(57)【要約】  【課題】制振制御のフィードバック成分である第２のトルク目標値の大きさを制限しても、制振効果を発揮させる。  【解決手段】制御ブロック３３は、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、モータ回転速度推定値と、モータ回転速度検出値との偏差に基づいて、第２のトルク目標値Ｔm2*を算出する。リミッタ３５は、第２のトルク目標値Ｔm2*が所定の大きさ以下になるように制限して、加算器３４に出力する。制御ブロック３１は、第１のトルク目標値Ｔm1*と第２のトルク目標値Ｔm2*とを加算して得られる第４のトルク目標値Ｔm4*に基づいて、モータ回転速度を推定する。  【選択図】図２
2005269834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
トルク指令値に基づいて、前記モータを制御するモータ制御手段と、
車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を算出する第１のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標値算出手段により算出された第１のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルＧm(s)で構成されるＧm(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第１のトルク目標修正値を算出する第１のトルク目標修正値算出手段と、
第４のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、前記モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、
バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および前記伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、前記モータ回転速度推定手段にて推定された回転速度推定値と、前記回転速度検出手段により検出されたモータ回転速度との偏差を前記フィルタに通すことにより、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標修正値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値とを加算して、前記第４のトルク目標値を算出する第４のトルク目標値算出手段と、
前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値を所定のトルク範囲内に制限して、第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、前記第３のトルク目標値算出手段により算出された第３のトルク目標値とを加算して、前記モータ制御手段に入力するトルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用制振制御装置において、
前記回転速度検出手段により検出されたモータ回転速度が速くなるほど、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するための上限値を小さくすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の車両用制振制御装置において、
前記回転速度検出手段により検出されたモータ回転速度が速くなるほど、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するための下限値を大きくすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の車両用制振制御装置において、
車両のブレーキが作動している状態（以下、ブレーキ状態と呼ぶ）を検出するブレーキ状態検出手段をさらに備え、
前記ブレーキ状態検出手段により車両のブレーキ状態が検出されると、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するための上限値を少なくとも小さくすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の車両用制振制御装置において、
前記ブレーキ状態検出手段により車両のブレーキ状態が検出されると、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するための上限値とともに、下限値を小さくすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載の車両用制振制御装置において、
前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するための上限値は０以下になるように小さくすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項７】
請求項４〜６のいずれかに記載の車両用制振制御装置において、
前記ブレーキ状態検出手段は、前記回転速度検出手段により検出されるモータ回転速度の変化、前記第１のトルク目標値の変化、および、ブレーキ信号の有無のいずれかに基づいて、前記車両のブレーキ状態を検出することを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の車両用制振制御装置において、
前記第１のトルク目標値と、前記モータが出力可能な正側の最大トルクとの差が所定値以下となると、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するためのトルク範囲を負側にオフセットさせることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の車両用制振制御装置において、
前記第１のトルク目標値と、前記モータの出力可能な負側の最大トルクとの差が所定値以下となると、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するためのトルク範囲を正側にオフセットさせることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の車両用制振制御装置において、
パークロックがオンされたことを検出するパークロック状態検出手段をさらに備え、
前記パークロック状態検出手段によりパークロックがオンされたことが検出されてから、前記パークロックがオフされたことが検出されるまでの間に、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するためのトルク制限範囲を広くすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の車両用制振制御装置において、
前記回転速度検出手段により検出されるモータ回転速度が０であり、かつ、前記第１のトルク目標値が０であることが検出されてから、前記モータ回転速度および前記第１のトルク目標値のうちの少なくともいずれか一方が０でなくなるまでの間に、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するためのトルク制限範囲を広くすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項１２】
請求項１１または１２に記載の車両用制振制御装置において、
車両が停止している地点の傾斜角を検出する傾斜角検出手段をさらに備え、
前記傾斜角検出手段により検出される傾斜角が大きいほど、前記第３のトルク目標値算出手段が前記第２のトルク目標値を制限するためのトルク制限範囲を広くすることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項１３】
モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
トルク指令値に基づいて、前記モータを制御するモータ制御手段と、
車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を算出する第１のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標値算出手段により算出された第１のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)および車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性の理想モデルＧm(s)で構成されるＧm(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第１のトルク目標修正値を算出する第１のトルク目標修正値算出手段と、
第４のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、前記モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、
バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および前記伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、前記モータ回転速度推定手段にて推定された回転速度推定値と、前記回転速度検出手段により検出されたモータ回転速度との偏差を前記フィルタに通すことにより、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、
前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値が第１のトルク範囲内に収まるように制限して、第５のトルク目標値を算出する第５のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標修正値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、前記第５のトルク目標値算出手段により算出された第５のトルク目標値とを加算して、前記第４のトルク目標値を算出する第４のトルク目標値算出手段と、
前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値が前記第１のトルク範囲より狭い第２のトルク範囲内に収まるように制限して、第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標修正値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、前記第３のトルク目標値算出手段により算出された第３のトルク目標値とを加算して、前記モータ制御手段に入力するトルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする車両用制振制御装置。
【請求項１４】
車両情報に基づいて基本トルク指令値を算出し、
前記基本トルク指令値に対して、車両の振動を抑制するフィルタ処理を施して第１のトルク目標値を算出し、
前記第１のトルク目標値および第２のトルク目標値を加算して、第４のトルク目標値を算出し、
前記第４のトルク目標値から推定されるモータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に基づいて、前記第２のトルク目標値を算出し、
前記第２のトルク目標値を所定のトルク範囲内に制限して、第３のトルク目標値を算出し、
前記第１のトルク目標値および前記第３のトルク目標値を加算して、最終的なトルク指令値を算出し、
前記最終トルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする車両用制振制御方法。
【請求項１５】
車両情報に基づいて基本トルク指令値を算出し、
前記基本トルク指令値に対して、車両の振動を抑制するフィルタ処理を施して第１のトルク目標値を算出し、
前記第１のトルク目標値および第５のトルク目標値を加算して、第４のトルク目標値を算出し、
前記第４のトルク目標値から推定されるモータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に基づいて、前記第２のトルク目標値を算出し、
前記第２のトルク目標値が第１のトルク範囲内に収まるように制限して、前記第５のトルク目標値を算出し、
前記第２のトルク目標値が前記第１のトルク範囲より狭い第２のトルク範囲内に収まるように制限して、第３のトルク目標値を算出し、
前記第１のトルク目標値および前記第３のトルク目標値を加算して、最終的なトルク指令値を算出し、
前記最終トルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする車両用制振制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機を動力源として備える車両の制振制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両情報に基づいて設定される第１のトルク目標値に、モータ回転数の推定値と、モータ回転数の検出値との偏差に基づいて算出される第２のトルク目標値を加算して、モータトルク指令値とする制振制御装置が知られている（特許文献１参照）。この制振制御装置では、第２のトルク目標値を算出するために、バンドパスフィルタＨ(s)を用いている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−９５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の車両用制振制御装置において、制振制御のフィードバック成分である第２のトルク目標値の大きさを制限するためにリミッタを設ける場合、バンドパスフィルタの後段に単純にリミッタを設けると、制振効果が減少するという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明による車両用制振制御装置は、モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、トルク指令値に基づいてモータを制御するモータ制御手段と、車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を算出する第１のトルク目標値算出手段と、第４のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、モータ回転速度推定値およびモータ回転速度検出値との偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、第１のトルク目標値および第２のトルク目標値を加算して、第４のトルク目標値を算出する第４のトルク目標値算出手段と、第２のトルク目標値を所定のトルク範囲内に制限して第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、第１のトルク目標値および第３のトルク目標値を加算して、トルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする。
（２）本発明による車両用制振制御装置は、モータの回転速度を検出する回転速度検出手段と、トルク指令値に基づいて、モータを制御するモータ制御手段と、車両情報に基づいて、第１のトルク目標値を算出する第１のトルク目標値算出手段と、第４のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、モータ回転速度推定値およびモータ回転速度検出値との偏差をフィルタに通すことにより、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、第２のトルク目標値が第１のトルク範囲内に収まるように制限して第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、第１のトルク目標値および第３のトルク目標値を加算して、第４のトルク目標値を算出する第４のトルク目標値算出手段と、第２のトルク目標値が第１のトルク範囲より狭い第２のトルク範囲内に収まるように制限する第２のトルク制限手段と、第１のトルク目標値およびトルク制限された第２のトルク目標値を加算して、モータ制御手段に入力するトルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする。
（３）本発明による車両用制振制御方法は、車両情報に基づいて第１のトルク目標値を算出し、第１のトルク目標値および第２のトルク目標値を加算して、第４のトルク目標値を算出し、第４のトルク目標値から推定されるモータ回転速度および実モータ回転速度の偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出し、第２のトルク目標値を所定のトルク範囲内に制限して、第３のトルク目標値を算出し、第１のトルク目標値および第３のトルク目標値を加算して、最終的なトルク指令値を算出し、算出した最終トルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする。
（４）本発明による車両用制振制御方法は、車両情報に基づいて第１のトルク目標値を算出し、第１のトルク目標値および第５のトルク目標値を加算して、第４のトルク目標値を算出し、第４のトルク目標値から推定されるモータ回転速度および実モータ回転速度の偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出し、第２のトルク目標値が第１のトルク範囲内に収まるように制限して、第５のトルク目標値を算出し、第２のトルク目標値が第１のトルク範囲より狭い第２のトルク範囲内に収まるように制限して、第３のトルク目標値を算出し、第１のトルク目標値および第３のトルク目標値を加算して、最終的なトルク指令値を算出し、算出した最終トルク指令値に基づいて、モータを駆動することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明による車両用制振制御装置および車両用制振制御方法によれば、リミッタにより、制振制御のフィードバック成分である第２のトルク目標値の大きさを制限しても、制振効果を発揮させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
−第１の実施の形態−
図１は、本発明の第１の実施の形態における車両用制振制御装置を備えた電気自動車の全体構成を示すブロック図である。この車両は、３相交流モータ５の回転力が車輪７ａ，７ｂに伝達されることにより駆動する。回転速度センサ６は、モータ５の回転速度を検出する。
【０００８】
アクセル開度センサ１は、アクセル開度を検出して、モータトルク設定部２に出力する。モータトルク設定部２は、アクセル開度センサ１により検出されたアクセル開度と、回転速度センサ６により検出されるモータ５の回転速度とに基づいて、第１のトルク目標値Ｔm1*を設定する。
【０００９】
制振制御部３は、モータトルク設定部２により設定された第１のトルク目標値Ｔm1*と、回転速度センサ６により検出されるモータ５の回転速度とに基づいて、モータトルク指令値Ｔ*を算出する。モータトルク指令値Ｔ*を算出する方法については、後述する。モータトルク制御部４は、制振制御部３により算出されたモータトルク指令値Ｔ*と、３相交流モータ５の出力トルクが一致するように制御する。
【００１０】
図２は、モータトルク設定部２および制振制御部３の具体的な構成を示すブロック図である。モータトルク設定部２は、トルクマップ２１と、Ｇm(s)／Ｇp(s)なる特性を有する制御ブロック２２とを備える。Ｇp(s)は、車両へのトルク入力とモータ回転速度との間の伝達特性を示すモデルであり、Ｇm(s)は、車両へのトルク入力とモータ回転速度の応答目標との間の伝達特性を示すモデル（理想モデル）である。
【００１１】
トルクマップ２１は、複数のアクセル開度に対するモータ５の回転速度とモータ５の出力トルクとの関係を示すマップであり、アクセル開度センサ１により検出されるアクセル開度、および、回転速度センサ６により検出されるモータ５の回転速度に基づいて、トルク目標値Ｔm*を求める。制御ブロック２２は、振動を抑制するためのフィードフォワード制御を行う。すなわち、トルク目標値Ｔm*をＧm(s)／Ｇp(s)なるフィルタに通すことにより、制振効果の高い第１のトルク目標値Ｔm1*を求める。なお、トルク目標値Ｔm*を第１のトルク目標値と呼ぶ場合には、トルク目標値Ｔm1*は、第１のトルク目標修正値と呼ぶことができる。
【００１２】
制振制御部３は、伝達特性Ｇp(s)を有する制御ブロック３１と、減算器３２と、Ｈ(s)／Ｇp(s)なる伝達特性を有する制御ブロック３３と、加算器３４と、リミッタ３５と、加算器３６とを備える。加算器３４は、上述した制御ブロック２２から出力される第１のトルク目標値Ｔm1*と、後述するリミッタ３５から出力される第３のトルク目標値Ｔm3*とを加算して、トルク指令値Ｔ*を算出する。
【００１３】
加算器３４による加算結果（トルク指令値Ｔ*）は、図示しないインバータを介して、モータ５に入力される。図２では、モータ５を示す制御ブロックを、Ｇp(s)なる伝達特性を有する制御ブロック１１で表している。なお、制御ブロック１１には、加算器３４により加算されたトルク指令値と、外部から入力される外乱Ｔdの加算値が入力される。
【００１４】
加算器３６は、制御ブロック２２から出力される第１のトルク目標値Ｔm1*と、後述する制御ブロック３３から出力される第２のトルク目標値Ｔm2*とを加算して、第４のトルク目標値Ｔm4*を算出する。制御ブロック３１は、加算器３６から出力される第４のトルク目標値Ｔm4*に基づいて、モータ５の回転速度を推定する。減算器３２は、制御ブロック３１で推定されたモータ回転速度と、実際のモータ回転速度ωmとの偏差を算出する。
【００１５】
Ｈ(s)／Ｇp(s)なる伝達特性を有する制御ブロック３３は、減算器３２から入力されるモータ回転速度の偏差に基づいて、第２のトルク目標値Ｔm2*を求める。ここで、Ｈ(s)は、中心周波数が車両の駆動系のねじり共振周波数と一致しているバンドパスフィルタの特性を有する。制御ブロック３３により算出された第２のトルク目標値Ｔm2*は、加算器３６およびリミッタ３５に入力される。リミッタ３５は、第２のトルク目標値Ｔm2*が所定の範囲内になるように、リミット処理を施して、第３のトルク目標値Ｔm3*を算出する。
【００１６】
次に、車両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。図３は、駆動ねじり振動系の運動方程式を示す説明図であり、同図における各符号は、以下に示す通りである。
【００１７】
Ｊm ：モータのイナーシャ、
Ｊw ：駆動輪のイナーシャ
Ｍ ：車両の質量
ＫD ：駆動系のねじり剛性
ＫT ：タイヤと路面の摩擦に関する係数
Ｎ ：オーバーオールギヤ比
ｒ ：タイヤの過重半径
ωm ：モータの角速度
Ｔm ：モータのトルク
ＴD ：駆動輪のトルク
Ｆ ：車両に加えられる力
Ｖ ：車両の速度
ωw ：駆動輪の角速度
【００１８】
図３より、以下の運動方程式を導くことができる。
Ｊm・ω＊m＝Ｔm−ＴD／Ｎ               …（１）
２Ｊw・ω＊w＝ＴD−ｒＦ                 …（２）
ＭＶ＊＝Ｆ                             …（３）
ＴD＝ＫD・∫（ωm／Ｎ−ωw）dt         …（４）
Ｆ＝ＫT（ｒωw−Ｖ）                   …（５）
ここで、符号の右上に付されている「＊」は、時間微分を表す。
【００１９】
上記の運動方程式（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（６）式〜（１４）式の如くとなる。
Ｇp(s)＝（ｂ３ｓ３＋ｂ２ｓ２＋ｂ１ｓ＋ｂ０）／ｓ（ａ４ｓ３＋ａ３ｓ２＋ａ２ｓ＋ａ１）  …（６）
ａ４＝２Ｊm・Ｊw・Ｍ                     …（７）
ａ３＝Ｊm（２Ｊw＋Ｍｒ２）ＫT             …（８）
ａ２＝（Ｊm＋２Ｊw／Ｎ２）Ｍ・ＫD         …（９）
ａ１＝（Ｊm＋２Ｊw／Ｎ２＋Ｍｒ２／Ｎ２）ＫD・ＫT             …（１０）
ｂ３＝２Ｊw・Ｍ                               …（１１）
ｂ２＝（２Ｊw＋Ｍｒ２）ＫT                     …（１２）
ｂ１＝Ｍ・ＫD                                 …（１３）
ｂ０＝ＫD・ＫT                                 …（１４）
【００２０】
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、次式（１５）のαとβが極めて近い値を示すことに相当する。
Ｇp(s)＝（ｓ＋β）（ｂ２’ｓ２＋ｂ１’ｓ＋ｂ０’）
／ｓ（ｓ＋α）（ａ３’ｓ２＋ａ２’ｓ＋ａ１’）          …（１５）
従って、式（１５）における極零相殺（α＝βと近似）を行うことにより、次式（１６）に示す如く、（２次）／（３次）の伝達特性Ｇｐ（ｓ）を構成する。
Ｇp(s)＝（ｂ２’ｓ２＋ｂ１’ｓ＋ｂ０’）／ｓ（ａ３'ｓ２＋ａ２'ａ１'）      …（１６）
【００２１】
上記（１６）をマイコン処理により具現化するため、例えば、次式（１７）を用いてＺ変換し、離散化する。ただし、Ｔはサンプリング時間である。
ｓ＝（２／Ｔ）・｛（１−Ｚ-1）／（１＋Ｚ-1）｝           …（１７）
【００２２】
また、伝達特性Ｇp(s)は、２次振動系となることが分かっているので、式（１６）は次式（１８）として表現することもできる。
Ｇp(s)＝Ｂp(s)／［ｓ（ｓ２＋２ξpωpｓ＋ωp２）］              …（１８）
ただし、０＜ξp＜１である。
【００２３】
次に、バンドパスフィルタＨ(s)について説明する。Ｈ(s)は、バンドパスフィルタであるため、振動のみを低減するフィードバック要素となる。図４は、バンドパスフィルタＨ(s)のフィルタ特性を示す図である。図４に示すように、ローパス側およびハイパス側の減衰特性を一致させ、かつ、車両の駆動系のねじり共振周波数ｆpが対数軸（logスケール）上で通過帯域の中央部となるように設定している。
【００２４】
例えば、バンドパスフィルタＨ(s)を１次のローパスフィルタおよびハイパスフィルタにより構成する場合には、Ｇp(s)のねじり共振周波数をωpとすると、次式（１９）により表すことができる。
Ｈ(s)＝２（１−ξp）・｛ωp／（ｓ＋ωp）｝・｛ｓ／（ｓ＋ωp）｝                …（１９）
【００２５】
ここで、式（１９）において、制振効果が最も高くなるｋを求める。説明を簡単にするために、図５に示すブロック図を用いる。図５は、従来の車両用制振制御装置を示すブロック構成図である。図５に示すブロック図の各構成要素において、図２に示すブロック図の構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付すとともに、符号の横に（'）を付けて表示する。図５に示すブロック図において、第１のトルク目標値Ｔm1*を０とすると、次式（２０）〜（２３）が導かれる。なお、ラプラス演算子は省略して記載する。
ｙ＝Ｇp（Ｔ*＋ｄ）                          …（２０）
ｙ＾＝Ｇp・Ｔ*                              …（２１）
ｅ＝ｙ＾−ｙ＝−Ｇp・ｄ                    …（２２）
Ｔ*＝Ｔm2*＝ｅ・Ｈ／Ｇp＝−Ｈ・ｄ            …（２３）
【００２６】
式（２３）を式（２０）に代入すると、外乱トルクｄに対するモータ回転速度の応答は、次式（２４）により表される。
ｙ＝Ｇp（１−Ｈ）ｄ                          …（２４）
【００２７】
式（２４）において、ｄからｙへの伝達特性Ｇp（１−Ｈ）に、式（１８），（１９）を代入すると、次式（２５）となる。
Ｇp（１−Ｈ）＝［Ｂp(s)／ｓ（ｓ２＋２ξpωpｓ＋ωp２）］
・［１−ｋ・｛ωp／（ｓ＋ωp）｝・｛ｓ／（ｓ＋ωp）｝］    
＝［Ｂp(s)｛ｓ２＋（２−ｋ）ωpｓ＋ωp２｝］
／［ｓ（ｓ２＋２ξpωpｓ＋ωp２）（ｓ２＋２ωpｓ＋ωp２）］  …（２５）
【００２８】
制振効果が高いということは、外乱トルクｄにより振動を起こさないということであるので、２−ｋ＝２ξpとすれば、式（２５）中の分母と分子が極零相殺されて、次式（２６）となり、振動を起こさない伝達特性となる。
Ｇp（１−Ｈ）＝Ｂp(s)／［ｓ（ｓ２＋２ωpｓ＋ωp２）］                  …（２６）
【００２９】
以上より、制振効果が最も高くなるｋは、次式（２７）により表される。
ｋ＝２（１−ξp）                                    …（２７）
式（２７）を上式（１９）に代入すると、Ｈ(s)は、次式（２８）により表される。
Ｈ(s)＝２（１−ξp）ωpｓ／（ｓ２＋２ωpｓ＋ωp２）                …（２８）
【００３０】
次に、リミッタ３５について説明する。リミッタ３５は、第２のトルク目標値Ｔm2*が第１のトルク目標値Ｔm1*に対して、過度の影響を与えないようにするために、第２のトルク目標値の大きさに制限を加える。例えば、リミッタ上限値を＋１０（Ｎ・ｍ）、下限値を−１０（Ｎ・ｍ）とする。従って、リミッタ３５によりリミッタ処理が行われた第３のトルク目標値Ｔm3*は、±１０（Ｎ・ｍ）の範囲の値となる。
【００３１】
図６（ａ）〜（ｄ）は、外乱ｄとしてステップ状のトルクを与えた場合におけるモータ回転速度の変動を示す図である。図６（ａ）は、制振制御を行わない場合の結果、図６（ｂ）は、図５に示す従来の制振制御装置（リミッタ処理なし）による制御結果、図６（ｃ）は、図５に示す従来の制振制御装置において、制御ブロック３３'と加算器３４'との間にリミッタを設けた場合の制御結果、図６（ｄ）は、第１の実施の形態における車両用制振制御装置による制御結果をそれぞれ示す。
【００３２】
従来の制振制御装置にリミッタを設けた場合、リミッタにより制限されたトルク成分の振動の減衰定数がＧp(s)と同じになり、図６（ｃ）に示すように、回転速度の変動が減衰する時間が長くなる。これに対して、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、リミッタ３５により制限されたトルク成分は新たな外乱トルクとして認識されて、フィードバック制御が行われるので、図６（ｄ）に示すように、振動の減衰が早く、十分な制振効果が得られる。
【００３３】
第１の実施の形態における車両用制振制御装置の構成についてまとめておく。制御ブロック３１は、第４のトルク目標値Ｔm4*に対して、車両へのトルク入力とモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータ５の回転速度推定値を求める。第４のトルク目標値Ｔm4*は、制御ブロック２２により求められた第１のトルク目標値Ｔm1*と、制御ブロック３３により求められる第２のトルク目標値Ｔm2*とを加算することにより求められる。
【００３４】
制御ブロック３３は、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、モータ回転速度推定値と、モータ回転速度検出値との偏差に基づいて、第２のトルク目標値Ｔm2*を算出する。リミッタ３５は、第２のトルク目標値Ｔm2*が所定の範囲内の値になるように、リミット処理を行い、第３のトルク目標値Ｔm3*を算出する。加算器３４は、第１のトルク目標値Ｔm1*と、第３のトルク目標値Ｔm3*とを加算することにより、最終的なトルク指令値Ｔ*を算出する。
【００３５】
このような構成により、第１の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、制振制御のフィードバック成分である第２のトルク目標値Ｔm2*に対してリミット処理を施す場合でも、十分な制振効果を発揮させることができる。
【００３６】
−第２の実施の形態−
図７は、第２の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部２および制振制御部３ａの具体的な構成を示すブロック図である。制振制御部３ａにおいて、リミッタ３５ａは、モータ回転速度ωmの大きさに基づいて、トルク制限値（リミット値）を変更する。
【００３７】
図８は、モータ回転速度とリミッタ上限値、リミッタ下限値、および、モータ５の最大出力トルクとの関係を示す図である。図８に示すように、リミッタ３５ａのリミッタ上限値は、モータ回転速度が速くなるに従って、小さくなり、リミッタ下限値は、モータ回転速度が速くなるに従って、大きくなる。すなわち、モータ回転速度が速くなるほど、第２のトルク目標値Ｔm2*のリミット量を大きくする。ただし、図８に示すように、モータの出力トルクはモータ回転速度が速くなるに従って小さくなるので、モータ回転速度が速い領域においてトルク制限量を大きくしても、トルク制限による影響は小さい。
【００３８】
図９（ａ）は、モータ５の高速回転時および低速回転時において、ステップ状の外乱トルクＴdを与えた場合の制振トルク（第２のトルク目標値Ｔm2*）の変化を示す図であり、図９（ｂ）は、高速回転時におけるモータ回転速度の時間変動を示す図である。図９（ａ）に示すように、モータ５の高速回転時には、上述したリミッタ３５ａの特性により制振トルクが小さくなるが、図９（ｂ）に示すように、モータ回転速度の変動を十分に抑制している。
【００３９】
図１０（ａ）〜（ｃ）は、モータ５の通常の使用状態では想定していない高周波の回転変動が現れた場合の制振トルク（第２のトルク目標値Ｔm2*）を示している。図１０（ａ）は、従来の制振制御装置（図５参照）において、リミッタを設けていない場合の結果、図１０（ｂ）は、第２の実施の形態における車両用制振制御装置における制御結果、図１０（ｃ）は、第２の実施の形態の車両用制振制御装置における制振制御に対して、外乱トルクが入力された場合の結果をそれぞれ示している。また、図１０（ｄ）〜（ｆ）は、モータ回転速度の時間変動を示しており、それぞれ、図１０（ａ）〜（ｃ）に示す結果が得られた時の条件に対応している。
【００４０】
図１０（ｆ）に示すように、第２の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、想定していない高周波の回転速度変動が生じた場合でも、ステップ状の外乱トルクＴdに対して、十分な制振効果が発揮される。
【００４１】
第２の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、モータ回転速度が速くなるほど、リミッタ３５ａによるトルク制限範囲を狭くするので、第１のトルク目標値Ｔm1*に対して、フィードバック成分である第２のトルク目標値Ｔm2*の影響度合いを小さくすることができる。また、モータ５の通常の使用状態では想定していない高周波数の回転振動が起きた場合でも、トルク出力が大きくなることを防ぐことができる。
【００４２】
−第３の実施の形態−
図１１は、第３の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部２および制振制御部３ｂの具体的な構成を示すブロック図である。制振制御部３ｂにおいて、リミッタ３５ｂは、車両のブレーキ状態に基づいて、トルク制限値（リミット値）を変更する。ここでは、第１のトルク目標値Ｔm1*の変化に基づいて、車両のブレーキ状態を検出する。すなわち、乗員により図示しないブレーキが踏まれて、第１のトルク目標値Ｔm1*が所定値以上低下（急減）すると、リミッタの上限値および下限値をそれぞれ基準値に対して負側にオフセットさせる。
【００４３】
図１２は、ある時刻において、第１のトルク目標値Ｔm1*が急減した際のリミッタ上限値および下限値の変化を示す図である。第１のトルク目標値Ｔm1*が急減する前において、リミッタ３５ｂの基準上限値は＋１０（Ｎ・ｍ）であり、基準下限値は、−１０（Ｎ・ｍ）である。この状態から、第１のトルク目標値Ｔm1*が急減すると、リミッタ上限値および下限値をそれぞれ１０（Ｎ・ｍ）負側にオフセットさせる。すなわち、オフセット後のリミッタ上限値は、０（Ｎ・ｍ）であり、リミッタ下限値は、−２０（Ｎ・ｍ）となる。
【００４４】
図１３（ａ）〜（ｄ）は、ブレーキが踏まれて、第１のトルク目標値Ｔm1*が急減した際のモータ回転速度の変化を示す図である。また、図１３（ｅ）〜（ｈ）は、制振トルクの変化を示す図であり、それぞれ図１３（ａ）〜（ｄ）に対応している。図１３（ａ）および図１３（ｅ）は、従来の制振制御装置（図５参照）において、リミッタを設けない場合の結果であり、図１３（ｂ）および図１３（ｆ）は、リミッタ値をオフセットさせない場合、すなわち、第１の実施の形態における車両用制振制御装置におけるリミッタ３５を用いた場合の結果である。また、図１３（ｃ）および図１３（ｇ）は、第３の実施の形態における車両用制振制御装置による制御結果であり、図１３（ｄ）および図１３（ｈ）は、第３の実施の形態における車両用制振制御装置において、外乱トルクＴdが入力した場合の結果である。
【００４５】
乗員によりブレーキが踏まれた場合に正の値の制振トルク（第２のトルク目標値Ｔm2*）が出力されると、乗員は、車両の押し出され感を感じる。図１３（ｆ）に示すように、リミッタ３５を設けた場合には、リミッタを設けない図１３（ｅ）の場合の結果と比べて、正側の制振トルクが抑制されているが、０ではない。これに対して、第１のトルク指令値Ｔm1*が急減するとリミッタ値を負側にオフセットさせるリミッタ３５ｂを用いれば、図１３（ｇ）に示すように、正の制振トルクを０にすることができる。これにより、ブレーキが踏まれた際に、車両の押し出され感が発生するのを防ぐことができる。すなわち、ブレーキ作動時に、正の制振トルクが出力されないように、オフセット量を定めることが好ましい。
【００４６】
また、リミッタ値が負側にオフセットされた状態でステップ状の外乱トルクＴdが入力された場合でも、図１３（ｈ）に示すように、制振効果が十分に発揮される。
【００４７】
第３の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、車両のブレーキ状態が検出されると、リミッタ３５ｂのリミッタ上限値およびリミッタ下限値をそれぞれ負側にオフセットさせるので、ブレーキ作動時に車両の押し出され感が発生するのを防ぐことができる。
【００４８】
−第４の実施の形態−
図１４は、第４の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部２および制振制御部３ｃの具体的な構成を示すブロック図である。制振制御部３ｃにおいて、リミッタ３５ｃは、パークロック信号に基づいて、リミッタ上限値および下限値を変更する。
【００４９】
図１５は、リミッタ３５ｃのリミッタ上限値および下限値の変化を示す図である。時刻Ｔ１において、パークロックがオンされたことを検出すると、図１５に示すように、リミット範囲を広げる。すなわち、リミッタ上限値を大きくするとともに、リミッタ下限値を小さくする。その後、時刻Ｔ２において、パークロックがオフされたことを検出すると、時刻Ｔ２から所定時間経過後の時刻Ｔ３において、リミット範囲を元の状態、すなわち、パークロックがオンされる前の状態に戻す。
【００５０】
図１６（ａ）は、パークロック位置を示す図であり、図１６（ｂ）は、坂道でパークロックをオンした際に車両にかかる力を示す図である。坂道で停止中に、シフトレバー（不図示）がパークロック位置に入れられて（パークロックがオンされて）、フットブレーキが離されると、車両の重量により、車両が後退（停車時の車両の向きによっては、前進）する力がパークロック位置で釣り合うことになる。この時、車両の駆動系が捻られた状態となっているが、パークロックが解除されると、急激に捻りが開放されるため、車両に振動が起こる。この捻りトルクおよび車両に発生する振動は、坂道の勾配が大きい程、大きい。
【００５１】
従って、第４の実施の形態における車両用制振制御装置では、パークロックがオンされると、リミッタ上限値および下限値により構成されるリミット範囲を広げることにより、制振トルクである第２のトルク指令値Ｔm2*がリミッタ３５ｃによりカットされる量を減らして、十分な制振効果を得るようにすることができる。
【００５２】
図１７（ａ）〜（ｄ）は、坂道でのパークロック解除時のモータ回転速度の変動を示す図である。また、図１７（ｅ）〜（ｈ）は、制振トルクの変化を示す図であり、それぞれ図１７（ａ）〜（ｄ）に対応している。図１７（ａ），（ｅ）は、坂道の勾配が大きく、かつ、リミッタ３５ｃのリミット範囲が広い場合の結果であり、図１７（ｂ），（ｆ）は、坂道の勾配が大きく、かつ、リミッタ３５ｃのリミット範囲が小さい場合の結果である。また、図１７（ｃ），（ｇ）は、坂道の勾配が小さく、かつ、リミッタ３５ｃのリミット範囲が広い場合の結果であり、図１７（ｄ），（ｈ）は、坂道の勾配が小さく、かつ、リミッタ３５ｃのリミット範囲が小さい場合の結果である。
【００５３】
図１７（ａ）と図１７（ｂ）、および、図１７（ｃ）と図１７（ｄ）とをそれぞれ比較して分かるように、坂道でのパークロック解除時には、リミッタ３５ｃのリミット範囲が広い（リミットされる量が少ない）方がモータ回転速度の変動が抑制されている。
【００５４】
第４の実施の形態における車両用制振制御装置によれば、パークロックがオンされたことが検出されると、その後、パークロックがオフされるまでの間に、リミッタ３５ｃによるトルク制限範囲を広くするので、坂道でのパークロック解除時に発生する振動を効果的に抑制することができる。
【００５５】
本発明は、上述した各実施の形態に限定されることはない。例えば、第２の実施の形態における車両用制振制御装置では、モータ回転速度が速くなるほど、リミッタ３５ａの上限値を小さくし、かつ、下限値を大きくしたが、上限値のみを小さくしてもよいし、下限値のみを大きくしてもよい。
【００５６】
第３の実施の形態における車両用制振制御装置では、第１のトルク目標値Ｔm1*が急減すると、車両がブレーキ状態であると判断したが、ブレーキが踏まれるとオンするブレーキスイッチ（不図示）から入力されるブレーキ信号に基づいて、ブレーキ状態の有無を判定してもよい。また、回転速度センサ６により検出されるモータ回転速度が急減すると、車両がブレーキ状態であると判定することもできる。
【００５７】
第３の実施の形態における車両用制振制御装置において、車両のブレーキ状態を検出すると、リミッタ３５ｂのリミッタ上限値およびリミッタ下限値により構成されるトルク制限範囲を負側にオフセットさせたが、リミッタ上限値のみを小さくするようにしてもよい。
【００５８】
また、第１のトルク目標値Ｔm1*と、モータが出力可能な正側の最大トルクとの差が所定値以下となると、リミッタ３５ｂのリミッタ上限値およびリミッタ下限値により構成されるトルク制限範囲を負側にオフセットさせるようにしてもよい。この場合、トルク指令値Ｔ*が最大トルクを越えるのを防ぐことができる。同様に、第１のトルク目標値Ｔm1*と、モータが出力可能な負側の最大トルクとの差が所定値以下となると、リミッタ３５ｂのトルク制限範囲を正側にオフセットさせることもできる。
【００５９】
第４の実施の形態における車両用制振制御装置では、パークロック信号に基づいて、リミッタ３５ｃのリミッタ上限値および下限値を変更したが、モータ回転速度および第１のトルク目標値Ｔm1*に基づいて変更してもよい。すなわち、モータ回転速度および第１のトルク目標値Ｔm1*がともに０になると、リミッタ３５ｃのリミット範囲を広げ、モータ回転速度および第１のトルク目標値Ｔm1*のうちの少なくともいずれか一方が０以外の値になると、リミット範囲を元に戻すこともできる。
【００６０】
さらに、第４の実施の形態における車両用制振制御装置において、車両停車時の坂道の傾斜角を検出し、検出した傾斜角に基づいて、リミッタ３５ｃのリミット範囲を広げる量を変更するようにすることもできる。すなわち、傾斜角が大きいほど、リミット範囲を広げるようにすれば、坂道でのパークロック解除時に発生する振動をさらに効果的に抑制することができる。
【００６１】
第４の実施の形態における車両用制振制御装置において、図１８に示すように、加算器３６に入力する第２のトルク目標値Ｔm2*にリミッタ処理を施すリミッタ４０を設けてもよい。すなわち、加算器３６は、第２のトルク目標値Ｔm2*がリミッタ処理を施された第５のトルク目標値Ｔm5*と第３のトルク目標値Ｔm3*とを加算して、第４のトルク目標値Ｔm4*を算出する。ただし、リミッタ４０のリミット範囲は、リミッタ３５のリミット範囲より広い（リミット量が少ない）ものとする。
【００６２】
上述した説明では、車両用制振制御装置を電気自動車に適用した例について説明したが、ハイブリッド電気自動車に適用することもできる。
【００６３】
特許請求の範囲の構成要素と第１〜第４の実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、回転速度センサ６が回転速度検出手段を、モータトルク制御部４がモータ制御手段を、トルクマップ２１が第１のトルク目標値算出手段を、制御ブロック３１がモータ回転速度推定手段を、制御ブロック３３が第２のトルク目標値算出手段を、加算器３６が第４のトルク目標値算出手段を、リミッタ３５が第３のトルク目標値算出手段を、加算器３４がトルク指令値算出手段を、リミッタ４０が第５のトルク目標値算出手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における車両用制振制御装置を備えた車両の全体構成を示すブロック図
【図２】モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図
【図３】駆動ねじり振動系の運動方程式を示す説明図
【図４】バンドパスフィルタＨ(s)のフィルタ特性を示す図
【図５】従来の車両用制振制御装置を示すブロック構成図
【図６】図６（ａ）〜（ｄ）は、外乱ｄとしてステップ状のトルクを与えた場合におけるモータ回転速度の変動を示す図
【図７】第２の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図
【図８】モータ回転速度とリミッタ上限値、リミッタ下限値、および、最大トルク指令値との関係を示す図
【図９】図９（ａ）は、ステップ状の外乱トルクを与えた場合に、モータの高速回転時および低速回転時における制振トルクを示す図であり、図９（ｂ）は、高速回転時におけるモータ回転速度の時間変動を示す図
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、モータ５の通常の使用状態では想定していない高周波の回転変動が現れた場合の制振トルクを示し、図１０（ｄ）〜（ｆ）は、モータ回転速度の時間変動を示している。
【図１１】第３の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図
【図１２】第１のトルク目標値Ｔm1*が急減した際のリミッタ上限値および下限値の変化を示す図
【図１３】図１３（ａ）〜（ｄ）は、ブレーキが踏まれた際のモータ回転速度の変化を示す図であり、図１３（ｅ）〜（ｈ）は、制振トルクの変化を示す図
【図１４】第４の実施の形態における車両用制振制御装置において、モータトルク設定部および制振制御部の具体的な構成を示すブロック図
【図１５】リミッタのリミッタ上限値および下限値の変化を示す図
【図１６】図１６（ａ）は、パークロック位置を示す図であり、図１６（ｂ）は、坂道でパークロックした際に車両にかかる力を示す図
【図１７】図１７（ａ）〜（ｄ）は、坂道でのパークロック解除時のモータ回転速度の変動を示し、図１７（ｅ）〜（ｈ）は、制振トルクの変化を示す図
【図１８】モータトルク設定部２および制振制御部３の他の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
【００６５】
１…アクセル開度センサ
２…モータトルク設定部
３…制振制御部
４…モータトルク制御部
５…モータ
６…回転角センサ
７ａ，７ｂ…車輪
１１…制御ブロック
２１…トルクマップ
２２…制御ブロック
３１…制御ブロック
３２…減算器
３３…制御ブロック
３４，３６…加算器
３５…リミッタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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