JP5923880B2

JP5923880B2 - 制振制御装置及び制振制御方法

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Publication number: JP5923880B2
Application number: JP2011143305A
Authority: JP
Inventors: 覚藤本; 藤本　　覚
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2011-06-28
Filing date: 2011-06-28
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2031-06-28
Also published as: JP2013013200A

Description

本発明は、制振制御装置及び制振制御方法に関するものである。

電動モータを動力源とする車両において、前記電動モータの回転速度データを検出するモータ回転速度検出手段と、当該車両の各種車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を設定する第１のトルク目標値設定手段と、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）に相当する特性を具備したフィルタを有し、設定されるモータトルク指令値を入力して、前記電動モータの回転速度推定値を得るモータ回転速度推定手段と、前記モータ回転速度推定手段にて推定された回転速度推定値と、前記モータ回転速度検出手段にて検出された回転速度データとの偏差を演算する減算手段と、伝達特性Ｈ（ｓ）を用いたモデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を具備したフィルタを有し、前記減算手段で算出された偏差が入力されて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値設定手段と、前記第１のトルク目標値と、前記第２のトルク目標値とを加算し、この加算値をモータトルク指令値として、前記モータ回転速度推定手段に出力するモータトルク指令値演算手段と、前記モータトルク指令値に前記電動モータの出力トルクが一致、或いは追従するように制御するモータトルク制御手段と、を具備した車両の制振制御装置が知られている（特許文献１）。

特開２００３−９５６６号公報

しかしながら、各フィルタの制御定数が、車両の駆動系のねじり周波数に基づいて設定されていたため、制御ループの安定性が十分ではない、という問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、制御ループの高い安定性を確保することができる制振制御装置を提供することである。

本発明は、モータ回転速度に基づいて第２トルク目標値を設定する第２トルク目標値設定手段に用いられる第２フィルタの制御定数を、車両の駆動系の固有振動周波数より低い周波数に基づいて設定することによって上記課題を解決する。

本発明によれば、モータの制振性能を保ちながら、ゲイン余裕が高くなるため、制御ループの安定性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る制振制御装置を含む車両の概要を示すブロック図である。図１のモータトルク設定部、制振制御部及びモータの制御ブロックを示すブロック図である。図２の制御ブロックにおいて、（ａ）は車両の最終出力トルクの時間特性を、（ｂ）はドライブシャフトトルクの時間特性を、（ｃ）はモータ回転数の時間特性を示すグラフである。図２の制御ブロックにおいて、（ａ）はゲイン特性を、（ｂ）は位相特性を示すグラフである。本発明の他の実施形態に係る制振制御装置に含まれる、モータトルク設定部、制振制御部及びモータの制御ブロックを示すブロック図である。図５の制御ブロックでフィードバック制御を行った場合において、（ａ）は車両の最終出力トルクの時間特性を、（ｂ）はドライブシャフトトルクの時間特性を、（ｃ）はモータ回転数の時間特性を示すグラフである。図５の制御ブロックでフィードバック制御を行った場合において、（ａ）はゲイン特性を、（ｂ）は位相特性を示すグラフである。図５の制御ブロックでフィードフォワード制御を行った場合において、（ａ）は車両の最終出力トルクの時間特性を、（ｂ）はドライブシャフトトルクの時間特性を、（ｃ）はモータ回転数の時間特性を示すグラフである。本発明の他の実施形態に係る制振制御装置に含まれる制御ブロックにおいて、（ａ）は車両の最終出力トルクの時間特性を、（ｂ）はドライブシャフトトルクの時間特性を、（ｃ）はモータ回転数の時間特性を示すグラフである。本発明の他の実施形態に係る制振制御装置に含まれる、モータトルク設定部、制振制御部及びモータの制御ブロックを示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

《第１実施形態》
図１は、発明の実施形態に係る制振制御装置を含む車両の概要を示すブロック図である。以下、本例のモータ制御装置を電気自動車に適用した例を挙げて説明するが、本例のモータ制御装置は、例えばハイブリッド自動車（ＨＥＶ）等の電気自動車以外の車両にも適用可能である。

図１に示すように、本例のモータ制御装置を含む車両は、アクセル開度センサ１、モータトルク設定部２、制振制御部３、モータトルク制御部４、モータ５、モータ回転角センサ６、駆動軸７及び車輪８、９を備える。

アクセル開度センサ１は、ドライバーによるアクセル操作量を検出センサである。モータトルク設定部２は、車両情報としてアクセル開度センサ１で検出されるアクセル開度とモータ回転角センサ６により検出されるモータ回転速度とに基づいて、モータトルクの目標値（第１トルク目標値（Ｔ_ｍ１ ^＊））を算出し、設定する。モータトルク設定部２には、アクセル開度とモータ回転速度とを指標として、モータ５の出力トルクの目標値と対応させるマップが予め記憶されている。そして、モータトルク設定部２は、アクセル開度とモータ回転速度とから当該マップを参照して目標値を算出し、さらに当該目標値を、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）からなる伝達特性を有するフィルタに通して、第１トルク目標値を演算する。なお、モータトルク設定部２は、アクセル開度及びモータ回転速度の代わりに、外部から入力されるトルク指令値を用いて、第１トルク目標値を演算してもよい。ここで、Ｇｍ（ｓ）は車両へのトルク入力とモータ回転速度の応答目標を示すモデル（理想伝達特性のモデル）であり、Ｇｐ（ｓ）は車両へのトルク入力とモータ回転速度の実伝達特性を示すモデルである。

制振制御部３は第１トルク目標値（Ｔ_ｍ１ ^＊）とモータ回転速度とを入力とし、トルク指令値（Ｔ^＊）を算出し、モータトルク制御部４に出力する。なお、制振制御部３によるトルク指令値（Ｔ^＊）の算出方法は後述する。

モータトルク制御部４は、モータ５の出力トルクを、制振制御部３から出力されるトルク指令値（Ｔ^＊）に一致させる、又は、追随させるように制御する。モータトルク制御部４は、トルク指令値（Ｔ^＊）に基づきＰＷＭ信号を生成し、当該スイッチング信号を、モータ５を駆動させるインバータの駆動回路に出力することで、モータ５を制御する。

モータ５は、三相交流電力の永久磁石モータであり、走行駆動源として駆動し、電気自動車の駆動軸７に結合されており、駆動軸７を介して車輪８、９を回転させる。

次に、図２を用いて、制振制御部３の具体的な構成を説明する。図２は、モータトルク設定部２、制振制御部３及びモータ５の制御ブロックを示すブロック図である。

第１トルク設定部２１は、モータトルク設定部２に相当し、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）からなる伝達特性を含むフィルタを用いて、第１トルク目標値（Ｔ_ｍ１ ^＊）を算出し、加算器２４に出力する。

制振制御部３は、加算器２４、回転速度推定部２７、減算器２８及び第２トルク設定部２２による制御ブロックで表される。加算器２４は、第１トルク設定部２１から出力される第１トルク目標値（Ｔ_ｍ１）と、第２トルク設定部２２から出力される第２トルク目標値（Ｔ_ｍ２ ^＊）とを加算し、その加算値をトルク指令値（Ｔ^＊）とし、加算器２５に出力する。

回転速度推定部２７は、加算器２４から出力されるトルク指令値（Ｔ^＊）にＧｐ（ｓ）からなる伝達関数を有するフィルタを通して、モータ４の回転速度を推定し、減算器２８に出力する。減算器２８は、回転速度推定部２７により推定された推定回転速度と、モータ制御部２６から出力され、回転角センサにより検出されるモータ４の検出回転速度との減算値を算出し、第２トルク設定部２２に出力する。第２トルク設定部２２は、バンドパスフィルタの伝達特性を示すモデルＨ（ｓ）とＧｐ（ｓ）とを用いたモデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）からなる伝達特性を有するフィルタを含んでいる。第２トルク設定部２２は、減算器２８から出力される減算値を入力とし、当該フィルタを通して、第２トルク目標値（Ｔ_ｍ２ ^＊）を演算する。

加算器２５は、加算器２４から出力されるトルク指令値（Ｔ^＊）と、外部から実プラントに入力される外乱トルク（Ｔｄ）とを加算し、モータ制御部２６に出力する。モータ２６は、モータ５に相当し、伝達特性をＧｐ’（ｓ）を有し、加算器２５からの出力値に基づいて、回転速度（ωｍ）で駆動する。そして、当該回転速度（ωｍ）が回転角センサ６で検出され、検出回転速度が減算器２８に出力される。なお、図１に示すモータトルク制御部４は、伝達特性に影響しないため、図２には表示していないが、加算器２５とモータ２６との間に設けられる。

ここで、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）について、説明する。駆動ねじり振動系の運動方程式に含まれる各符号は、以下に示すとおりである。

そして、以下の運動方程式を導くことができる。

そして、運動方程式（１）〜（５）に基づいて、モータトルクからモータ回転数までの伝達特性Ｇｐ（ｓ）を求めると、以下に示す式（６）〜（１４）で表される。

上記（６）式に示す伝達関数の極と零点を調べると、１つの極と１つの零点は極めて近い値を示す。これは、次の（１５）式のαとβが極めて近い値を示すことに相当する。

従って、式（１５）における極零相殺（α＝βと近似する）を行うことにより、次の式（１６）に示す如く、（２次）／（３次）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）を構成する。

さらに、上記の運動方程式に基づき、駆動系の固有振動周波数（ねじり共振周波数）をｆｐ、共振角速度をωｐとし、ωｍをωｐに近似させ、式（１６）で表される伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）を、２次振動系モデルで近似すると、伝達特性Ｇｐ（ｓ）は式（１７）で表される。

ただし、

次に、伝達特性Ｈ（ｓ）について説明する。Ｈ（ｓ）は、バンドパスフィルタであり、振動を低減するフィードバック要素となる。当該バンドパスフィルタの特性は、ローパス側及びハイパス側の減衰特性が一致し、少なくとも後述する周波数（ｆｐ−ｘ）を通過帯域にもつ。

ところで、上記のようなフィルタ特性をもつ、図２に示す制御ブロックにおいて、各フィルタの共振周波数を固有振動周波数（ｆｐ）と一致させるように、各フィルタの制御定数（フィルタ定数）を設定した場合には、制御対象となる固有振動周波数が高くなり、制御ループの安定性に問題が生じることがある。かかる場合には、当該固有振動周波数において、制御ゲインを落とさなければならないため、制御ゲインの低下により、制振性能の劣化が懸念される。

本例では、固有振動周波数（ｆｐ）に、制御ループの安定の確保に必要な低減量（ｘ）を減じた周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて、第２トルク設定部２２及び回転速度推定部２７のフィルタの制御定数を設定することで、第２トルク設定部２２及び回転速度推定部２７の共振周波数が、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）になるように、第２トルク設定部２２及び回転速度推定部２７のフィルタの制御定数を設定する。当該低減量（ｘ）は、上記の制御ブロックを設計する際に予め設定されている値であって、制御ループにおけるゲイン余裕及び位相余裕に応じて設定される。すなわち、例えばサーボ機構において、安定性を確保するための、ゲイン余裕及び位相余裕は予め決まっている。また、固有振動周波数（ｆｐ）も、車両の駆動系により予め決まっている。そのため、下記のように、トルク特性をシミュレーションで算出した上で、各フィルタの共振周波数を、固有振動周波数（ｆｐ）から下げて、望ましいとされるゲイン余裕及び位相余裕を確保する低減量（ｘ）を設定すればよい。また、低減量（ｘ）の上限値は、当該望ましいとされるゲイン余裕及び位相余裕を確保する範囲から決まる。

次に、本例の制御ブロックにおける制振性能と、ゲイン特性及び位相特性を、シミュレーション結果である図３及び図４を用いて説明する。シミュレーションの前提条件として、駆動系の固有振動周波数（ｆｐ）を１８ｋＨｚ、上記の低減量（ｘ）を４ｋＨｚとし、本例（実施例１）は、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する第１トルク設定部２１の制御定数を１８ｋＨｚ（ｆｐ）に基づいて設定し、Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する回転速度推定部２７及びＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する第２トルク設定部２２の制御定数を１４ｋＨｚ（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定する。また、比較例１は、図２の制御ブロックと同様であるが、第１トルク設定部２１、第２トルク設定部２２及び回転数速度推定部２７の各フィルタの制御定数を、１８ｋＨｚ（ｆｐ）に基づいて設定する。また、比較例２は、図２に示すようなフィードバック制御を行わないとする。そして、入力トルク及び外乱によるトルクがゼロの状態からシミュレーションを開始し、開始時から０．７５秒の時点で所定の大きさのトルクステップ指令があり、２．５秒の時点で外乱トルクが入力された、とする。図３において、（ａ）は車両の最終出力トルクの時間特性を、（ｂ）はドライブシャフトトルクの時間特性を、（ｃ）はモータ回転数の時間特性を示すグラフである。また図４は、図２の制御ブロックのボード線図であり、（ａ）はゲイン特性を（ｂ）は位相特性を示すグラフである。図３及び図４において、グラフａは本例を、グラフｂは比較例１を、グラフｃは比較例２の特性を示す。

図３に示すように、比較例２では、０．７５秒及び２．５秒の時点で、固有振動周波数（ｆｐ）に基づく振動が表れているが、本例及び比較例１では、当該振動がなく、制振効果が得られていることが確認できる。そして、−１８０°の位相交点の周波数（ｆ_１）及び周波数（ｆ_２）にそれぞれ対応する、本例及び比較例１のゲイン余裕をｇ_１及びｇ_２とすると、図４に示すように、本例のゲイン余裕（ｇ_１）は比較例１のゲイン余裕（ｇ_２）より高くなっている。これにより、本例は、制振効果
を発揮しつつ、比較例１より制御ループの安定性が高くなっていることが確認できる。

上記のように、本例は、第２トルク設定部２２に用いられるフィルタ（Ｈｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ））の制御定数を、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定する。これにより、本例は、所定の安定性を満たすように固有振動周波数より低い周波数に基づいて制御定数を設定するため、制振性能を保ちながら、ゲイン余裕を高め、制御ループの安定性を高めることができる。また、本例は制御ループの安定性を考慮した周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて制御定数を設定するため、フィードバックゲインの低下に対する調整を必ずしも行う必要がなく、制振性能を向上させることができる。

また本例は、回転速度推定部２７に用いられるフィルタ（Ｇｐ（ｓ））の制御定数を、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定する。これにより、本例は、所定の安定性を満たすように固有振動周波数より低い周波数に基づいて制御定数を設定するため、制振性能を保ちながら、ゲイン余裕を高め、制御ループの安定性を高めることができる。

また本例において、第２トルク設定部２２のフィルタの制御定数及び回転速度推定部２７のフィルタの制御定数は、当該フィルタの共振周波数が固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数になるように、設定されている。これにより、本例は、所定の安定性を満たすように固有振動周波数より低い周波数に基づいて制御定数を設定するため、制振性能を保ちながら、ゲイン余裕を高め、制御ループの安定性を高めることができる。

なお、本例において、第２トルク設定部２２及び回転速度推定部２７の各フィルタの制御定数は、固有振動周波数（１８ｋＨｚ）より低い周波数（１４ｋＨｚ）に基づいて設定したが、当該周波数（１４ｋＨｚ）は、例示した周波数であり、少なくとも固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定すればよい。

また、本例は、第２トルク設定部２２のフィルタの制御定数又は回転速度推定部２７の制御定数のうち、少なくとも一方の制御定数が、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定されればよい。

上記の第１トルク設定部２１が本発明の「第１トルク目標値設定手段」に相当し、第２トルク設定部２２が「第２トルク目標値設定手段」に、回転角センサ６が「モータ回転速度検出手段」に、加算器２４が「加算手段」に、モータトルク制御部４が「モータ制御手段」に、回転速度推定部２７が「モータ回転速度検出手段」に、減算器２８が「減算手段」に相当する。

《第２実施形態》
図５は、発明の他の実施形態に係る制振制御装置に含まれる、モータトルク設定部２、制振制御部３及びモータ５の制御ブロックを示すブロック図である。本例では上述した第１実施形態に対して、第３トルク設定部２３及び加算器２９を設ける点が異なる。これ以外の構成は上述した第１実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。

図５に示すように、第３トルク設定部２３は、車両情報を入力として、車両情報に含まれるアクセル開度等の指標と、予め格納されているマップを参照して、トルクの目標値を算出し、さらに当該目標値を、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）からなる伝達特性を有するフィルタに通して、第３トルク目標値（Ｔ_ｍ３ ^＊）を演算し、加算器２９に出力する。加算器２９は、第２トルク設定部２２から出力される第２トルク目標値（Ｔ_ｍ２ ^＊）と、第３トルク設定部２３から出力される第３トルク目標値（Ｔ_ｍ３ ^＊）とを加算し、加算値を回転速度推定部２７に出力する。

回転速度推定部２７は、加算器２９から出力される加算値にフィルタ（Ｇｐ（ｓ））を通して、モータ４の回転速度を推定する。第２トルク設定部２２は、算出した第２トルク目標値（Ｔ_ｍ２ ^＊）を加算器２４及び加算器２９に出力する。

本例では、固有振動周波数（ｆｐ）に、制御ループの安定の確保に必要な低減量（ｘ）を減じた周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて、第２トルク設定部２２、第３トルク設定部２３及び回転速度推定部２７のフィルタの制御定数を設定することで、第２トルク設定部２２、第３トルク設定部２３及び回転速度推定部２７の共振周波数が、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）になるように、第２トルク設定部２２、第３トルク設定部２３及び回転速度推定部２７のフィルタの制御定数を設定する。

次に、本例の制御ブロックにおける制振性能と、ゲイン特性及び位相特性を、シミュレーション結果である図６〜図９を用いて説明する。シミュレーションの条件は、第１実施形態に係るシミュレーションの条件と同様である。本例（実施例２）は、Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する第１トルク設定部２１の制御定数を１８ｋＨｚ（ｆｐ）に基づいて設定し、Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する回転速度推定部２７、Ｈ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する第２トルク設定部２２及びＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する第３トルク設定部２３の制御定数を１４ｋＨｚ（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定する。

また、シミュレーションでは、フィードバック制御時の応答特性及びフィードフォワード制御時の応答特性を評価する。フィードバック制御では、第１トルク設定部２１、第２トルク設定部２２、第３トルク設定部２３及び回転速度推定部２７の全てのフィルタを用いて、図２又は図５に示す制御ブロックにより、制御を行う。フィードフォワード制御時について、実施例１では、第１トルク設定部２１のみを用いて、フィードフォワードの制御ブロックで制御を行い、実施例２では、第１トルク設定部２１及び第３トルク設定部２３を用いて、フィードフォワードの制御ブロックで制御を行う。

図６及び図７はフィードバック制御における応答特性を、図８はフィードフォワード制御における応答特性を示す。図６及び図８において、（ａ）は車両の最終出力トルクの時間特性を、（ｂ）はドライブシャフトトルクの時間特性を、（ｃ）はモータ回転数の時間特性を示すグラフである。図７はフィードバック制御の制御ブロックのボード線図であり、（ａ）はゲイン特性を（ｂ）は位相特性を示すグラフである。図６〜図８において、グラフａは実施例１を、グラフｄは実施例２の特性を示す。

図６に示すように、実施例２の各特性は、実施例１のそれぞれの特性と同じになり、実施例１と同様に、実施例２でも、制振効果が得られていることが確認できる。実施例２のゲイン特性及び位相特性は、図７のような特性となり、実施例１とほぼ同様な特性を示す。また、−１８０°の位相交点の周波数（ｆ_３）に対応する、実施例２のゲイン余裕をｇ_３とすると、実施例２のゲイン余裕（ｇ_３）は、実施例１のゲイン余裕（ｇ_１）と、ほぼ同じ大きさとなる。これにより、実施例２でも、制御ループの安定性が高くなっていることが確認できる。

また、図８に示すように、フィードフォワード制御における、実施例１及び実施例２の特性を比較すると、実施例１では、ドライブシャフトトルク及びモータ回転数において、０．７５秒から振動が発生しているが、実施例２では、振動は発生していない。これにより、実施例２では、フィードフォワード制御においても、制振効果を発揮しつつ、制御ループの安定性が高くすることができる。

上記のように、本例は、第３トルク設定部２３に用いられるフィルタ（Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ））の制御定数を、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定する。これにより、本例は、所定の安定性を満たすように固有振動周波数より低い周波数に基づいて制御定数を設定するため、制振性能を保ちながら、ゲイン余裕を高め、制御ループの安定性を高めることができる。また、本例の車両においてフィードバック制御を中止して、第３トルク設定部２３に用いられるフィルタを用いてフィードフォワード制御にて振動を制振させる場合にも、フィードバック制御時と同様に、制振抑制効果を奏することができる。

なお、第１トルク設定部２１及び第３トルク設定部２３に格納されるマップが同じである場合には、マップを、それぞれの設定部から外に出して、当該マップに基づくトルクの目標値を、第１トルク設定部２１及び第３トルク設定部２３にそれぞれ入力してもよい。

上記の第３トルク設定部２３が本発明の「第３トルク目標値設定手段」に相当する。

《第３実施形態》
図９は、発明の他の実施形態に係る制振制御装置に含まれる、モータトルク設定部２、制振制御部３及びモータ５の制御ブロックのトルク特性及びモータ回転数の特性を示すグラフである。本例では上述した第２実施形態に対して、第１トルク設定部に含まれるフィルタ（Ｇｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ））の制御定数が異なる。これ以外の構成は上述した第２実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。なお、本例の制御ブロックは、図５に示す制御ブロックと同様である。

本例では、第１トルク設定部２１のフィルタの制御定数を、Ｇｍ（ｓ）とＧｐ（ｓ）とに分離し、Ｇｐ（ｓ）に係る制御定数を、固有振動周波数（ｆｐ）に基づき設定し、Ｇｍ（ｓ）に係る制御定数を、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定し、当該Ｇｐ（ｓ）の共振周波数を固有振動周波数とし、当該Ｇｍ（ｓ）に係る共振周波数を、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）にする。例えば、固有振動周波数（ｆｐ）を１８ｋＨｚ、上記の低減量（ｘ）を４ｋＨｚとし、本例（実施例３）は、第１トルク設定部２１の制御定数について、Ｇｐ（ｓ）の制御定数を１８ｋＨｚに基づいて設定し、Ｇｍ（ｓ）の制御定数を１４ｋＨｚに基づいて設定し、Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する回転速度推定部２７及びＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）のフィルタを有する第２トルク設定部２２の制御定数を１４ｋＨｚに基づいて設定する。

そして、実施の形態２と同様にシミュレーションを行い、その結果を図９に示す。図９において、（ａ）は車両の最終出力トルクの時間特性を、（ｂ）はドライブシャフトトルクの時間特性を、（ｃ）はモータ回転数の時間特性を示すグラフである。グラフｄは実施例２を、グラフｅは実施例３の特性を示す。

図９に示すように、実施例３では、０．７５秒の付近におけるドライブシャフトトルクのオーバシュートが、実施例２と比較して抑制されており、実施例３の特性の方が、より理想的な特性になっていることが確認できる。

上記のように、本例は、第１トルク設定部２１において、Ｇｍ（ｓ）に係る制御定数を、固有振動周波数（ｆｐ）より低い周波数（ｆｐ−ｘ）に基づいて設定し、Ｇｐ（ｓ）に係る制御定数を、固有振動周波数（ｆｐ）に基づいて設定する。これにより、本例は、所定の安定性を満たすように固有振動周波数より低い周波数に基づいて制御定数を設定するため、制振性能を保ちながら、ゲイン余裕を高め、制御ループの安定性を高めることができる。

《第４実施形態》
図１０は、発明の他の実施形態に係る制振制御装置に含まれる、モータトルク設定部２、制振制御部３及びモータ５の制御ブロックを示すブロック図である。本例では上述した第２実施形態に対して、第３トルク設定部２３に、車両のエンジンの出力相当のトルク（Ｔｅ’）を入力する点が異なる。これ以外の構成は上述した第２実施形態と同じであるため、その記載を適宜、援用する。なお、図１０において、第１トルク設定部２１及び第３トルク設定部２３に格納されるマップは、図１０に示す制御ブロックの外に出され、当該マップからの出力トルク（Ｔｍ）が第１トルク設定部２１及び加算器３０に入力される。

図１０に示すように、加算器３０は、出力トルク（Ｔｍ）と、車両のエンジンの出力相当のトルク（Ｔｅ’）とを加算して、加算値を第３トルク設定部２３に出力する。第３トルク設定部２３は、当該加算値に基づいて、第３トルク目標値（Ｔ_ｍ３ ^＊）を設定する。

上記のように、本例において、第３トルク設定部２３は、車両に設けられたエンジンのトルクに基づいて、第３トルク目標値（Ｔ_ｍ３ ^＊）を設定する。これにより、本例をハイブリット車などのエンジンを含む車両にも適用させることができる。

１…アクセル開度センサ
２…モータトルク設定部
３…制振制御部
４…モータトルク制御部
５…モータ
６…回転角センサ
７…駆動軸
８、９…タイヤ
２１…第１トルク設定部
２２…第２トルク設定部
２３…第３トルク設定部
２４、２５、２９、３０…加算器
２６…モータ
２７…回転速度推定部
２８…減算器

Claims

車両に設けられたモータを制振させる制振制御装置において、
モデルＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を含む第１フィルタを用いて、前記車両の車両情報に基づいて、第１トルク目標値を設定する第１トルク目標値設定手段と、
前記モータの回転速度を検出するモータ回転速度検出手段と、
モデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を含む第２フィルタを用いて、前記モータ回転速度検出手段により検出された検出回転速度に基づいて、第２トルク目標値を設定する第２トルク目標値設定手段と、
前記第１トルク目標値設定手段により設定された第１トルク目標値と、前記第２トルク目標値設定手段により設定された第２トルク目標値とを加算して、トルク指令値を算出する第１加算手段と、
前記第１加算手段により算出されたトルク指令値に基づき、前記モータを制御するモータ制御手段とを備え、
前記第２フィルタの制御定数は、
前記車両の駆動系の固有振動周波数より低い周波数に基づいて設定されている
ことを特徴とする制振制御装置。
ただし、
Ｇｍ（ｓ）は前記車両へのトルク入力と前記モータの回転速度の理想伝達特性のモデルを示し、
Ｇｐ（ｓ）は前記車両へのトルク入力と前記モータの回転速度の実伝達特性のモデルを示し、
Ｈ（ｓ）は前記固有振動周波数より低い周波数を通過帯域に含めたバンドパスフィルタの伝達特性のモデルを示す。
前記第２フィルタの制御定数は、
前記第２フィルタの共振周波数が、前記車両の駆動系の固有振動周波数より低くなるように、設定されている
ことを特徴とする請求項１に記載の制振制御装置。
モデルＧｐ（ｓ）を含む第３フィルタを有し、前記トルク指令値に基づいて、前記モータの回転速度を推定するモータ回転速度推定手段と、
前記モータ回転速度推定手段により推定された推定回転速度と前記モータ回転速度検出手段により検出された検出回転速度との減算値を算出する減算手段とをさらに備え、
前記第２トルク目標値設定手段は、
前記減算手段により算出された減算値に基づいて、前記第２トルク目標値を設定し、
前記第３フィルタの制御定数は、
前記車両の駆動系の固有振動周波数より低い周波数に基づいて設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制振制御装置。
モデルＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を含む第４フィルタを用いて、前記車両情報に基づいて、第３トルク目標値を設定する第３トルク目標値設定手段と、
前記第２トルク目標値と前記第３トルク目標値設定手段により設定された第３トルク目標値との加算値を算出する第２加算手段と、
前記第２加算手段により加算された加算値に基づいて、前記モータの回転速度を推定するモータ回転速度推定手段と、
前記モータ回転速度推定手段により推定された推定回転速度と前記モータ回転速度検出手段により検出された検出回転速度との減算値を算出する減算手段とをさらに備え、
前記第２トルク目標値設定手段は、
前記減算手段により算出された減算値に基づいて、前記第２トルク目標値を設定し、
前記第４フィルタの制御定数は
前記車両の駆動系の固有振動周波数より低い周波数に基づいて設定されている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制振制御装置。
前記第１フィルタは、
前記車両へのトルク入力と前記モータの回転速度の理想伝達特性のモデルＧｍ（ｓ）と、前記車両へのトルク入力と前記モータの回転速度の実伝達特性のモデルＧｐ（ｓ）とを用いたモデルＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を含むフィルタであり、
前記第１フィルタにおける、前記理想伝達特性の制御定数は、前記車両の駆動系の固有振動周波数より低い周波数に基づいて設定され、
前記第１フィルタにおける、前記実伝達特性の制御定数は、前記車両の駆動系の固有振動周波数に基づいて設定されている
ことを特徴とする請求項４記載の制振制御装置。
前記第３トルク目標値設定手段は、
前記車両に設けられたエンジンのトルクに基づいて、前記第３トルク目標値を設定する
ことを特徴とする請求項４又は５記載の制振制御装置。
車両に設けられたモータを制振させる制振制御方法において、
モデルＧｍ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を含む第１フィルタを用いて、前記車両の車両情報に基づいて、第１トルク目標値を設定するステップと、
前記モータの回転速度を検出するステップと、
モデルＨ（ｓ）／Ｇｐ（ｓ）を含む第２フィルタを用いて、前記回転速度に基づいて、第２トルク目標値を設定するステップと、
前記第１トルク目標値と、前記第２トルク目標値とを加算して、トルク指令値を算出するステップと、
前記トルク指令値に基づき、前記モータを制御するステップとを含み、
前記第２フィルタの制御定数は、
前記車両の駆動系の固有振動周波数より低い周波数に基づいて設定されている
ことを特徴とする制振制御方法。
ただし、
Ｇｍ（ｓ）は前記車両へのトルク入力と前記モータの回転速度の理想伝達特性のモデルを示し、
Ｇｐ（ｓ）は前記車両へのトルク入力と前記モータの回転速度の実伝達特性のモデルを示し、
Ｈ（ｓ）は前記固有振動周波数より低い周波数を通過帯域に含めたバンドパスフィルタの伝達特性のモデルを示す。