DE102020104256B4

DE102020104256B4 - Steuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102020104256B4
Application number: DE102020104256.6A
Authority: DE
Inventors: Linfeng LAN; Tomonari MORI; Ryo Itaba; Tokuji TATEWAKI
Original assignee: Nidec Corp; Nidec Elesys Corp
Current assignee: Nidec Corp; Nidec Elesys Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-02-18
Publication date: 2022-11-03
Anticipated expiration: 2040-02-19
Also published as: US20200313594A1; JP7271266B2; JP2020167875A; DE102020104256A1; CN111756281A; US11296637B2; CN111756281B

Abstract

Steuerungsvorrichtung (4), aufweisend:ein Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil (20), das dazu eingerichtet ist, eine Winkelgeschwindigkeit (ωm) eines Motors (2) zu detektieren,ein Rückkopplungsteil (30), das dazu eingerichtet ist, einen Rückkopplungswert (TmFB) aus der vom Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil (20) detektierten Winkelgeschwindigkeit (ωm) zu erhalten,ein Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40), das dazu eingerichtet ist, einen Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß einem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (Tm), der von einer übergeordneten Vorrichtung (3) zugeführt wird, und dem Rückkopplungswert (TmFB), der von dem Rückkopplungsteil (30) erhalten wird, zu erhalten,ein Begrenzungsteil (50), das dazu eingerichtet ist, den Drehmoment-Befehlswert (Tmres), der von dem Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40) erhalten wird, so zu begrenzen, dass ein voreingestellter oberer Drehmomentgrenzwert (Tlim) nicht überschritten wird,ein Antriebssteuerungsteil (60), das dazu eingerichtet ist, eine Antriebssteuerung des Motors (2) gemäß dem durch das Begrenzungsteil (50) begrenzten Drehmoment-Befehlswert durchzuführen,ein Korrekturteil (70), das dazu eingerichtet ist, den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (Tm) oder den Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß dem von dem Rückkopplungsteil (30) erhaltenen Rückkopplungswert (TmFB) und dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (Tm) zu korrigieren, undein Vorsteuerungsteil (10), das dazu eingerichtet ist, einen Vorsteuerungswert (TmFF) gemäß dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (Tm) zu erhalten, wobei das Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40) den Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß dem von dem Vorsteuerungsteil (10) erhaltenen Vorsteuerungswert (TmFF) und dem von dem Rückkopplungsteil (30) erhaltenen Rückkopplungswert (TmFB) erhält.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerungsvorrichtung, die eine Antriebssteuerung eines Motors ausführt.
Hintergrund
Bei einer Steuerungsvorrichtung, die eine Ansteuerung eines Motors durchführt, wird, wenn eine Vibrationskomponente in einem Antriebsstrom des Motors enthalten ist, eine unnötige Vibration erzeugt, und deshalb ist es wünschenswert, die Vibrationskomponente aus dem Antriebsstrom des Motors zu entfernen. Um die Vibration zu unterdrücken, kann auch eine Nicht-Interferenzsteuerung verwendet werden, um den Antriebsstrom des Motors zu steuern.
Darüber hinaus kann in der Motorantriebssteuerung ein Begrenzer vorgesehen werden, der derart konfiguriert ist, dass ein Drehmoment-Befehlswert einen oberen Grenzdrehmomentwert nicht überschreitet, um den Motor, einen Wechselrichter und dergleichen zu schützen.
Aus diesem Grund wird je nach Drehmoment-Befehlswert ein Schwingungsunterdrückungssignal, das durch die Nicht-Interferenzsteuerung auf den Drehmoment-Befehlswert angewendet wird, durch den Begrenzer begrenzt, so dass eine schwingungsunterdrückende Wirkung verringert werden kann. In der japanischen Patentanmeldung JP 2005 - 269 836 A wurden die Eigenschaften des Begrenzers, der den Drehmoment-Befehlswert begrenzt, gemäß den Eigenschaften des Fahrzeugs geändert, um die Schwingung des Fahrzeugs wirksam zu unterdrücken, wenn der Drehmoment-Befehlswert begrenzt ist.
Jedoch besteht in der japanischen Patentanmeldung JP 2005 - 269 836 A , da die Eigenschaften des Begrenzers für jedes Fahrzeug geändert werden, ein Problem darin, dass die Berechnung kompliziert wird und somit eine Verarbeitungslast erhöht wird.
Wenn der Drehmomentbefehl durch einen einfachen Begrenzer begrenzt wird, besteht außerdem das Problem, dass der Schwingungsunterdrückungseffekt verringert wird.
US 2018 / 0 037 256 A1 offenbart eine Aktuatorsteuervorrichtung, die eine Unterstützungssteuerungsschaltung zum Berechnen einer ersten Unterstützungskomponente und eine Automatisches-Lenken-Steuerungsschaltung zum Berechnen einer zweiten Unterstützungskomponente aufweist. Die Automatisches-Lenken-Steuerungsschaltung kann die zweite Unterstützungskomponente berechnen, während ein Lenkdrehmoment kleiner als ein erster Schwellenwert ist. Die Automatisches-Lenken-Steuerungsschaltung berechnet die zweite Unterstützungskomponente mittels einer PID-Regelung, die einen auf Grundlage einer Winkelabweichung erhaltenen Term verwendet. Wenn das Lenkdrehmoment kleiner als der erste Schwellenwert aber nicht kleiner als ein zweiter Schwellenwert ist, begrenzt die Automatisches-Lenken-Steuerungsschaltung den Term derart, dass es schwerer für den Term ist anzusteigen, während das Lenkdrehmoment nicht kleiner ist als der zweite Schwellenwert als während das Lenkdrehmoment kleiner als der zweite Schwellenwert ist.
Inhalt
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind eine Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und eine Steuerungsvorrichtung gemäß Anspruch 4 bereitgestellt. Eine Steuereinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung weist auf: ein Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil, ein Rückkopplungsteil, ein Drehmomentbefehlsberechnungsteil, ein Begrenzungsteil, ein Antriebssteuerungsteil und ein Korrekturteil. Das Winkelgeschwindigkeitsdetektionssteil kann eine Winkelgeschwindigkeit eines Motors detektieren. Das Rückkopplungsteil erhält einen Rückkopplungswert aus der Winkelgeschwindigkeit, die vom Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil detektiert wird. Das Drehmomentbefehlsberechnungsteil kann einen Drehmoment-Befehlswert gemäß einem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert, der von einer übergeordneten Vorrichtung geliefert wird, und dem Rückkopplungswert, der vom Rückkopplungsteil erhalten wird, erhalten. Das Begrenzungsteil kann den von dem Drehmomentbefehlsberechnungsteil erhaltenen Drehmoment-Befehlswert begrenzen, um einen voreingestellten oberen Drehmomentgrenzwert nicht zu überschreiten. Das Antriebssteuerungsteil kann eine Antriebssteuerung des Motors gemäß dem Drehmoment-Befehlswert durchführen, der durch das Begrenzungsteil begrenzt ist. Das Korrekturteil kann den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert oder den Drehmoment-Befehlswert gemäß dem Rückkopplungswert, der vom Rückkopplungsteil erhalten wird, und dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert korrigieren.
Gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, zu verhindern, dass die schwingungsunterdrückende Wirkung in der Motorantriebssteuerung verringert wird, die einen Begrenzer verwendet, der eine einfache Konfiguration aufweist.
Die vorangehenden und andere Elemente, Merkmale, Schritte, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher.
Figurenliste

1 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel eines Motorsteuerungssystems gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel einer Motorsteuerungseinheit zeigt, die das Motorsteuerungssystem bildet.
3 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel eines Korrekturteils zeigt, das die Motorsteuerungseinheit bildet.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Berechnungsverarbeitung, ob ein Überdrehmoment vorliegt oder nicht, im Korrekturteil zeigt.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für einen Korrekturbetrag zeigt, der durch das Korrekturteil erzeugt wird.
6 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für einen Drehmoment-Befehlswert veranschaulicht, der durch das Korrekturteil korrigiert wird.
7 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für einen Zustand zeigt, in dem der Drehmoment-Befehlswert durch einen Begrenzer begrenzt wird.
8 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für eine durch eine Vibration bedingte Beschleunigung einer Last zeigt, die von einem Motor angetrieben wird.
9 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für eine durch Vibrationen bedingte Beschleunigung der vom Motor angetriebenen Last veranschaulicht.
10 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel eines Motorsteuerungssystems gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht.
11 ist eine Darstellung, die ein weiteres Beispiel des durch das Korrekturteil erzeugten Korrekturbetrags zeigt.
12 ist eine Darstellung, die ein zusätzliches weiteres Beispiel des durch das Korrekturteil erzeugten Korrekturbetrags zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen für die Umsetzung der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel eines Motorsteuerungssystems, das eine Steuerungsvorrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung verwendet, zeigt. Dieses Motorsteuerungssystem weist auf: einen zu steuernden Motor (bzw. Elektromotor) 2, der eine Last 1 antreibt, eine übergeordnete Vorrichtung 3, die einen übergeordneten Drehmoment-Befehlswert für den Motor 2 erzeugt, eine Motorsteuerungseinheit 4, die einen Antrieb des Motors gemäß einem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m von der übergeordneten Vorrichtung 3 und einem Status des Motors 2 steuert, und einen elektrischen Leistungswandler bzw. Elektrische-Leistung-Wandler 5, der einen Antriebsstrom an den Motor 2 gemäß einer Steuerung der Motorsteuerungseinheit 4 liefert.
Der Motor 2 treibt beispielsweise ein Elektrofahrzeug an und ist beispielsweise aus einem dreiphasigen bürstenlosen Motor konfiguriert. Darüber hinaus weist z.B. beim Elektrofahrzeug die übergeordnete Vorrichtung 3 eine VCU (Fahrzeugsteuerungseinheit) auf, die den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert erzeugt, der zu einem Gaspedalbetätigungsbetrag, einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit oder dergleichen korrespondiert. Ferner kann der Motor 2 auch ein Motor sein, der einen Roboterarm und dergleichen antreibt. Darüber hinaus können auch andere Motoren wie ein Gleichstrommotor, an dem eine Bürste befestigt ist, oder dergleichen als Motor 2 eingesetzt werden. Darüber hinaus weist der Elektrische-Leistung-Wandler 5 beispielsweise einen Wechselrichter auf bzw. ist aus einem Wechselrichter gebildet und führt eine Umschaltung einer Leistungsspannung gemäß einer Stromsteuerung von der Motorsteuerungseinheit 4 durch und führt sie dann dem Motor 2 zu.
2 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel der Motorsteuerungseinheit 4 zeigt. Der Motor 2 ist mit einer Feldspule, die ein Magnetfeld gemäß einem Antriebsstrom erzeugt, der vom Elektrische-Leistung-Wandler 5 zugeführt wird, einem Permanentmagneten, der an einem Rotor befestigt ist, und dergleichen bereitgestellt und erzeugt eine Antriebskraft gemäß dem durch die Feldspule erzeugten Magnetfeld. Darüber hinaus ist der Motor 2 mit einem Positionsdetektor 2A bereitgestellt, der eine Position (Winkel) des Rotors detektiert.
Die Motorsteuerungseinheit 4 weist auf: ein Vorsteuerungsteil bzw. Weiterleitungsteil 10, das dazu eingerichtet ist, einen Vorsteuerungsdrehmoment-Befehlswert T_mFF, der zu dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m von der übergeordneten Vorrichtung 3 korrespondiert, zu erhalten, ein Geschwindigkeitsberechnungsteil 20, das dazu eingerichtet ist, eine Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2 aus einer Detektionsausgabe des Positionsdetektors 2A zu erhalten, ein Rückkopplungsteil 30, das dazu eingerichtet ist, einen Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswert T_mFB zu erhalten, der zu der Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2 korrespondiert, und ein Berechnungsteil 40, das dazu eingerichtet ist, einen Drehmoment-Befehlswert T_mres zu erhalten. Darüber hinaus weist die Motorsteuerungseinheit 4 auf: einen Begrenzer 50, der dazu eingerichtet ist, den Drehmoment-Befehlswert Tmres von dem Berechnungsteil 40 derart zu begrenzen, dass ein voreingestellter Schwellenwert nicht überschritten wird, ein Stromsteuerungsteil 60, das dazu eingerichtet ist, eine Steuerung des dem Motor 2 zugeführten Antriebsstroms gemäß dem Drehmoment-Befehlswert Tmres und dergleichen durchzuführen, und ein Korrekturteil 70, das dazu eingerichtet ist, den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m von der übergeordneten Vorrichtung 3 zu korrigieren.
In diesem Motorsteuerungssystem erfolgt eine Steuerung durch das Stromsteuerungsteil 60 auf Grundlage des Drehmoment-Befehlswerts Tmres, der aus dem Vorsteuerungsdrehmoment-Befehlswert (Vorsteuerungswert) T_mFF von dem Vorsteuerungsteil 10 erhalten wird, und dem Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswert (Rückkopplungswert) T_mFB von dem Rückkopplungsteil 30 erhalten wird, wodurch eine Nicht-Interferenzsteuerung zur Unterdrückung einer Schwingung des Motors 2 durchgeführt wird.
Der Begrenzer 50 begrenzt den Drehmoment-Befehlswert Tmres von dem Berechnungsteil 40, um einen voreingestellten Schwellenwert T_lim nicht zu überschreiten, und führt ihn dann einem Strombefehl-Berechnungsteil 61 zu. Dieser Schwellenwert T_lim ist z.B. ein oberer Grenzdrehmomentwert des Motors 2. Alternativ kann der Schwellenwert T_lim auch beispielsweise unter Verwendung des oberen Grenzdrehmomentwerts und eines oberen Grenzstromwerts des Motors 2 eingestellt werden.
Das Stromsteuerungsteil 60 weist auf: das Strombefehl-Berechnungsteil 61, das dazu eingerichtet ist, einen Strom-Befehlswert i_g gemäß einem Drehmoment-Befehlswert T_{mres_limit}, der über den Begrenzer 50 zugeführt wird, und der Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2, die von dem Geschwindigkeitsberechnungsteil 20 erhalten wird, zu erhalten, sowie ein Stromsteuerungs-Berechnungsteil 62, das für eine Steuerung eines den Motor 2 antreibenden Antriebsstroms gemäß dem Strom-Befehlswert i_g und der Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2, die vom Geschwindigkeitsberechnungsteil 20 erhalten wird, eingerichtet ist. Das Stromsteuerungs-Berechnungsteil 62 steuert den Elektrische-Leistung-Wandler 5 gemäß beispielsweise dem Strom-Befehlswert i_g, um eine PWM-Steuerung/Regelung (Pulsweitenmodulationssteuerung/-regelung) des Antriebsstroms durchzuführen.
In dem wie vorangehend beschrieben konfigurierten Motorsteuerungssystem steuert die Motorsteuerungseinheit 4 einen Antrieb des Motors 2 gemäß dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m und der Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2, wenn der übergeordnete Drehmoment-Befehlswert T_m von der übergeordneten Vorrichtung 3 zugeführt wird. Insbesondere korrigiert das Korrekturteil 70 den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m, der von der übergeordneten Vorrichtung 3 zugeführt wird, in jedem voreingestellten Zeitintervall und liefert an das Vorsteuerungsteil 10 einen korrigierten übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m'. Wie später beschrieben, wird zusätzlich diese Korrektur bei Bedarf durchgeführt, damit der Drehmoment-Befehlswert Tmres einen Schwellenwert des Begrenzers 50 nicht überschreitet. Das Vorsteuerungsteil 10 erhält den Vorsteuerungsdrehmoment-Befehlswert T_mFF, der zu dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m' korrespondiert, und führt ihn dem Berechnungsteil 40 zu. Das Geschwindigkeitsberechnungsteil 20 erhält die Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2 aus einer Detektionsausgabe des Positionsdetektors 2A und liefert sie an das Rückkopplungsteil 30 und dergleichen. Das Rückkopplungsteil 30 erhält den Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswert T_mFB aus der Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2 und liefert ihn an das Berechnungsteil 40. Das Berechnungsteil 40 liefert die Summe aus dem Vorsteuerungsdrehmoment-Befehlswert T_mFF und dem Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswert T_mFB an den Begrenzer 50 als Drehmoment-Befehlswert Tmres. Der Begrenzer 50 begrenzt den Drehmoment-Befehlswert Tmres, um den voreingestellten Schwellenwert nicht zu überschreiten, und liefert ihn an das Strombefehl-Berechnungsteil 61 als Drehmoment-Befehlswert T_{mres_limit}.
Das Strombefehl-Berechnungsteil 61 erhält den Strom-Befehlswert i_g aus dem über den Begrenzer 50 gelieferten Drehmoment-Befehlswert T_{mres_limit}, der Winkelgeschwindigkeit ω_m vom Geschwindigkeitsberechnungsteil 20 und einem Leistungsspannungswert V_DC, und führt ihn dem Stromsteuerungs-Berechnungsteil 62 zu. Das Stromsteuerungs-Berechnungsteil 62 steuert den Elektrische-Leistung-Wandler 5 gemäß dem vom Strombefehl-Berechnungsteil 61 zugeführten Strom-Befehlswert i_g. Insbesondere steuert das Stromsteuerungs-Berechnungsteil 62 gemäß einem Stromwert i_r des Stroms, der an das Stromsteuerungs-Berechnungsteil 62 geliefert wird, gemäß dem Strom-Befehlswert i_g vom Strombefehl-Berechnungsteil 61 und gemäß der Winkelgeschwindigkeit ω_m vom Geschwindigkeitsberechnungsteil 20 einen Zeitpunkt, zu dem eine durch den Elektrische-Leistung-Wandler 5 verursachte Umschaltung durchgeführt wird. Aufgrund des Vorangehenden wird die Antriebssteuerung gemäß dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m von der übergeordneten Vorrichtung 3 und der Winkelgeschwindigkeit ω_m des Motors 2 durchgeführt.
3 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel des Korrekturteils 70 zeigt. Das Korrekturteil 70 weist auf: ein Berechnungsteil 71, das für die Durchführung einer Berechnung gemäß dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m von der übergeordneten Vorrichtung 3 und dem Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswert T_mFB konfiguriert ist, ein Überdrehmoment-Berechnungsteil 72, das dazu eingerichtet ist, zu berechnen, ob überdreht wird oder nicht bzw. ob eine Überdrehmoment vorliegt oder nicht, ein Rauschverringerungsteil 73, das dazu eingerichtet ist, eine Verstärkung von Rauschen zu verringern, das in einem Berechnungsergebnis des Überdrehmoment-Berechnungsteils 72 enthalten ist, und ein Maximalwert-Berechnungsteil 74, das dazu eingerichtet ist, einen Maximalwert zum Auswählen eines Korrekturbetrags ΔT zu berechnen. Das Rauschverringerungsteil 73 ist beispielsweise aus einem Tiefpassfilter und dergleichen gebildet. Darüber hinaus weist das Korrekturteil 70 auf: ein Vorhergehender-Wert-Halteteil 75, das dazu eingerichtet ist, einen Korrekturwert zum Zeitpunkt einer vorherigen Verarbeitung zu halten, ein Dämpfungsteil 76, das dazu eingerichtet ist, den Wert zu halten, der in dem Vorhergehender-Wert-Halteteil 75 gehalten wurde, ein Vorzeichenentscheidungsteil 77, das dazu eingerichtet ist, ein Vorzeichen des Korrekturbetrags zu entscheiden, und ein Berechnungsteil 78, das dazu eingerichtet ist, den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m gemäß dem Korrekturbetrag ΔT zu korrigieren. Darüber hinaus kann das Berechnungsteil 78 auch als Additionsteil konfiguriert sein, das den Korrekturbetrag ΔT zum übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m addiert.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel für eine Berechnungsverarbeitung zeigt, ob überdreht wird oder nicht bzw. ob ein Überdrehmoment vorliegt oder nicht, das vom Überdrehmoment-Berechnungsteil 72 des Korrekturteils 70 durchgeführt wird. Das Überdrehmoment-Berechnungsteil 72 führt die in 4 dargestellte Verarbeitung bei jedem voreingestellten Zeitintervall durch. Zu Beginn der Verarbeitung führt das Überdrehmoment-Berechnungsteil 72 im Schritt S1 eine Vergleichsoperation an einem absoluten Wert der Summe T_c, die die Summe des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts T_m und des von dem Berechnungsteil 71 gelieferten Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswerts T_mFB ist, und einem absoluten Wert des Schwellenwerts T_lim des Begrenzers 50 durch, und entscheidet, ob der absolute Wert der Summe T_c den absoluten Wert des Schwellenwerts T_lim des Begrenzers 50 überschreitet.
Wenn der absolute Wert der Summe T_c den absoluten Wert des Schwellenwerts T_lim des Begrenzers 50 im Schritt S1 übersteigt, so führt das Überdrehmoment-Berechnungsteil 72 eine Differenz zwischen dem absoluten Wert der Summe T_c und dem absoluten Wert des Schwellenwerts T_lim des Begrenzers 50 über das Rauschverringerungsteil 73 dem Maximalwert-Berechnungsteil 74 im Schritt S2 zu. Wenn dagegen der absolute Wert der Summe T_c den absoluten Wert des Schwellenwerts T_lim des Begrenzers 50 in Schritt S1 nicht überschreitet, liefert das Überdrehmoment-Berechnungsteil 72 den Wert von 0 über das Rauschverringerungsteil 73 zum Maximalwert-Berechnungsteil 74 in Schritt S3. Die vorangehende Verarbeitung wird in jedem voreingestellten Zeitintervall wiederholt.
Das Rauschverringerungsteil 73 verringert die Verstärkung des Rauschens des vom Überdrehmoment-Berechnungsteil 72 zugeführten Wertes in jedem voreingestellten Zeitintervall und liefert ihn an das Maximalwert-Berechnungsteil 74. Eine Ausgabe des Maximalwert-Berechnungsteils 74 zum Zeitpunkt der vorherigen Verarbeitung wird im Vorhergehender-Wert-Halteteil 75 gehalten. Das Dämpfungsteil 76 dämpft die Ausgabe des Maximalwert-Berechnungsteils 74 zum Zeitpunkt der vorherigen Verarbeitung und liefert die gedämpfte Ausgabe an das Maximalwert-Berechnungsteil 74. Bei der Verarbeitung, die von diesem Dämpfungsteil 76 durchgeführt wird, kann ein bestimmter Wert von dem Wert subtrahiert werden, der im Vorhergehender-Wert-Halteteil 75 gespeichert ist. Alternativ kann die Ausgabe auch durch ein anderes Verfahren, wie etwa ein Verzögerungssystem erster Ordnung oder dergleichen, gedämpft werden.
Das Maximalwert-Berechnungsteil 74 gibt den größeren Wert von dem Wert, der von dem Überdrehmoment-Berechnungsteil 72 über das Rauschverringerungsteil 73 zugeführt wird, und der durch das Dämpfungsteil 76 gedämpften Ausgabe des Maximalwert-Berechnungsteils 74 zum Zeitpunkt der vorherigen Verarbeitung aus. Diese Ausgabe wird dem Vorzeichenentscheidungsteil 77 und dem Vorhergehender-Wert-Halteteil 75 zugeführt. Das Vorzeichenentscheidungsteil 77 entscheidet bzw. bestimmt ein Vorzeichen des Korrekturbetrags ΔT auf der Grundlage eines Vorzeichens des Eingangssignals und führt den Korrekturbetrag ΔT einschließlich des erhaltenen Vorzeichens dem Berechnungsteil 78 zu. Das Berechnungsteil 78 korrigiert den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m auf der Grundlage des zugeführten Korrekturbetrags ΔT und führt den korrigierten übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m' dem Vorsteuerungsteil 10 zu.
5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel für den vom Korrekturteil unter Verwendung der vorangehend beschriebenen Korrekturverarbeitung erzeugten Korrekturbetrag ΔT veranschaulicht. In einem Fall, in dem die Korrektur nicht durchgeführt wird, wird dieser Korrekturbetrag ΔT zu einem Wert, der in einem Zeitraum erhöht wird, in dem der Drehmoment-Befehlswert Tmres den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 überschreitet, und der im Laufe der Zeit abgeschwächt wird. Durch Korrigieren des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts T_m mit dem wie vorangehend beschrieben erhaltenen Korrekturbetrag ΔT überschreitet der Drehmoment-Befehlswert Tmres, beispielsweise wie in 6 dargestellt, den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 nicht. Darüber hinaus macht in diesem Beispiel das Vorzeichenentscheidungsteil 77 das Vorzeichen des Korrekturbetrags ΔT negativ und das Berechnungsteil 78 stellt das Ergebnis des Addierens des Korrekturbetrags ΔT, der ein negativer Wert ist, zum übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m dar.
Wird dagegen eine Korrektur des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts T_m nicht durchgeführt, überschreitet je nach Status des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts T_m und des Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswert T_mFB, z.B. wie in 7 dargestellt, der Drehmoment-Befehlswert Tmres den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 und der Wert des Drehmoment-Befehlswertes wird durch den Begrenzer 50 begrenzt. Dadurch wird der schwingungsunterdrückende Effekt verringert. In der vorliegenden Ausführungsform kann, wie vorangehend beschrieben, durch Korrigieren des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts T_m, so dass der Drehmoment-Befehlswert Tmres den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 nicht überschreitet, verhindert werden, dass eine schwingungsunterdrückende Wirkung in der Motorantriebssteuerung verringert wird.
8 und 9 vergleichen Beispiele für die Beschleunigung der vom Motor 2 angetriebenen Last 1 aufgrund von Vibrationen, wenn der übergeordnete Drehmoment-Befehlswert T_m nicht korrigiert wird und wenn der übergeordnete Drehmoment-Befehlswert T_m korrigiert wird. Zum Beispiel zeigen im Falle eines Elektrofahrzeugs 8 und 9 Beispiele für die Beschleunigung des Elektrofahrzeugs. Darüber hinaus geben die Bezugszahl 81 in 8 und die Bezugszahl 83 in 9 Beschleunigungen aufgrund einer Vibration an, wenn der übergeordnete Drehmoment-Befehlswert T_m nicht korrigiert wird, und die Bezugszahl 82 in 8 und die Bezugszahl 84 in 9 zeigen die Beschleunigungen aufgrund einer Vibration an, wenn der übergeordnete Drehmoment-Befehlswert T_m korrigiert wird. Wie aus dem Vergleich zwischen 8 und 9 ersichtlich ist, kann die Korrektur des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts T_m, die vom Korrekturteil 70 durchgeführt wird, eine Verringerung des Schwingungsunterdrückungseffekts verhindern.
Darüber hinaus kann in der vorliegenden Ausführungsform durch die vorangehend beschriebene Korrektur des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts T_m verhindert werden, dass der schwingungsunterdrückende Effekt in einer Antriebssteuerung des Motors verringert wird, bei der der Drehmoment-Befehlswert unter Verwendung des Begrenzers, der eine einfache Konfiguration aufweist, begrenzt ist. Da in der vorliegenden Ausführungsform ein Fahrzeugmerkmal nicht für die Berechnung des Korrekturbetrags, die vom Korrekturteil 70 durchgeführt wird, verwendet wird, ist es außerdem möglich, eine Erhöhung der Verarbeitungslast zu unterdrücken. Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, zu verhindern, dass die schwingungsunterdrückende Wirkung verringert wird, während eine Erhöhung der Verarbeitungslast unterdrückt wird.
10 ist eine Blockdarstellung, die ein Konfigurationsbeispiel der Motorsteuerungseinheit zeigt, die das Motorsteuerungssystem einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt. Obwohl in der ersten Ausführungsform das Korrekturteil 70 dazu eingerichtet ist, den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert T_m von der übergeordneten Vorrichtung 3 zu korrigieren, ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Korrekturteil 90 dazu eingerichtet, den Vorsteuerungsdrehmoment-Befehlswert T_mFF von dem Vorsteuerungsteil 10 zu korrigieren.
Das Korrekturteil 90 ist auf die gleiche Weise konfiguriert wie das in 3 gezeigte und vorangehend beschriebene Korrekturteil 70 und ist dazu eingerichtet, den Korrekturbetrag ΔT gemäß dem Vorsteuerungsdrehmoment-Befehlswert T_mFF von dem Vorsteuerungsteil 10 und gemäß dem Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswert T_mFB von dem Rückkopplungsteil 30 zu ermitteln und den Vorsteuerungsdrehmoment-Befehlswert T_mFF zu korrigieren.
Wie vorangehend beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform wie bei der ersten Ausführungsform möglich, durch Korrigieren des Drehmoment-Befehlswertes gemäß dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert und dem durch das Rückkopplungsteil erhaltenen Rückkopplungswert die Verringerung des Schwingungsunterdrückungseffekts in der Antriebssteuerung des Motors, in dem der Begrenzer mit einer einfachen Konfiguration verwendet wird, zu verhindern.
Obwohl in der vorangehend beschriebenen Ausführungsform das Beispiel, in dem der Korrekturbetrag ΔT wie in 5 dargestellt verwendet wird, beschrieben wurde, kann es beispielsweise, wie in 11 dargestellt, auch vorzuziehen sein, den Korrekturbetrag ΔT mit schneller Dämpfungszeit zu verwenden. Da in einem Zeitraum, in dem ein Wert des Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswerts T_mFB erhöht wird, ein großer schwingungsunterdrückender Effekt erzielt wird, kann die Korrektur auch so vorgenommen werden, dass der Drehmoment-Befehlswert den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 in einem Zeitraum, in dem ein Wert des Rückkopplungsdrehmoment-Befehlswerts T_mFB erhöht wird, nicht überschreitet. Um einen derartigen Korrekturbetrag ΔT zu erzeugen, ist es beispielsweise vorzuziehen, den Dämpfungsbetrag zu erhöhen, der von dem Dämpfungsteil 76 des Korrekturteils 70 erhalten wird.
Darüber hinaus kann es auch vorzuziehen sein, dass der Korrekturbetrag ΔT ein konstanter Wert ist. Aus diesen Gründen ist es möglich, die schwingungsunterdrückende Wirkung beizubehalten und gleichzeitig eine Erhöhung der Verarbeitungslast zur Korrektur des Drehmoment-Befehlswertes weiter zu unterdrücken. In diesem Fall, kann, obwohl der Drehmoment-Befehlswert so korrigiert werden kann, dass der korrigierte Drehmoment-Befehlswert den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 nicht überschreitet, der Korrekturbetrag ΔT beispielsweise auch erhalten werden, so dass ein Bereich, in dem der korrigierte Drehmoment-Befehlswert den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 überschreitet, gleich oder kleiner als ein voreingestellter Schwellenwert sein sollte, wie in 12 gezeigt. Selbst wenn der korrigierte Drehmoment-Befehlswert den Schwellenwert T_lim des Begrenzers 50 bis zu einem gewissen Grad überschritten hat, gibt es den schwingungsunterdrückenden Effekt. Daher ist es durch die Verwendung des Korrekturbetrages ΔT möglich, den Wert des Drehmoment-Befehlswertes insgesamt hoch zu halten und die Reaktionsfähigkeit auf den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert zu erhöhen. Darüber hinaus kann auch unter umfassender Berücksichtigung beispielsweise des erforderlichen Schwingungsunterdrückungseffekts, eines Betrags der Verarbeitungslast, der erforderlichen Reaktionsfähigkeit und dergleichen bestimmt werden, inwieweit die Korrektur durch das Korrekturteil vorgenommen wird.
Auch wenn das Beispiel, in dem der Begrenzer 50 zur Begrenzung des Drehmoment-Befehlswertes bereitgestellt ist, in jeder der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen beschrieben ist, kann das Korrekturteil auch dazu eingerichtet sein, den übergeordneter Drehmoment-Befehlswert oder den Drehmoment-Befehlswert zu korrigieren, so dass der Drehmoment-Befehlswert, der dem Stromsteuerungsteil zugeführt wird, den voreingestellten Schwellenwert nicht überschreitet, ohne den Begrenzer bereitzustellen.
Merkmale der vorangehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen und deren Modifikationen können angemessen kombiniert werden, sofern kein Konflikt entsteht. Während bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorangehend beschrieben worden sind, ist zur Kenntnis zu nehmen, dass Variationen und Modifikationen, die nicht vom Umfang und Wesen der vorliegenden Offenbarung abweichen, den Fachleuten bewusst sind. Der Umfang der vorliegenden Offenbarung ist daher allein durch die folgenden Ansprüche zu bestimmen.

Claims

Steuerungsvorrichtung (4), aufweisend: ein Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil (20), das dazu eingerichtet ist, eine Winkelgeschwindigkeit (ω_m) eines Motors (2) zu detektieren, ein Rückkopplungsteil (30), das dazu eingerichtet ist, einen Rückkopplungswert (T_mFB) aus der vom Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil (20) detektierten Winkelgeschwindigkeit (ω_m) zu erhalten, ein Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40), das dazu eingerichtet ist, einen Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß einem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m), der von einer übergeordneten Vorrichtung (3) zugeführt wird, und dem Rückkopplungswert (T_mFB), der von dem Rückkopplungsteil (30) erhalten wird, zu erhalten, ein Begrenzungsteil (50), das dazu eingerichtet ist, den Drehmoment-Befehlswert (Tmres), der von dem Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40) erhalten wird, so zu begrenzen, dass ein voreingestellter oberer Drehmomentgrenzwert (T_lim) nicht überschritten wird, ein Antriebssteuerungsteil (60), das dazu eingerichtet ist, eine Antriebssteuerung des Motors (2) gemäß dem durch das Begrenzungsteil (50) begrenzten Drehmoment-Befehlswert durchzuführen, ein Korrekturteil (70), das dazu eingerichtet ist, den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (Tm) oder den Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß dem von dem Rückkopplungsteil (30) erhaltenen Rückkopplungswert (T_mFB) und dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m) zu korrigieren, und ein Vorsteuerungsteil (10), das dazu eingerichtet ist, einen Vorsteuerungswert (T_mFF) gemäß dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m) zu erhalten, wobei das Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40) den Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß dem von dem Vorsteuerungsteil (10) erhaltenen Vorsteuerungswert (T_mFF) und dem von dem Rückkopplungsteil (30) erhaltenen Rückkopplungswert (T_mFB) erhält.
Steuerungsvorrichtung (4) nach Anspruch 1, wobei das Korrekturteil (70) eine Korrektur derart durchführt, dass der korrigierte Drehmoment-Befehlswert (T_m') einen voreingestellten Schwellenwert nicht überschreitet.
Steuerungsvorrichtung (4) nach Anspruch 2, wobei das Korrekturteil (70) aufweist: ein Detektionsteil (71), das dazu eingerichtet ist, auf der Grundlage des übergeordneten Drehmoment-Befehlswerts (T_m) und des vom Rückkopplungsteil (30) erhaltenen Rückkopplungswerts (T_mFB) zu detektieren, ob der Drehmoment-Befehlswert (Tmres) den voreingestellten Schwellenwert überschreitet, ein Maximalwert-Berechnungsteil (74), das dazu eingerichtet ist, einen Maximalwert des Drehmoment-Befehlswerts (Tmres) zu erhalten, wenn das Detektionsteil (71) detektiert, dass der Drehmoment-Befehlswert (T_mres) den voreingestellten Schwellenwert überschreitet; ein Korrekturbetrag-Berechnungsteil (77), das dazu eingerichtet ist, einen Korrekturbetrag (ΔT) gemäß dem vom Maximalwert-Berechnungsteil (74) erhaltenen Maximalwert des Drehmoment-Befehlswertes (Tmres) zu erhalten, und ein Korrekturverarbeitungssteil (78), das dazu eingerichtet ist, den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m) oder den Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß dem vom Korrekturbetrag-Berechnungsteil (77) erhaltenen Korrekturbetrag (ΔT) zu korrigieren.
Steuerungsvorrichtung (4), aufweisend: ein Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil (20), das dazu eingerichtet ist, eine Winkelgeschwindigkeit (ω_m) eines Motors (2) zu detektieren, ein Rückkopplungsteil (30), das dazu eingerichtet ist, einen Rückkopplungswert (T_mFB) aus der vom Winkelgeschwindigkeitsdetektionsteil (20) detektierten Winkelgeschwindigkeit (ω_m) zu erhalten, ein Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40), das dazu eingerichtet ist, einen Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß einem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m), der von einer übergeordneten Vorrichtung (3) zugeführt wird, und dem Rückkopplungswert (T_mFB), der von dem Rückkopplungsteil (30) erhalten wird, zu erhalten, ein Antriebssteuerungsteil (60), das dazu eingerichtet ist, eine Antriebssteuerung des Motors (2) gemäß dem Drehmoment-Befehlswert (Tmres) durchzuführen, ein Korrekturteil (70), das dazu eingerichtet ist, den übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m) oder den Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß dem vom Rückkopplungsteil (30) erhaltenen Rückkopplungswert (T_mFB) und dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m) zu korrigieren, wobei das Korrekturteil (70) eine derartige Korrektur durchführt, dass der korrigierte Drehmoment-Befehlswert (T_m') einen voreingestellten Schwellenwert nicht überschreitet und ein Vorsteuerungsteil (10), das dazu eingerichtet ist, einen Vorsteuerungswert (T_mFF) gemäß dem übergeordneten Drehmoment-Befehlswert (T_m) zu erhalten, wobei das Drehmomentbefehlsberechnungsteil (40) den Drehmoment-Befehlswert (Tmres) gemäß dem von dem Vorsteuerungsteil (10) erhaltenen Vorsteuerungswert (T_mFF) und dem von dem Rückkopplungsteil (30) erhaltenen Rückkopplungswert (T_mFB) erhält.