the value from the matrix calculator 100e is used for the next calculation cycle, and thus the previous value given by the delay units 100a ′ and b ′). is there.). These calculated values are respectively applied to the terminals i2 of the integrators 100a and 100b and integrated to calculate dz / dt and dθ / dt. Further, these calculated values are respectively calculated by the integrators 100c and 100d. Given to terminal i2 and integrated, z and θ are calculated. Then, the calculated element values [z, dz / dt, θ, dθ / dt] of the state variable vector are sent to the matrix calculator 100e, and at the same time, the compensation component is a multiplication of the state variable vector X and the gain matrix K. It is also transmitted to the matrix calculator 100f that calculates K · X. Each of the integrators 100a, 100b, 100c, and 100d has a configuration as shown in FIG. 4B. In each of the integrators 100a, 100b, 100c, and 100d, each of the integrators is basically received from the input i2. A value obtained by multiplying a time differential value [d 2 z / dt 2 , dz / dt, d 2 θ / dt 2 , dθ / dt] of each element of the variable vector X by a minute time dt in the multiplier 102a; , The integrated value of the product of each time differential value accumulated from the delay unit 102d so far and the minute time dt is added in the adder 102b, whereby each element of the state variable vector X [ dz / dt, z, dθ / dt, θ] are calculated and output through the switch sw1. Usually, the model computing unit repeatedly executes the above-described processing, thereby sequentially outputting the element value of the state variable vector while solving the differential equation of Equation (2a), and the compensation component K · X is Will be output.

しかしながら、本発明の装置では、更に、上記の各積分器の出力端o1に於いて、ガード102cが設けられ、かかるガードに於いて、積分値の絶対値が所定値に到達したときには、各積分器の出力端o2からガードON信号が発せられる。そして、図4(A)のOR演算器100hに於いて、積分器のうち少なくとも一つからガードON信号が発せられたときには、後に説明するいくつかの手法のうちのいずれかに従って、制振制御の態様又はモデル演算器の演算処理の態様に変更が為される。以下、ガードON信号が発せられた時の態様の変更の例について説明する。   However, in the apparatus of the present invention, a guard 102c is further provided at the output terminal o1 of each integrator described above, and when the absolute value of the integral value reaches a predetermined value in the guard, A guard ON signal is emitted from the output terminal o2. When the guard ON signal is generated from at least one of the integrators in the OR computing unit 100h in FIG. 4A, vibration suppression control is performed according to any of several methods described later. Or the mode of calculation processing of the model calculator. Hereinafter, an example of changing the mode when the guard ON signal is issued will be described.

ガードON信号が発せられた時の態様
例1
一つの態様に於いて、モデル演算器(の積分器)から出力される状態変数ベクトルの要素のうちの少なくとも一つに於いて、その絶対値が所定値に到達しガードON信号が発せられたときには、制振制御が中止されるようになっていてよい。具体的には、OR演算器100hの出力がONになったときには、図2の制御ゲイン52eのゲインλoutが0に設定され、これにより、補償成分が駆動トルク要求値に重畳されることが阻止されるようになっていてよい。ガードに設定される所定値は、実際の車両に於いて起こり得る変位及び変位の時間変化率の大きさの最大値に設定されてよく、モデル演算器の分解能は、最大値がモデル演算器を構成するディジタル計算機の容量桁数の限界にて表現されるよう設定されてよい。即ち、
所定値←[1ビット当たりの数値幅]×[容量桁数に対応するビット数−1]
と設定されてよい(−1は、正負符号に割り当てられるビット数を引くことに対応している。)。制振制御が中止された場合、モデル演算器内の演算は、実行されてもされなくてもよい。かかる構成によれば、所定値で頭打ちになった状態変数ベクトルの要素値(振動状態値)から算出された補償成分が駆動トルク要求値に重畳されないこととなり、制振制御で予期しない周波数成分・位相成分の制御指令がエンジンへ与えられることが回避されることとなる。なお、制振制御の復帰は、下記の例5又は6に従って為されてよい。
Mode when the guard ON signal is issued
Example 1
In one aspect, at least one of the elements of the state variable vector output from the model computing unit (integrator thereof) has reached an absolute value and a guard ON signal has been issued. Sometimes, the vibration suppression control may be stopped. Specifically, when the output of the OR calculator 100h is turned on, the gain λout of the control gain 52e in FIG. 2 is set to 0, thereby preventing the compensation component from being superimposed on the drive torque request value. You may be supposed to be. The predetermined value set for the guard may be set to the maximum value of the displacement that can occur in an actual vehicle and the magnitude of the time change rate of the displacement, and the resolution of the model calculator is the maximum value of the model calculator. It may be set so as to be expressed by the limit of the number of digits of the capacity of the digital computer to be configured. That is,
Predetermined value ← [Numeric value width per bit] × [Number of bits corresponding to the number of capacity digits−1]
(-1 corresponds to subtracting the number of bits assigned to the positive and negative signs). When the vibration suppression control is stopped, the calculation in the model calculator may or may not be executed. According to such a configuration, the compensation component calculated from the element value (vibration state value) of the state variable vector that has reached a predetermined value is not superimposed on the drive torque request value, and an unexpected frequency component / It is avoided that the phase component control command is given to the engine. The return of the vibration suppression control may be performed according to Example 5 or 6 below.

例2
もう一つの態様に於いて、モデル演算器(の積分器)から出力される状態変数ベクトルの要素のうちの少なくとも一つに於いて、その絶対値が所定値に到達し、ガードON信号が発せられたときには、モデル演算器の分解能を粗くする、即ち、1ビット当たりの数値幅を増大し、モデル演算器に於いて処理可能な数値範囲を拡大するようになっていてよい。具体的には、OR演算器100hの出力がONになったときには、まず、全ての積分器のガード102の出力側に於いて点線にて示されている乗算器102e(図4(B))に於いて、算出値に1/ξを乗じて、絶対値が低減される(ξは、正の定数)。そして、行列演算器100fの出力側に於いて点線にて示されている乗算器100j(図4(A))に於いて、算出値にξを乗じて、出力値の絶対値が元に戻される。これ以降のサイクルに於いては、乗算器100gの入力側に設けられた点線にて示されている乗算器100i(図4(A))に於いて、車輪トルク入力値に1/ξを乗じて、その絶対値が低減され、乗算器100jに於いて算出値にξを乗じて出力値の絶対値が元に戻される(乗算器102eの演算は、OR演算器100hの出力がONになった直後のみ実行され、それ以降は実行されない。)。ガードに設定される所定値は、実際の車両に於いて通常発生する変位及び変位の時間変化率の大きさの最大値に設定されてよく、モデル演算器の分解能は、かかる最大値がモデル演算器を構成するディジタル計算機の容量桁数の限界内にて表現されるよう設定される(最大値は、容量桁数の限界に相当する値よりも若干小さい値に設定されてよい。)
Example 2
In another embodiment, at least one of the elements of the state variable vector output from the model computing unit (integrator thereof) reaches its predetermined value, and a guard ON signal is generated. When this is done, the resolution of the model calculator may be coarsened, that is, the numerical value width per bit may be increased to expand the numerical range that can be processed by the model calculator. Specifically, when the output of the OR calculator 100h is turned ON, first, a multiplier 102e indicated by a dotted line on the output side of the guard 102 of all the integrators (FIG. 4B). , The calculated value is multiplied by 1 / ξ to reduce the absolute value (ξ is a positive constant). Then, in the multiplier 100j (FIG. 4A) indicated by the dotted line on the output side of the matrix calculator 100f, the calculated value is multiplied by ξ, and the absolute value of the output value is restored. It is. In subsequent cycles, in the multiplier 100i (FIG. 4A) indicated by the dotted line provided on the input side of the multiplier 100g, the wheel torque input value is multiplied by 1 / ξ. Thus, the absolute value is reduced, and the multiplier 100j multiplies the calculated value by ξ to restore the absolute value of the output value (the operation of the multiplier 102e turns on the output of the OR operator 100h). It is executed only immediately after, and not after that.) The predetermined value set for the guard may be set to the maximum value of the displacement that normally occurs in an actual vehicle and the magnitude of the time change rate of the displacement. (The maximum value may be set to a value slightly smaller than the value corresponding to the limit of the number of capacity digits).

かかる構成によれば、積分器の出力値の少なくとも一つが所定値に到達すると、モデル演算器内にて伝達される算出値の利用ビット数が低減されるので、これにより、変位及びそれらの時間変化率の大きさが通常発生する最大値を超えても、(算出される振動状態値の精度が低下するが、)モデル演算器のオーバーフローの発生する可能性が低減されるので、頭打ちになった値から算出された補償成分が駆動トルク要求値に重畳されないようになることが期待される。また、積分器から出力される状態変数ベクトルの要素の少なくとも一つが所定値に到達する前は、通常発生する変位及び変位の時間変化率に於いて望ましい精度が達成されるようにモデル演算器の分解能を設定できる点で有利である。なお、乗算器100jの出力値が実際の車両に於いて起こり得る変位及び変位の時間変化率の範囲を逸脱しているときには、任意の手法で、例えば、制御ゲイン52eのλoutの値を調節して、過大な振幅の補償成分が駆動トルク要求値に重畳されないようになっていてよい。[駆動トルク要求値に重畳される補償成分の精度は、モデル演算器で算出される値の演算精度よりも低くてもよい。モデル演算器での演算は、積分操作を含み、数値が累積していく形式なので、誤差が蓄積又は残存され易く、従って、可能な限り演算精度が高いことが望ましい。他方、駆動トルク要求値から変換されてエンジンの各部に送信される制御指令の精度は、モデル演算器内の値の精度は要求されない。従って、一般には、補償成分は、補償成分決定部から出力される際、精度を落とした後(分解能を粗くした後)、駆動トルク要求値に重畳される。即ち、行列演算器100fの出力端よりも下流に於いて、分解能を粗くしておくことにより、乗算器100jの算出値がその信号の下流に於いてオーバーフローすることは回避される。]なお、分解能の復帰は、下記の例5又は6に従って為されてよい。   According to such a configuration, when at least one of the output values of the integrator reaches a predetermined value, the number of used bits of the calculated value transmitted in the model computing unit is reduced. Even if the magnitude of the rate of change exceeds the maximum value that would normally occur, the possibility of overflow of the model calculator will be reduced (although the accuracy of the calculated vibration state value will be reduced), so it will reach its peak. It is expected that the compensation component calculated from the calculated value will not be superimposed on the drive torque request value. Also, before at least one of the elements of the state variable vector output from the integrator reaches a predetermined value, the model calculator is designed to achieve the desired accuracy in the displacement that occurs normally and the rate of change of the displacement over time. This is advantageous in that the resolution can be set. Note that when the output value of the multiplier 100j deviates from the range of the displacement that can occur in the actual vehicle and the time change rate range of the displacement, for example, the value of λout of the control gain 52e is adjusted by an arbitrary method. Thus, the compensation component having an excessive amplitude may not be superimposed on the drive torque request value. [The accuracy of the compensation component superimposed on the drive torque request value may be lower than the calculation accuracy of the value calculated by the model calculator. Since the calculation in the model calculator includes an integration operation and numerical values are accumulated, errors are likely to accumulate or remain, and therefore it is desirable that the calculation accuracy be as high as possible. On the other hand, the accuracy of the control command converted from the drive torque request value and transmitted to each part of the engine does not require the accuracy of the value in the model calculator. Therefore, in general, when the compensation component is output from the compensation component determination unit, the accuracy is lowered (after the resolution is coarsened) and then superimposed on the drive torque request value. That is, by making the resolution coarse downstream from the output end of the matrix calculator 100f, the calculated value of the multiplier 100j is prevented from overflowing downstream of the signal. Note that the resolution can be restored according to Example 5 or 6 below.

例3
上記の例2の態様を更に発展させた態様として、モデル演算器で算出される状態変数ベクトルの要素値の絶対値が大きくなるほど、モデル演算器の分解能が粗くなるよう設定し、モデル演算器に於いて処理可能な数値範囲が拡大できるようになっていてもよい。具体的には、各積分器のガード102cに於いて、積分値の利用ビット数が(所定値に相当する)所定のビット数に到達したときには、例2に説明した態様にて、乗算器102eにより積分値の利用ビット数を低減した後(積分値の絶対値を低減することに相当)、乗算器100iにより車輪トルク入力値の絶対値を、一段階低減し、乗算器100jにより低減された補償成分の絶対値を元に戻す処理が行なわれる。その後、更に、積分値の利用ビット数が所定のビット数に到達する度に、乗算器102eにより積分値の利用ビット数を低減した後、乗算器100iにより車輪トルク入力値の絶対値を、もう1段階、低減し(積分値の利用ビット数の所定のビット数への到達がn回目であれば、1/ξを乗ずる)、乗算器100jにより低減された補償成分の絶対値を元に戻す処理が実行されるようにする(ξを乗ずる)。かかる構成によれば、モデル演算器の分解能がモデル演算器で算出される値の絶対値の大きさに応じて変更され、モデル演算器に於いてオーバーフローの発生の可能性を低減されることが可能となる。また、かかる分解能可変の構成により、初めに於いて、モデル演算器の分解能が細かく設定され、従って、モデル演算器で処理可能な数値範囲が比較的狭くても(つまり、ガード102cに於ける所定値が比較的小さくても)、オーバーフローを発生させずに振動状態値の推定演算を継続することが可能となる。ただし、一旦、分解能を粗くしたときには、モデル演算器内の算出値の精度は低下しているので、再度、分解能を戻すときには、下記の例5又は6に従って為されることが好ましい。
Example 3
As a further development of the example 2 above, the resolution of the model calculator is set to be coarser as the absolute value of the element value of the state variable vector calculated by the model calculator increases. In this case, the numerical range that can be processed may be expanded. Specifically, in the guard 102c of each integrator, when the number of bits used for the integral value reaches a predetermined number of bits (corresponding to a predetermined value), the multiplier 102e is used in the manner described in Example 2. After reducing the number of bits used for the integral value (corresponding to reducing the absolute value of the integral value), the absolute value of the wheel torque input value is reduced by one step by the multiplier 100i and reduced by the multiplier 100j. Processing for restoring the absolute value of the compensation component is performed. Thereafter, every time the number of bits used for the integral value reaches a predetermined number of bits, the number of bits used for the integral value is reduced by the multiplier 102e, and then the absolute value of the wheel torque input value is already obtained by the multiplier 100i. one step (if reaching a predetermined number of bits of the number of available bits of the integral value is n-th, multiplied by 1 / xi] n) reduced, based on the absolute value of the reduced compensation component by the multiplier 100j The returning process is executed (multiply by ξ n ). According to such a configuration, the resolution of the model computing unit is changed according to the magnitude of the absolute value of the value calculated by the model computing unit, and the possibility of occurrence of overflow in the model computing unit can be reduced. It becomes possible. Further, with the variable resolution configuration, the resolution of the model computing unit is set finely at the beginning. Therefore, even if the numerical range that can be processed by the model computing unit is relatively narrow (that is, the predetermined value in the guard 102c). Even if the value is relatively small), it is possible to continue the estimation of the vibration state value without causing an overflow. However, once the resolution is coarsened, the accuracy of the calculated value in the model computing unit is lowered. Therefore, when the resolution is restored again, it is preferable to follow the following Example 5 or 6.

例4
更に別の態様として、車両に電子制御サスペンションなどの装置のための上下方向Gセンサなどの車体のピッチ・バウンス方向の変位を検出できるセンサ或いはその他のピッチ・バウンス方向の変位を検出できる手段(他の手法によりピッチ・バウンス方向の変位を推定する場合を含む。)が搭載されている場合には、モデル演算器(の積分器)から出力される状態変数ベクトルの要素のうちの少なくとも一つに於いてその絶対値が所定値に到達しガードON信号が発せられたときに、上記の如きセンサ又はその他の手段から取得される値を用いて状態変数ベクトルの各要素値を決定し、それらを用いて補償成分K・Xを算出するようになっていてもよい(状態値の代用)。[上下方向Gセンサ等のセンサ検出値の場合、一般に、気温の変化等の理由によって時間が経過するにつれてドリフト現象が発生し、これにより、長期間使用する場合には、検出値の精度が低下する。従って、センサ又はその他の手段から取得される状態変数ベクトルの各要素値を用いる構成の使用は、限定的に行われるべきである。]かかる構成によれば、所定値で頭打ちになった振動状態値から算出された補償成分が駆動トルク要求値に重畳されないこととなり、制振制御で予期しない周波数成分・位相成分の制御指令がエンジンへ与えられることが回避されることとなる。なお、モデル演算器の出力値を用いた制振制御の復帰は、下記の例5又は6に従って為されてよい。
Example 4
Further, as another aspect, a sensor capable of detecting displacement in the pitch / bounce direction of the vehicle body, such as a vertical G sensor for an apparatus such as an electronically controlled suspension in a vehicle, or other means capable of detecting displacement in the pitch / bounce direction (others) If the displacement of the pitch bounce direction is estimated by the above method.) Is installed, at least one of the elements of the state variable vector output from the model calculator (the integrator) When the absolute value reaches a predetermined value and a guard ON signal is generated, each element value of the state variable vector is determined using the value obtained from the sensor or other means as described above, and The compensation component K · X may be calculated by using (substituting the state value). [In the case of a sensor detection value such as a vertical G sensor, a drift phenomenon generally occurs as time elapses due to a change in temperature or the like, and this reduces the accuracy of the detection value when used for a long time. To do. Therefore, the use of a configuration that uses each element value of a state variable vector obtained from a sensor or other means should be limited. According to such a configuration, the compensation component calculated from the vibration state value that has reached its peak at the predetermined value is not superimposed on the drive torque request value, and an unexpected control command for the frequency component / phase component is generated in the vibration suppression control. It will be avoided to be given to. The return of the vibration suppression control using the output value of the model calculator may be performed according to Example 5 or 6 below.

積分器のリセット
ところで、既に触れたように、各積分器の積分操作は、算出値を逐次的に累積する態様にて為されるので、算出値に一旦誤差が進入すると、それ以降、誤差が残存し、また、継続的に誤差が発生すると、誤差が蓄積されることとなる(シミュレーション実験によれば、車輪トルク入力が或る有意な値から0となった後、振動状態値が0に収束するまでに数秒を要することが見出されている。)。そこで、図4(A)、(B)に示されている如く、各積分器は、後に説明するいくつかの条件が成立したとき、端子i1にリセット信号が与えられ、これにより、スイッチsw1が切り替わり、出力値に0が与えられ、リセットされる(遅延器102dの出力が0に設定される)よう構成されるようになっていてよい。かかる構成によれば、各積分器がリセットされたときに、それまでに算出値に蓄積又は残存する誤差が解消され、制振制御を精度よく再開することが可能となる。なお、モデル演算器から出力される状態変数ベクトルの要素のうちの少なくとも一つに於いてその絶対値が所定値に到達しガードON信号が発せられた後に於いて、上記の例1〜4に記載されている如くモデル演算器の演算処理の態様又は制振制御の態様に変更が為された場合、モデル演算器内の算出値の精度は低下していることになるので、そのまま変更前の状態が復帰することは好ましくない。そこで、例1〜4に記載の変更が為された場合、リセット信号が発せられ、積分器のリセットが為された後、変更前の状態が復帰されるようになっていてよい。以下、リセット信号が発せられる条件の例について説明する。
By the way, as already mentioned, the integration operation of each integrator is performed in such a manner that the calculated values are accumulated sequentially, so that once an error enters the calculated value, the error will continue thereafter. If the error continues and an error occurs continuously, the error will be accumulated (according to simulation experiments, after the wheel torque input has changed from a certain significant value to 0, the vibration state value becomes 0. It has been found that it takes a few seconds to converge.) Therefore, as shown in FIGS. 4A and 4B, each integrator is given a reset signal to the terminal i1 when several conditions to be described later are satisfied, whereby the switch sw1 is turned on. The output value may be switched to 0 and reset (the output of the delay device 102d is set to 0). According to such a configuration, when each integrator is reset, errors accumulated or remaining in the calculated values so far are eliminated, and the vibration suppression control can be resumed with high accuracy. In addition, after the absolute value reaches a predetermined value and a guard ON signal is generated in at least one of the elements of the state variable vector output from the model computing unit, the above-described examples 1 to 4 are performed. As described, when the mode of calculation processing of the model computing unit or the mode of vibration suppression control is changed, the accuracy of the calculated value in the model computing unit is reduced. It is not preferable that the state returns. Therefore, when the changes described in Examples 1 to 4 are made, a reset signal is issued, and after the integrator is reset, the state before the change may be restored. Hereinafter, examples of conditions for generating the reset signal will be described.

例5
車両が停車しているときには、ピッチ・バウンス振動は発生しない。そこで、一つの態様として、車両が停車したときに、積分器を強制的にリセットするリセット信号が発せられるようになっていてよい。車両の停車の判定ついて、例えば、車速が0.5〜1秒間に亙って0となったときに、車両が停車したと判定するようになっていてよい。
Example 5
Pitch bounce vibration does not occur when the vehicle is stopped. Therefore, as one aspect, when the vehicle stops, a reset signal for forcibly resetting the integrator may be issued. Regarding the determination of the stop of the vehicle, for example, when the vehicle speed becomes 0 for 0.5 to 1 second, it may be determined that the vehicle has stopped.

例6
上記までの説明から理解される如く、車輪トルクが実質的に0であるときには、車体振動は発生していないはずである。そこで、別の態様として、車輪速微分値=0の状態が所定の時間(例えば、数秒間)継続したときには、積分器を強制的にリセットするリセット信号が発せられるようになっていてよい。
Example 6
As understood from the above description, when the wheel torque is substantially zero, no vehicle body vibration should have occurred. Therefore, as another aspect, when the state where the wheel speed differential value = 0 continues for a predetermined time (for example, several seconds), a reset signal for forcibly resetting the integrator may be issued.

制御処理の流れ
かくして、本発明の装置では、モデル演算器から出力される状態変数ベクトルの要素のうちの少なくとも一つに於いてその絶対値が所定値に到達しガードON信号が発せられたときに、例1〜4のいずれかの態様にて制御の態様を変更し、例5〜6のいずれかの条件(復帰条件)が成立したとき、制御の態様を変更前の状態に戻す処理が実行される。図5は、かかる処理をフローチャートの形式にて表したものである。同図を参照して、同処理に於いては、まず、制御態様が既に変更されているか否か、即ち、制振制御が停止中か否か(例1の場合)、分解能が変更中か否か(例2、3の場合)、或いは、状態値として他のセンサ又は手段にて得られた値を使用しているか否か(例4の場合)、が判定され(ステップ10)、制御態様の変更が為されていないときには、振動状態値の大きさのいずれかが所定値を逸脱しているか否か(つまり、ガードON信号が発せられているか否か)が判定される(ステップ20)。そして、いずれの振動状態値の大きさも所定の範囲内にあれば、通常の制振制御(例1〜4の態様の変更なし)が実行される(ステップ50)。他方、振動状態値の大きさのいずれかが所定値を逸脱しているときには、制御態様の変更(制振制御停止、分解能変更又は状態値代用)が実行される(ステップ30)。また、ステップ30の制御態様の変更が実行された場合には、ステップ10の判定の後、復帰条件が成立しているか否かが判定され(ステップ40)、復帰条件が成立していなければ、変更された制御態様が継続され、復帰条件が成立していたときには、これまでの積分器の算出値を0にリセットし(ステップ45)、通常の制振制御が復帰される(ステップ50)。
Flow of control processing Thus, in the device of the present invention, when at least one of the elements of the state variable vector output from the model calculator reaches a predetermined value and a guard ON signal is generated. In addition, when the control mode is changed in any one of Examples 1 to 4 and any of the conditions (return conditions) in Examples 5 to 6 is satisfied, the process of returning the control mode to the state before the change is performed. Executed. FIG. 5 shows such processing in the form of a flowchart. Referring to the figure, in this process, first, whether or not the control mode has already been changed, that is, whether or not the vibration suppression control is stopped (in the case of Example 1), and whether the resolution is being changed. It is determined whether or not (in the case of Examples 2 and 3), or whether or not the value obtained by another sensor or means is used as the state value (in the case of Example 4) (Step 10). When the mode has not been changed, it is determined whether or not any of the magnitudes of the vibration state values deviates from a predetermined value (that is, whether or not a guard ON signal has been issued) (step 20). ). If the magnitude of any vibration state value is within the predetermined range, normal vibration suppression control (no change in the mode of Examples 1 to 4) is executed (step 50). On the other hand, when one of the magnitudes of the vibration state values deviates from the predetermined value, the control mode is changed (vibration control stop, resolution change or state value substitution) (step 30). Further, when the control mode change in step 30 is executed, it is determined after the determination in step 10 whether or not the return condition is satisfied (step 40). If the return condition is not satisfied, When the changed control mode is continued and the return condition is satisfied, the calculated value of the integrator so far is reset to 0 (step 45), and the normal vibration suppression control is returned (step 50).

以上の説明は、本発明の実施の形態に関連してなされているが、当業者にとつて多くの修正及び変更が容易に可能であり、本発明は、上記に例示された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の概念から逸脱することなく種々の装置に適用されることは明らかであろう。   Although the above description has been made in relation to the embodiment of the present invention, many modifications and changes can be easily made by those skilled in the art, and the present invention is limited to the embodiment exemplified above. It will be apparent that the invention is not limited and applies to various devices without departing from the inventive concept.

例えば、上記の実施形態に於ける車輪トルク推定値が車輪速から推定されるものであるが、車輪トルク推定値が車輪速から以外のパラメータから推定されるものであってもよい。また、上記の実施形態に於ける制振制御は、車体振動の運動モデルとしてばね上振動モデル又はばね上・ばね下振動モデルを仮定して最適レギュレータの理論を利用したピッチ・バウンス振動の制振制御であるが、本発明の概念は、車輪トルクを利用するものであれば、ここに紹介されているもの以外の車体振動の運動モデルを採用したもの或いは最適レギュレータ以外の制御手法により任意の車体振動の制振を行うものにも適用され、そのような場合も本発明の範囲に属する。特に、図3(C)に例示のばね上・ばね下振動モデルを用いた場合に於いても図4(A)、(B)に記載したモデル演算器の改良が略同様に適用されてよいことは理解されるべきであり、そのような場合も本発明の範囲に属する。   For example, although the wheel torque estimated value in the above embodiment is estimated from the wheel speed, the wheel torque estimated value may be estimated from parameters other than the wheel speed. In the above-described embodiment, the vibration suppression control is based on the assumption that a sprung vibration model or a sprung / unsprung vibration model is used as a motion model of vehicle body vibration, and the vibration control of pitch / bounce vibration using the theory of an optimal regulator. As long as the concept of the present invention uses wheel torque, the concept of the present invention is to adopt any vehicle body by using a motion model of vehicle body vibration other than the one introduced here or by a control method other than the optimal regulator. The present invention is also applied to a device that suppresses vibration, and such a case also belongs to the scope of the present invention. In particular, even when the sprung / unsprung vibration model illustrated in FIG. 3C is used, the improvement of the model calculator described in FIGS. 4A and 4B may be applied in substantially the same manner. It should be understood that such a case is also within the scope of the present invention.

10…車体
12FL、FR、RL、RR…車輪
14…アクセルペダル
20…駆動装置
30FL、FR、RL、RR…車輪速センサ
50…電子制御装置
50a…駆動制御装置
50b…制動制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Vehicle body 12FL, FR, RL, RR ... Wheel 14 ... Accelerator pedal 20 ... Drive device 30FL, FR, RL, RR ... Wheel speed sensor 50 ... Electronic control device 50a ... Drive control device 50b ... Braking control device

Claims (3)

車輪と路面との接地個所に於いて発生する車輪トルクを制御することにより前記車両の車体振動を抑制する車両の制振制御装置であって、前記車両の車体振動モデルに基づいて前記車両の車体の振動振幅を低減するよう前記車輪トルクの要求値に重畳されて前記車輪トルクを補償するための補償成分を算出する補償成分決定部を含み、前記補償成分決定部が前記補償成分を算出するためのモデル演算器を含み、前記モデル演算器の出力値の大きさが所定値に到達したときには、前記所定値に到達したモデル演算器の出力値に基づいて算出される前記補償成分が前記車輪トルクの要求値に重畳されず、前記車両の車体振動を抑制する車輪トルクの制御が中止されることを特徴とする装置。 A vibration suppression control device for a vehicle that suppresses vehicle body vibration of the vehicle by controlling wheel torque generated at a contact point between a wheel and a road surface, the vehicle body of the vehicle based on a vehicle body vibration model of the vehicle A compensation component determining unit that calculates a compensation component for compensating the wheel torque so as to be superimposed on a request value of the wheel torque so as to reduce a vibration amplitude of the vehicle, and for the compensation component determining unit to calculate the compensation component When the magnitude of the output value of the model calculator reaches a predetermined value, the compensation component calculated based on the output value of the model calculator that has reached the predetermined value is the wheel torque. The wheel torque control for suppressing the vehicle body vibration of the vehicle is stopped without being superimposed on the required value. 請求項1の装置であって、前記モデル演算器が積分器を含み、前記積分器の出力値の大きさが前記所定値に到達した後、前記車両の車輪速微分値が所定期間に亙って実質的に0となったとき、前記積分器の出力値を0に設定し、前記積分器の出力値に基づいて算出される前記補償成分の前記車輪トルクの要求値への重畳を再開することを特徴とする装置。   2. The apparatus according to claim 1, wherein the model computing unit includes an integrator, and after the magnitude of the output value of the integrator reaches the predetermined value, the wheel speed differential value of the vehicle is increased over a predetermined period. The output value of the integrator is set to 0, and the superimposition of the compensation component calculated based on the output value of the integrator on the required value of the wheel torque is resumed. A device characterized by that. 請求項1又は2の装置であって、前記モデル演算器が積分器を用いて前記車両の車体振動モデルに基づいて前記車体の振動変位及びその微分値を予測するモデル演算器であり、前記補償成分が前記予測される車体の振動変位及びその微分値に基づいて決定されることを特徴とする装置。 3. The apparatus according to claim 1 , wherein the model calculator is a model calculator that predicts a vibration displacement of the vehicle body and a differential value thereof based on a vehicle body vibration model of the vehicle using an integrator. A component is determined based on the predicted vibration displacement of the vehicle body and its differential value.
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