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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung eines Motors und ein Elektrofahrzeug mit einer Steuervorrichtung eines Motors.
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STAND DER TECHNIK
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Bei einem so genannten Doppelträgheit-System (two-inertia System), bei dem zwei starre Körper durch einen flexiblen Körper verbunden sind, wird üblicherweise eine aktive Vibrationssteuerung (active vibration control) für Selbstoszillation verwendet, die durch Getriebespiel (back lash) verursacht wird.
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Aktive Vibrationssteuerung ist eine Methode, um Vibrationen aktiv auszugleichen, indem die Ursache für Vibrationen beseitigt oder kompensiert wird.
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Als Stand der Technik für aktive Vibrationssteuerung der Vibrationen, die durch Getriebespiel in einem Doppelträgheit-System verursacht werden, wird in der Patentschrift 1 ein Verfahren zum Kompensieren von Störungen, die durch Getriebespiel verursacht werden, um Vibrationen zu unterdrücken, offenbart.
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Veröffentlichung des Stands der Technik
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Patentschrift 1: Japanische Patentschrift Nr.
2017-85706 -
Bei der aktiven Vibrationssteuerung für das Getriebespiel in Elektrofahrzeugen ist es infolge der Unsicherheitsfaktoren wie Eingabeänderung (z.B. Änderung eines Drehmomentbefehlswerts), Ausführungsobjekt (z.B. Drehmomentgenauigkeit des Motors, Änderung der Reibung zwischen Zahnrädern) und Außenstörungen (z.B. Störung durch Hüpfen eines Insassen) schwierig, die Robustheit des Steuersystems sicherzustellen, und beim Stoppen des Fahrzeugs der Fall auftreten könnte, dass die Motordrehzahl oszilliert, ohne auf Null zu konvergieren.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, angesichts des obigen Problems eine Steuervorrichtung eines Motors und ein Elektrofahrzeug, das mit einer Steuervorrichtung eines Motors ausgestattet ist, bereitzustellen, womit ein Beitrag dazu geleistet wird, die Robustheit hinsichtlich der Unterdrückung von Vibrationen beim Stoppen des Fahrzeugs sicherzustellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Steuervorrichtung eines Motors, die mit einem Antriebsrad eines Elektrofahrzeugs verbunden ist und Folgendes aufweist: einen Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt, der einen Zieldrehmomentbefehlswert des Motors einstellt und ausgibt; einen Drehzahlerfassungsabschnitt, der die Drehzahl des Motors erfasst; einen Rückkopplungsabschnitt, der einen Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert anhand der Drehzahl und der Verstärkung, die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt erfasst werden, ermittelt; einen Drehmomentbefehlswert-Operationsabschnitt, der einen Drehmomentbefehlswert anhand des Zieldrehmomentbefehlswerts, der von dem Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt ausgegeben wird, und des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswerts, der von dem Rückkopplungsabschnitt ermittelt wird, ermittelt; und einen Ausführungsabschnitt, der die Rotation des Motors gemäß dem Drehmomentbefehlswert, der von dem Drehmomentbefehlswert-Operationsabschnitt ermittelt wird, steuert, wobei sie ferner einen Verstärkungseinstellabschnitt aufweist, der die Verstärkung des Rückkopplungsabschnitts gemäß der von dem Drehzahlerfassungsabschnitt erfassten Drehzahl anpasst, wobei der Verstärkungseinstellabschnitt die Verstärkung reduziert, wenn das Elektrofahrzeug stoppt.
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eines Motors weist einen Verstärkungseinstellabschnitt auf, der gemäß der Drehzahl, die durch den Drehzahlerfassungsabschnitt erfasst wird, die Verstärkung des Rückkopplungsabschnitts anpasst. Wenn das Elektrofahrzeug stoppt, reduziert der Verstärkungseinstellabschnitt die Verstärkung, so dass die natürliche Kraft verwendet werden kann, um die Motordrehzahl auf Null zu konvergieren, wenn das Elektrofahrzeug stoppt, ohne eine Oszillation zu erzeugen. Somit wird bei Unsicherheitsfaktoren wie Eingabeänderung und Ausführungsobjekt eine hohe Robustheit der Vibrationssteuerung erreicht.
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Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eines Motors vorzugsweise vorgesehen, dass der Verstärkungseinstellabschnitt die Verstärkung auf null reduziert, wenn das Elektrofahrzeug stoppt.
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Bei der Steuervorrichtung eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert der Verstärkungseinstellabschnitt die Verstärkung auf Null, wenn das Elektrofahrzeug stoppt, d.h., keine externen Faktoren werden berücksichtigt, so dass die Vibration reibungslos unterdrückt werden kann.
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Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eines Motors vorzugsweise vorgesehen, dass der Verstärkungseinstellabschnitt die Verstärkung reduziert, wenn das Elektrofahrzeug stoppt und die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt erfasste Drehzahl nicht konvergiert.
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Bei der Steuervorrichtung eines Motors gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert der Verstärkungseinstellabschnitt die Verstärkung, wenn das Elektrofahrzeug stoppt und die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt erfasste Drehzahl nicht konvergiert, so dass die Verstärkung gezielter eingestellt werden kann, um die Motordrehzahl auf Null zu konvergieren.
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Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eines Motors vorzugsweise vorgesehen, dass der Verstärkungseinstellabschnitt anhand der von dem Drehzahlerfassungsabschnitt erfassten Drehzahl feststellt, ob das Elektrofahrzeug stoppt.
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Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eines Motors vorzugsweise vorgesehen, dass der Verstärkungseinstellabschnitt anhand des Zieldrehmomentbefehlswerts, der von dem Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt ausgegeben wird, und der von dem Drehzahlerfassungsabschnitt erfassten Drehzahl feststellt, ob das Elektrofahrzeug stoppt.
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Ferner ist bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung eines Motors vorzugsweise vorgesehen, dass sie ferner einen Vorwärtskopplungsabschnitt aufweist, der einen Vorwärtskopplungsdrehmomentbefehlswert anhand des Zieldrehmomentbefehlswerts, der von dem Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt ausgegeben wird, ermittelt, und dass der Drehmomentbefehlswert-Operationsabschnitt einen Drehmomentbefehlswert anhand des Vorwärtskopplungsdrehmomentbefehlswerts, der von dem Vorwärtskopplungsabschnitt ermittelt wird, und des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswerts, der von dem Rückkopplungsabschnitt ermittelt wird, ermittelt.
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Um die obige Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ferner ein Elektrofahrzeug bereit, das eine Steuervorrichtung eines Motors nach einer der obigen Ausgestaltungen aufweist.
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(Auswirkung der Erfindung)
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Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung eines Motors weist einen Verstärkungseinstellabschnitt auf, der gemäß der Drehzahl, die durch den Drehzahlerfassungsabschnitt erfasst wird, die Verstärkung des Rückkopplungsabschnitts anpasst. Wenn das Elektrofahrzeug stoppt, reduziert der Verstärkungseinstellabschnitt die Verstärkung, so dass die natürliche Kraft verwendet werden kann, um die Motordrehzahl auf Null zu konvergieren, wenn das Elektrofahrzeug stoppt, ohne eine Oszillation zu erzeugen. Somit wird bei Unsicherheitsfaktoren wie Eingabeänderung und Ausführungsobjekt eine hohe Robustheit der Vibrationssteuerung erreicht.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Darin zeigen
- 1 ein Blockdiagramm, das die Hauptstruktur eines Fahrzeugs schematisch zeigt, auf das eine Steuervorrichtung eines Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
- 2 ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung eines Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt,
- 3 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Parkvibrationssteuerung durch die Steuervorrichtung eines Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt,
- 4 ein Diagramm, das den Effekt einer Vibrationssteuerung durch die Steuervorrichtung eines Motors basierend auf einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, wobei der obere Teil den Zieldrehmomentbefehlswert, der mittlere Teil die Drehzahl und der untere Teil die Verstärkung anzeigt,
- 5 ein Diagramm, das den Effekt einer Vibrationssteuerung durch aktive Vibrationssteuerung basierend auf einem Vergleichsbeispiel schematisch zeigt, wobei der obere Teil den Zieldrehmomentbefehlswert, der mittlere Teil die Drehzahl und der untere Teil die Verstärkung anzeigt.
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(Bezugszeichen)
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- 1
- Elektrofahrzeug
- 10
- Motorsteuerung
- 20
- Wechselrichter
- 30
- Batterie
- 40
- Motor
- 50
- Untersetzungsgetriebe
- 60
- Antriebswelle
- 70
- Antriebsrad
- 80
- Steuervorrichtung
- 81
- Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt
- 82
- Drehzahlerfassungsabschnitt
- 83
- Rückkopplungsabschnitt
- 831
- Verstärkungsabschnitt
- 832
- Filterabschnitt
- 84
- Drehmomentbefehlswert-Operationsabschnitt
- 85
- Ausführungsabschnitt
- 86
- Verstärkungseinstellabschnitt
- 87
- Vorwärtskopplungsabschnitt
- S1
- Stromsensor
- S2
- Rotationssensor
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KONKRETE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird anhand von 1 bis 4 die Steuervorrichtung eines Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dabei zeigen 1 ein Blockdiagramm, das die Hauptstruktur eines Fahrzeugs schematisch zeigt, auf das eine Steuervorrichtung eines Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird, 2 ein Blockdiagramm, das die Steuervorrichtung eines Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, 3 ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Parkvibrationssteuerung durch die Steuervorrichtung eines Motors nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, 4 ein Diagramm, das den Effekt einer Vibrationssteuerung durch die Steuervorrichtung eines Motors basierend auf einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt, wobei der obere Teil den Zieldrehmomentbefehlswert, der mittlere Teil die Drehzahl und der untere Teil die Verstärkung anzeigt, und 5 ein Diagramm, das den Effekt einer Vibrationssteuerung durch aktive Vibrationssteuerung basierend auf einem Vergleichsbeispiel schematisch zeigt, wobei der obere Teil den Zieldrehmomentbefehlswert, der mittlere Teil die Drehzahl und der untere Teil die Verstärkung anzeigt.
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(Gesamtaufbau des Elektrofahrzeugs)
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Ein Elektrofahrzeug bezieht sich auf ein Fahrzeug, das einen Motor (Elektromotor) teilweise oder ganz als Antriebsquelle des Fahrzeugs verwendet und durch die Antriebskraft des Motors fahren kann, und umfasst ein Elektrokraftfahrzeug und ein Hybridkraftfahrzeugs. Wie in 1 gezeigt, hat das Elektrofahrzeug 1 beispielsweise eine Motorsteuerung 10, einen Wechselrichter 20, eine Batterie 30, einen Motor 40, ein Untersetzungsgetriebe 50, eine Antriebswelle 60, ein Antriebsrad 70 und verschiedene Sensoren. Fahrzeuggeschwindigkeit, Gaspedalstellung, Rotorphase des Motors 40, Strom des Motors 40 oder andere Signale, die den Fahrzeugzustand anzeigen, werden als digitales Signal in die Motorsteuerung 10 eingegeben. Der Wechselrichter 20 wird über Schaltelemente (wie IGBT oder MOS-FET oder andere Leistungshalbleiterelemente) ein-/ausgeschaltet und wandelt Gleichstrom, der von der Batterie 30 geliefert wird, in Wechselstrom um und liefert ihn an den Motor 40. Der Motor 40 erzeugt eine Antriebskraft durch Wechselstrom, der von dem Wechselrichter 20 geliefert wird, und überträgt die Antriebskraft über das Untersetzungsgetriebe 50 und die Antriebswelle 60 auf ein Paar Antriebsräder 70, die mit beiden Enden der Antriebswelle 60 verbunden sind. Der Sensor umfasst beispielsweise einen Stromsensor S1 und einen Rotationssensor S2. Der Stromsensor S1 erfasst beispielsweise einen Drehstrom, der durch den Motor 40 fließt, und der Rotationssensor S2 erfasst beispielsweise die Rotorphase des Motors 40 als Fahrzeugparameter proportional zur Drehzahl des Motors 40.
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(Aufbau der Steuervorrichtung eines Motors)
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Die Steuervorrichtung 80 eines Motors ist mit dem Antriebsrad 70 des Elektrofahrzeugs 1 verbunden, wie in 2 gezeigt, und weist Folgendes auf: einen Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt 81, der einen Zieldrehmomentbefehlswert Treq des Motors einstellt und ausgibt; einen Drehzahlerfassungsabschnitt 82, der die Drehzahl ωm des Motors 40 erfasst; einen Rückkopplungsabschnitt 83, der einen Rückkopplungsdrehmomentbefehlswert TFB anhand der Drehzahl ωm und der Verstärkung K, die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfasst werden, ermittelt; einen Drehmomentbefehlswert-Operationsabschnitt 84, der einen Drehmomentbefehlswert Tdamp anhand des Zieldrehmomentbefehlswerts Treq, der von dem Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt 81 ausgegeben wird, und des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswerts TFB, der von dem Rückkopplungsabschnitt 83 ermittelt wird, ermittelt; und einen Ausführungsabschnitt (plant) 85, der die Rotation des Motors 40 gemäß dem Drehmomentbefehlswert Tdamp, der von dem Drehmomentbefehlswert-Operationsabschnitt 84 ermittelt wird, steuert. Wie in 2 gezeigt, weist die Steuervorrichtung 80 eines Motors ferner einen Verstärkungseinstellabschnitt 86 auf, der die Verstärkung K des Rückkopplungsabschnitts 83 gemäß der von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfassten Drehzahl ωm anpasst. Der Verstärkungseinstellabschnitt 86 reduziert die Verstärkung K, wenn das Elektrofahrzeug 1 stoppt.
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Wie in 2 gezeigt, weist die Steuervorrichtung 80 eines Motors ferner einen Vorwärtskopplungsabschnitt 87 auf, der einen Vorwärtskopplungsdrehmomentbefehlswert TFF anhand des Zieldrehmomentbefehlswerts Treq, der von dem Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt 81 ausgegeben wird, ermittelt. Der Drehmomentbefehlswert-Operationsabschnitt 84 ermittelt einen Drehmomentbefehlswert Tdamp anhand des Vorwärtskopplungsdrehmomentbefehlswerts TFF, der von dem Vorwärtskopplungsabschnitt 87 ermittelt wird, und des Rückkopplungsdrehmomentbefehlswerts TFB, der von dem Rückkopplungsabschnitt 83 ermittelt wird. Der Vorwärtskopplungsabschnitt 87 besteht beispielsweise aus einem Kerbfilter (notch filter).
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Ferner weist der Rückkopplungsabschnitt 83, wie in 2 gezeigt, beispielsweise einen Verstärkungsabschnitt 831 und einen Filterabschnitt 832 auf. Und der Filterabschnitt 832 besteht beispielsweise aus einem Bandpassfilter (band pass filter).
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Vorzugsweise reduziert der Verstärkungseinstellabschnitt 86 die Verstärkung K beispielsweise auf null, wenn das Elektrofahrzeug 1 stoppt.
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Vorzugsweise reduziert der Verstärkungseinstellabschnitt 86 die Verstärkung K, wenn das Elektrofahrzeug 1 stoppt und die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfasste Drehzahl ωm nicht konvergiert.
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Des Weiteren stellt der Verstärkungseinstellabschnitt 86 anhand der von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfassten Drehzahl (beispielsweise ob sie einen festgelegten Schwellenwert unterschreitet) fest, ob das Elektrofahrzeug 1 stoppt. Ferner bevorzugterweise stellt der Verstärkungseinstellabschnitt 86 anhand des Zieldrehmomentbefehlswerts Treq (beispielsweise ob er in einem festgelegten Schwellenwertbereich liegt), der von dem Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt 81 ausgegeben wird, und der von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfassten Drehzahl ωm (beispielsweise ob sie einen festgelegten Schwellenwert unterschreitet) fest, ob das Elektrofahrzeug 1 stoppt.
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(Beispiel für die Steuerung durch die Steuervorrichtung eines Motors)
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Wie in 3 gezeigt, wird in Schritt ST1 anhand des Zieldrehmomentbefehlswerts Treq, der von dem Zieldrehmomentbefehlswert-Ausgabeabschnitt 81 ausgegeben wird, und der von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfassten Drehzahl ωm festgestellt, ob das Elektrofahrzeug 1 stoppt.
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Wenn in Schritt ST1 festgestellt wird, dass das Elektrofahrzeug 1 nicht stoppt, wird mit Schritt ST4 fortgefahren, eine normale Verstärkung K ausgegeben und der Vorgang beendet,
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Andererseits wird mit Schritt ST2 fortgefahren und festgestellt, ob die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfasste Drehzahl ωm konvergiert, wenn in Schritt ST1 festgestellt wird, dass das Elektrofahrzeug 1 stoppt.
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Wenn in Schritt ST2 festgestellt wird, dass die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfasste Drehzahl ωm konvergiert, wird mit Schritt ST4 fortgefahren, eine normale Verstärkung K ausgegeben und der Vorgang beendet.
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Wenn andererseits in Schritt ST2 festgestellt wird, dass die von dem Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfasste Drehzahl ωm nicht konvergiert, wird mit Schritt ST3 fortgefahren, die Verstärkung K (beispielsweise auf Null eingestellt) reduziert und der Vorgang beendet.
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(Hauptwirkung der vorliegenden Ausführungsform)
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Die Steuervorrichtung 80 eines Motors nach der vorliegenden Ausführungsform weist einen Verstärkungseinstellabschnitt 86 auf, der gemäß der Drehzahl ωm, die durch den Drehzahlerfassungsabschnitt 82 erfasst wird, die Verstärkung K des Rückkopplungsabschnitts 83 anpasst. Wenn das Elektrofahrzeug 1 stoppt, reduziert der Verstärkungseinstellabschnitt 86 die Verstärkung K, so dass die natürliche Kraft (basierend auf der Reibung des mechanischen Systems) verwendet werden kann, um die Motordrehzahl ωm auf Null zu konvergieren, wenn das Elektrofahrzeug 1 stoppt, ohne eine Oszillation zu erzeugen, wie in 4 gezeigt. Somit wird bei Unsicherheitsfaktoren wie Eingabeänderung und Ausführungsobjekt eine hohe Robustheit der Vibrationssteuerung erreicht. Wie in 5 gezeigt, konvergiert die Drehzahl ωm des Motors nicht auf Null und ist für Oszillation anfällig, wenn hingegen eine Vibrationssteuerung basierend auf aktive Vibrationssteuerung erfolgt, so dass bei Unsicherheitsfaktoren wie Eingabeänderung und Ausführungsobjekt die Robustheit der Vibrationssteuerung gering ist.
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Bisher wurde die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es versteh sich, dass die spezifische Verwirklichung der Erfindung nicht durch die obige Ausführungsform eingeschränkt ist.
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Zum Beispiel weist die Steuervorrichtung 80 des Motors in der obigen Ausführungsform einen Vorwärtskopplungsabschnitt 87 auf, ist jedoch nicht darauf beschränkt. Ggf. kann die Vorwärtskopplungsabschnitt 87 entfallen.
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Es sollte verstanden werden, dass bei der vorliegenden Erfindung innerhalb ihres Anwendungsbereichs sich verschiedene Teile der Ausführungsform frei miteinander kombinieren oder die einzelnen Teile der Ausführungsform in geeigneter Weise abändern und weglassen lassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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