(57)【要約】  【課題】制振効果を大きく低減させることなく、制振制御のフィードバックゲインを小さくして系の安定性を向上させる。  【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。この第２のトルク目標値Ｔm2*にゲインＫを乗じた第３のトルク目標値と、車両情報に基づいて算出される第１のトルク目標値Ｔm1*とを加算して、トルク指令値とする。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
2005269833.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に基づいて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標修正値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値とを加算して、前記第４のトルク目標値を算出する第４のトルク目標値算出手段と、
前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値に１未満のゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標修正値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、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】
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に基づいて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、
前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値に１未満の第１のゲインを乗じて、第５のトルク目標値を算出する第５のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標修正値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、前記第５のトルク目標値算出手段により算出された第５のトルク目標値とを加算して、前記第４のトルク目標値を算出する第４のトルク目標値算出手段と、
前記第２のトルク目標値算出手段により算出された第２のトルク目標値に、前記第１のゲインより小さい第２のゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、
前記第１のトルク目標修正値算出手段により算出された第１のトルク目標修正値と、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３】
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、第２のトルク目標値を算出し、
前記第２のトルク目標値に対して、１未満のゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出し、
前記第１のトルク目標値および前記第３のトルク目標値を加算して、前記最終的なトルク指令値を算出し、
前記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４】
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のトルク目標値との加算値から推定されるモータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出し、
前記第２のトルク目標値に対して１未満の第１のゲインを乗じて前記第５のトルク目標値を算出し、
前記第２のトルク目標値に対して、前記第１のゲインより小さい第２のゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出し、
前記第１のトルク目標値および前記第３のトルク目標値を加算して、前記最終的なトルク指令値を算出し、
前記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および車両用制振制御方法に関する。
【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、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、モータ制御系の安定性を図るためにフィードバックゲインを小さくする場合、バンドパスフィルタＨ(s)の後段で１以下のゲインを乗じるため、制振効果が大きく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１のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力およびモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)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およびモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、モータ回転速度推定値およびモータ回転速度検出値の偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、第１のトルク目標修正値および第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のトルク目標値にゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、第１のトルク目標修正値および第３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。
（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およびモータ回転速度の伝達特性の理想モデルＧm(s)で構成されるＧm(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、第１のトルク目標修正値を算出する第１のトルク目標修正値算出手段と、第４のトルク目標値に対して、車両へのトルク入力およびモータ回転速度の伝達特性のモデルＧp(s)なる特性を有するフィルタ処理を施して、モータの回転速度推定値を求めるモータ回転速度推定手段と、バンドパスフィルタの特性を有する伝達特性Ｈ(s)および伝達特性のモデルＧp(s)で構成されるＨ(s)／Ｇp(s)なる特性を有するフィルタを備え、モータ回転速度推定値およびモータ回転速度検出値の偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出する第２のトルク目標値算出手段と、第２のトルク目標値に第１のゲインを乗じて、第５のトルク目標値を算出する第５のトルク目標値算出手段と、第１のトルク目標修正値および第５のトルク目標値を加算して、第４のトルク目標値を算出する第４のトルク目標値算出手段と、第２のトルク目標値に、第１のゲインより小さい第２のゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出する第３のトルク目標値算出手段と、第１のトルク目標修正値および第３のトルク目標値を加算して、トルク指令値を算出するトルク指令値算出手段とを備えることを特徴とする。
（３）本発明による車両用制振制御方法は、車両情報に基づいて基本トルク指令値を算出し、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、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と実モータ回転速度との偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出し、第２のトルク目標値に対して、１未満のゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出し、第１のトルク目標値および第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基本トルク指令値を算出し、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、第１のトルク目標値および第５のトルク目標値との加算値から推定されるモータ回転速度と実モータ回転速度との偏差に基づいて、第２のトルク目標値を算出し、第２のトルク目標値に対して１未満の第１のゲインを乗じて前記第５のトルク目標値を算出し、第２のトルク目標値に対して、第１のゲインより小さい第２のゲインを乗じて、第３のトルク目標値を算出し、第１のトルク目標値および第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、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、制振効果を大きく低減させることなく、制振制御のフィードバックゲインを小さくして系の安定性を向上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】
図１は、本発明の一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、モータ５に流れる電流を制御する。
【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、車両の振動を抑制するためのフィードフォワード制御を行う。すなわち、トルク目標値Ｔm*をＧm(s)／Ｇp(s)なるフィルタに通すことにより、制振効果の高い第１のトルク目標値Ｔm1*を求める。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、ゲイン乗算器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、後述するゲイン乗算器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で求められるモータ回転速度推定値と、実際のモータ回転速度検出値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およびゲイン乗算器３５に入力される。ゲイン乗算器３５は、第２のトルク目標値Ｔm2*にゲインＫを乗じて、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'ｓ＋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】
なお、同様に、理想モデルＧm(s)は、次式（１９）により表現することができる。
Ｇm(s)＝Ｂp(s)／［ｓ（ｓ２＋２ωmｓ＋ωm２）］              …（１９）
【００２４】
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。
【００２５】
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（２０）により表すことができる。
Ｈ(s)＝ｋ・｛ωp／（ｓ＋ωp）｝・｛ｓ／（ｓ＋ωp）｝                …（２０）
【００２６】
ここで、式（２０）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（２１）〜（２５）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）                          …（２１）
ｙ＾＝Ｇp・Ｔ*                              …（２２）
ｅ＝ｙ＾−ｙ＝−Ｇp・ｄ                    …（２３）
Ｔ*＝Ｔm2*＝ｅ・Ｈ／Ｇp＝−Ｈ・ｄ            …（２４）
【００２７】
式（２４）を式（２１）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（２５）により表される。
ｙ＝Ｇp（１−Ｈ）ｄ                          …（２５）
【００２８】
式（２５）において、ｄからｙへの伝達特性Ｇp（１−Ｈ）に、式（１８），（２０）を代入すると、次式（２６）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）］  …（２６）
【００２９】
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（２６）中の分母と分子が極零相殺されて、次式（２７）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）］                  …（２７）
【００３０】
以上より、制振効果が最も高くなるｋは、次式（２８）により表される。
ｋ＝２（１−ξp）                                    …（２８）
式（２８）を上式（２０）に代入すると、Ｈ(s)は、次式（２９）により表される。
Ｈ(s)＝２（１−ξp）ωpｓ／（ｓ２＋２ωpｓ＋ωp２）                …（２９）
【００３１】
次に、ゲインＫについて説明する。ゲインＫは、系の安定を図るために、０＜Ｋ＜１とする。図２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（３０）〜（３４）が導かれる。ただし、図５に示すブロック図で用いている記号と対応させるため、モータ回転速度をｙ、制御ブロック３１からの出力をｙ＾、減算器３２から出力される偏差をｅ、制御ブロック１１の伝達特性をＧpとする。なお、ラプラス演算子は、省略する。
ｙ＝Ｇp（Ｔ*＋ｄ）                                  …（３０）
ｙ＾＝Ｇp・Ｔm4*＝Ｇp・Ｔm2*                        …（３１）
Ｔ*＝Ｔm3*＝Ｋ・Ｔm2*                                …（３２）
ｅ＝ｙ＾−ｙ＝Ｇp［（１−Ｋ）Ｔm2*−ｄ］              …（３３）
Ｔm2*＝−Ｈ・ｄ／［１−Ｈ（１−Ｋ）］                …（３４）
【００３２】
式（３０），（３２），（３４）より、次式（３５）が導かれる。
ｙ＝（１−Ｈ）・Ｇp・ｄ／［１−Ｈ（１−Ｋ）］              …（３５）
式（３５）に式（１８），（２９）を代入すると、次式（３６）となる。
ｙ＝（ｓ２＋２ξpωpｓ＋ωp２）・Ｇpｄ／［ｓ２＋２｛Ｋ＋（１−Ｋ）ξp｝ωpｓ＋ωp２］
＝Ｂp(s)・ｄ／［ｓ［ｓ２＋２｛Ｋ＋（１−Ｋ）ξp｝ωpｓ＋ωp２］］          …（３６）
【００３３】
ここで、Ｇp(s)において、ξp＝０．１の場合に、Ｋ＝０．５とすると、式（３６）の分母において、Ｋ＋（１−Ｋ）・ξp＝０．５５となる。これは、ξp＝１である理想応答の場合に比べると制振効果が劣るものの、ξp＝０．１の場合よりは、著しく制振効果が高い。
【００３４】
図６（ａ）〜図６（ｃ）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、ゲインＫを１としている従来技術（図５参照）における制御結果、図６（ｃ）は、一実施の形態における車両用制振制御装置において、ゲインＫを０．５とした場合の制御結果をそれぞれ示す。図６（ｂ）および図６（ｃ）を比較して分かるように、一実施の形態における車両用制振制御装置による制振制御によれば、ゲインＫを０．５とした場合でも振動の減衰が早く、十分な制振効果が得られる。すなわち、フィードバック成分である第２のトルク目標値Ｔm2*に１未満のフィードバックゲインＫを乗じた場合でも、制振効果が十分に発揮されている。
【００３５】
一実施の形態における車両用制振制御装置による制振制御効果を説明するために、従来の車両用制振制御装置において、ゲインＫを０．５とした場合について説明する。図７は、図５に示す従来の車両用制振制御装置において、制御ブロック３３'の後段にゲイン乗算器３５が設けられた構成のブロック図である。
【００３６】
図７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（３７）〜（４１）が導かれる。なお、ラプラス演算子は、省略する。
ｙ＝Ｇp（Ｔ*＋ｄ）                                  …（３７）
ｙ＾＝Ｇp・Ｔ*                                      …（３８）
ｅ＝ｙ＾−ｙ＝−Ｇp・ｄ                            …（３９）
Ｔm2*＝ｅ・Ｈ／Ｇp＝−Ｈ・ｄ                        …（４０）
Ｔ*＝ＫＴm2*                                        …（４１）
【００３７】
式（３７），（４０），（４１）より、次式（４２）が導かれる。
ｙ＝Ｇp（１−ＫＨ）ｄ                              …（４２）
式（４２）を変形すると、次式（４３）となる。
ｙ＝Ｋ・Ｇp（１−Ｈ）ｄ＋（１−Ｋ）Ｇp・ｄ          …（４３）
【００３８】
式（４３）において、第１項は、振動が起きないようにＨ(s)を設定することにより（式（２９）参照）振動は発生しないが、第２項は、Ｇp(s)の特性により振動が発生する。例えば、Ｋ＝０．５とすると、式（４３）は次式（４４）となる。これは、制振効果が半分になることを意味している。
ｙ＝0.5・Ｇp（１−Ｈ）ｄ＋0.5・Ｇp・ｄ          …（４４）
【００３９】
図８は、図７に示す従来の車両用制振制御装置において、ゲインＫを0.5とした場合のモータ回転速度の変動を示す図である。図８に示すように、モータ回転速度の変動は大きく、減衰時間も長い。
【００４０】
一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。
【００４１】
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。乗算器３５は、第２のトルク目標値Ｔm2*にゲインＫを乗ずることにより、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。
【００４２】
このような構成により、一実施の形態における車両用制振制御装置によれば、系の安定性を向上させるためにフィードバックゲインＫを小さくする際に、制振効果が大幅に低減することを防ぐことができる。
【００４３】
本発明は、上述した一実施の形態に限定されることはない。例えば、図９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*にゲインＫa（０＜Ｋa＜１）を乗じるゲイン乗算器４０を設けてもよい。すなわち、加算器３６には、第１のトルク目標値Ｔm1*とともに、第２のトルク目標値Ｔm2*にゲインＫaを乗じたＫa・Ｔm2*（＝第５のトルク目標値Ｔm5*）が入力される。ただし、ゲインＫとゲインＫaとの大小関係は、Ｋa＞Ｋとする。
【００４４】
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。
【００４５】
特許請求の範囲の構成要素と一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２２が第１のトルク目標修正値算出手段を、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、ゲイン乗算器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】
【００４６】
【図１】本発明の一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
【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）は、制振制御を行わない場合の結果、図６（ｂ）は、ゲインＫを１としている従来技術（図５参照）における制御結果、図６（ｃ）は、ゲインＫを０．５とした場合の一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。
【図７】図２に示す従来の車両用制振制御装置において、制御ブロック３３の後段にゲイン乗算器３５が設けられた構成のブロック図
【図８】図７に示す従来の車両用制振制御装置において、ゲインＫを0.5とした場合のモータ回転速度の変動を示す図
【図９】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】
【００４７】
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…ゲイン乗算器
【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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