JP2003219514A - 電気自動車の制御装置 - Google Patents
電気自動車の制御装置Info
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- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 駆動系の共振周波数とモーター電流制御系の
カットオフ周波数とが近接していても充分な振動抑制効
果を得る。 【解決手段】 自動車の駆動系の共振を抑制するための
振動補償トルクに対してモーター電流制御系の応答遅れ
を補償するために進み補償を施し、進み補償後の振動補
償トルクをモータートルク指令値に加算して補正する。
そして、補正後のモータートルク指令値に応じたモータ
ー電流指令値を演算し、モーターに流れる電流がモータ
ー電流指令値に一致するように電流制御を行う。
カットオフ周波数とが近接していても充分な振動抑制効
果を得る。 【解決手段】 自動車の駆動系の共振を抑制するための
振動補償トルクに対してモーター電流制御系の応答遅れ
を補償するために進み補償を施し、進み補償後の振動補
償トルクをモータートルク指令値に加算して補正する。
そして、補正後のモータートルク指令値に応じたモータ
ー電流指令値を演算し、モーターに流れる電流がモータ
ー電流指令値に一致するように電流制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機（この明
細書ではモーターと呼ぶ）を走行駆動源とする電気自動
車の制御装置に関する。
細書ではモーターと呼ぶ）を走行駆動源とする電気自動
車の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】モーターを走行駆動源とする電気自動
車、あるいは内燃機関とモーターの両方を備え、常時ま
たは一時的にモーターのみの駆動力により走行するハイ
ブリッド自動車では、駆動系の細い駆動軸の両端にモー
ターの慣性と自動車の慣性とが接続された共振系とな
り、発進時や追い越し加速時などのモーターが大きな駆
動力を発生するときに、駆動軸を含む駆動系のねじれに
よる共振が発生し、自動車に振動が発生して運転フィー
リングが低下するという問題がある。
車、あるいは内燃機関とモーターの両方を備え、常時ま
たは一時的にモーターのみの駆動力により走行するハイ
ブリッド自動車では、駆動系の細い駆動軸の両端にモー
ターの慣性と自動車の慣性とが接続された共振系とな
り、発進時や追い越し加速時などのモーターが大きな駆
動力を発生するときに、駆動軸を含む駆動系のねじれに
よる共振が発生し、自動車に振動が発生して運転フィー
リングが低下するという問題がある。
【０００３】そこで、モータートルクを入力とし車速を
出力とする自動車の数式化モデルを設定し、この自動車
モデルにトルク指令値を入力してモーター速度を演算に
より推定し、実際のモーター速度と自動車モデルによる
モーター速度推定値との速度差に応じた振動補償トルク
を算出し、この振動補償トルクによりモーターのトルク
指令値を補正することによって、モーター駆動時の共振
振動を抑制するようにした電気自動車の制御装置が提案
されている（例えば特開平０７−１６３０１１号公報参
照）。
出力とする自動車の数式化モデルを設定し、この自動車
モデルにトルク指令値を入力してモーター速度を演算に
より推定し、実際のモーター速度と自動車モデルによる
モーター速度推定値との速度差に応じた振動補償トルク
を算出し、この振動補償トルクによりモーターのトルク
指令値を補正することによって、モーター駆動時の共振
振動を抑制するようにした電気自動車の制御装置が提案
されている（例えば特開平０７−１６３０１１号公報参
照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の電気自動車の制御装置では、モータートルクが
トルク指令値に一致するようにモーターに流れる電流を
制御しており、電流制御系の応答遅れのためにトルク指
令値に対して実際のモータートルクに遅れが生じる。そ
のため、モーター電流制御系のカットオフ周波数が抑制
したい共振周波数に近い場合には、モータートルクが振
動補償後のトルク指令値に追従せず、充分な振動抑制効
果が得られないという問題がある。
た従来の電気自動車の制御装置では、モータートルクが
トルク指令値に一致するようにモーターに流れる電流を
制御しており、電流制御系の応答遅れのためにトルク指
令値に対して実際のモータートルクに遅れが生じる。そ
のため、モーター電流制御系のカットオフ周波数が抑制
したい共振周波数に近い場合には、モータートルクが振
動補償後のトルク指令値に追従せず、充分な振動抑制効
果が得られないという問題がある。
【０００５】図５はモーター電流制御系を１次遅れの系
と仮定した場合の周波数応答特性を示し、図６は振動補
償後のトルク指令値に対する実際のモータートルクのト
ルク減衰と位相ずれを示す。モーター電流制御系の周波
数応答特性を１次遅れ、
と仮定した場合の周波数応答特性を示し、図６は振動補
償後のトルク指令値に対する実際のモータートルクのト
ルク減衰と位相ずれを示す。モーター電流制御系の周波
数応答特性を１次遅れ、
【数１】１／（１＋ｓ・τ） （ｓ；ラプラス演算
子、τ；時定数） の系と仮定した場合に、ω・τ（ωは角速度）が１を超
えるとトルク指令値と実際のモータートルクとの間の位
相ずれφとトルク減衰量Ｋがともに増大し、必要なモー
タートルクが得られないために共振を抑制する性能が低
下する。
子、τ；時定数） の系と仮定した場合に、ω・τ（ωは角速度）が１を超
えるとトルク指令値と実際のモータートルクとの間の位
相ずれφとトルク減衰量Ｋがともに増大し、必要なモー
タートルクが得られないために共振を抑制する性能が低
下する。
【０００６】本発明の目的は、駆動系の共振周波数とモ
ーター電流制御系のカットオフ周波数とが近接していて
も充分な振動抑制効果が得られる電気自動車の制御装置
を提供することにある。
ーター電流制御系のカットオフ周波数とが近接していて
も充分な振動抑制効果が得られる電気自動車の制御装置
を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】一実施の形態の構成を示
す図１に対応づけて本発明を説明すると、 （１） 請求項１の発明は、自動車を走行駆動するモー
ター５と、自動車の駆動系の共振を抑制するための振動
補償トルクＴhを演算する振動補償トルク演算手段２１
〜２４と、振動補償トルクＴhに対してモーター電流制
御系の応答遅れを補償するために進み補償を施す進み補
償手段２５と、自動車を走行駆動させるためのモーター
トルク指令値Ｔ＊に、進み補償手段２５による進み補償
後の振動補償トルクＴxを加算して補正するトルク指令
値補正手段２６と、トルク指令値補正手段２６による補
正後のモータートルク指令値Ｔrefに応じたモーター電
流指令値Ｉ＊を演算する電流指令値演算手段２７と、モ
ーター５に流れる電流Ｉfbがモーター電流指令値Ｉ＊に
一致するように電流制御を行う電流制御手段２８とを備
え、これにより上記目的を達成する。 （２） 請求項２の電気自動車の制御装置は、進み補償
手段２５によって、モーター電流制御系のカットオフ周
波数近傍において位相を進ませ、且つゲインを増加させ
るようにしたものである。 （３） 請求項３の発明は、自動車を走行駆動するモー
ター５と、モーター５の回転速度を検出する回転速度検
出手段１１，２１と、モータートルクを入力としモータ
ー回転速度を出力として制御対象の自動車の動作を模擬
する自動車の数式化モデルを有し、数式化モデルにより
モータートルク指令値に対するモーター回転速度推定値
ＮＳを演算する回転速度推定手段２２，２３と、モータ
ー回転速度検出値Ｎとモーター回転速度推定値ＮＳとの
差に応じた振動補償トルクＴhを演算する補償トルク演
算手段２４と、振動補償トルクＴhに対してモーター電
流制御系の応答遅れを補償するために位相とゲインを調
整する位相・ゲイン調整手段２５と、位相・ゲイン調整
手段２５による調整後の振動補償トルクＴxをモーター
トルク指令値Ｔ＊に加算する加算手段２６と、加算手段
２６による加算値Ｔrefに応じたモーター電流指令値Ｉ
＊を演算する電流指令値演算手段２７と、モーター電流
Ｉfbを検出する電流検出手段１０と、モーター電流検出
値Ｉfbがモーター電流指令値Ｉ＊に一致するように電流
制御を行う電流制御手段２８とを備え、これにより上記
目的を達成する。 （４） 請求項４の電気自動車の制御装置は、位相・ゲ
イン調整手段２５によって、モーター電流制御系のカッ
トオフ周波数近傍において位相を進ませ、且つゲインを
増加させるようにしたものである。
す図１に対応づけて本発明を説明すると、 （１） 請求項１の発明は、自動車を走行駆動するモー
ター５と、自動車の駆動系の共振を抑制するための振動
補償トルクＴhを演算する振動補償トルク演算手段２１
〜２４と、振動補償トルクＴhに対してモーター電流制
御系の応答遅れを補償するために進み補償を施す進み補
償手段２５と、自動車を走行駆動させるためのモーター
トルク指令値Ｔ＊に、進み補償手段２５による進み補償
後の振動補償トルクＴxを加算して補正するトルク指令
値補正手段２６と、トルク指令値補正手段２６による補
正後のモータートルク指令値Ｔrefに応じたモーター電
流指令値Ｉ＊を演算する電流指令値演算手段２７と、モ
ーター５に流れる電流Ｉfbがモーター電流指令値Ｉ＊に
一致するように電流制御を行う電流制御手段２８とを備
え、これにより上記目的を達成する。 （２） 請求項２の電気自動車の制御装置は、進み補償
手段２５によって、モーター電流制御系のカットオフ周
波数近傍において位相を進ませ、且つゲインを増加させ
るようにしたものである。 （３） 請求項３の発明は、自動車を走行駆動するモー
ター５と、モーター５の回転速度を検出する回転速度検
出手段１１，２１と、モータートルクを入力としモータ
ー回転速度を出力として制御対象の自動車の動作を模擬
する自動車の数式化モデルを有し、数式化モデルにより
モータートルク指令値に対するモーター回転速度推定値
ＮＳを演算する回転速度推定手段２２，２３と、モータ
ー回転速度検出値Ｎとモーター回転速度推定値ＮＳとの
差に応じた振動補償トルクＴhを演算する補償トルク演
算手段２４と、振動補償トルクＴhに対してモーター電
流制御系の応答遅れを補償するために位相とゲインを調
整する位相・ゲイン調整手段２５と、位相・ゲイン調整
手段２５による調整後の振動補償トルクＴxをモーター
トルク指令値Ｔ＊に加算する加算手段２６と、加算手段
２６による加算値Ｔrefに応じたモーター電流指令値Ｉ
＊を演算する電流指令値演算手段２７と、モーター電流
Ｉfbを検出する電流検出手段１０と、モーター電流検出
値Ｉfbがモーター電流指令値Ｉ＊に一致するように電流
制御を行う電流制御手段２８とを備え、これにより上記
目的を達成する。 （４） 請求項４の電気自動車の制御装置は、位相・ゲ
イン調整手段２５によって、モーター電流制御系のカッ
トオフ周波数近傍において位相を進ませ、且つゲインを
増加させるようにしたものである。
【０００８】
【発明の効果】本発明によれば、モーター電流制御系の
カットオフ周波数が抑制したい共振周波数に近い場合で
も、実際のモータートルクが振動補償後のトルク指令値
に追従し、充分な共振振動抑制効果が得られる。
カットオフ周波数が抑制したい共振周波数に近い場合で
も、実際のモータートルクが振動補償後のトルク指令値
に追従し、充分な共振振動抑制効果が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は一実施の形態の構成を示
す。車両コントローラー１は、アクセルペダルの踏み込
み量を検出するアクセルセンサー（不図示）からの加速
信号、ブレーキペダルの踏み込み圧力を検出するブレー
キセンサー（不図示）からの減速信号、車速センサー
（不図示）からの車速信号などに基づいて、自動車を走
行駆動するためのトルク指令値Ｔ＊を演算し、モーター
コントローラー２へ出力する。
す。車両コントローラー１は、アクセルペダルの踏み込
み量を検出するアクセルセンサー（不図示）からの加速
信号、ブレーキペダルの踏み込み圧力を検出するブレー
キセンサー（不図示）からの減速信号、車速センサー
（不図示）からの車速信号などに基づいて、自動車を走
行駆動するためのトルク指令値Ｔ＊を演算し、モーター
コントローラー２へ出力する。
【００１０】モーターコントローラー２は、トルク指令
値Ｔ＊、モーター回転速度Ｎなどに基づいてモーター電
流指令値Ｉ＊を演算し、モーター電流Ｉfbがモーター電
流指令値Ｉ＊に一致するように電流制御を行い、モータ
ー電圧指令値Ｖ＊を演算してインバーター３を制御す
る。モーターコントローラー２はまた、自動車の数式化
モデルを用いてモーター回転速度推定値ＮＳを演算し、
実際のモーター回転速度Ｎと推定値ＮＳとに基づいて振
動補償トルクＴhを演算し、トルク指令値Ｔ＊を補正す
る。
値Ｔ＊、モーター回転速度Ｎなどに基づいてモーター電
流指令値Ｉ＊を演算し、モーター電流Ｉfbがモーター電
流指令値Ｉ＊に一致するように電流制御を行い、モータ
ー電圧指令値Ｖ＊を演算してインバーター３を制御す
る。モーターコントローラー２はまた、自動車の数式化
モデルを用いてモーター回転速度推定値ＮＳを演算し、
実際のモーター回転速度Ｎと推定値ＮＳとに基づいて振
動補償トルクＴhを演算し、トルク指令値Ｔ＊を補正す
る。
【００１１】インバーター３はバッテリー４の直流電力
を交流電力に変換し、３相交流モーター５に供給する。
なお、３相交流モーター５は永久磁石同期モーターでも
よいし、誘導モーターでもよい。モーター５の駆動力は
変減速機６へ伝達され、さらに駆動軸７ａ、７ｂを介し
て駆動輪８ａ、８ｂに伝達される。
を交流電力に変換し、３相交流モーター５に供給する。
なお、３相交流モーター５は永久磁石同期モーターでも
よいし、誘導モーターでもよい。モーター５の駆動力は
変減速機６へ伝達され、さらに駆動軸７ａ、７ｂを介し
て駆動輪８ａ、８ｂに伝達される。
【００１２】電圧センサー９はバッテリー電圧Ｖbを検
出する。また、電流センサー１０はモーター５に流れる
電流Ｉfb（この実施の形態では３相交流電流Ｉu、Ｉv、
Ｉw）を検出する。さらに、回転センサー１１はモータ
ー５の所定の回転角度ごとにパルス信号を発生する。
出する。また、電流センサー１０はモーター５に流れる
電流Ｉfb（この実施の形態では３相交流電流Ｉu、Ｉv、
Ｉw）を検出する。さらに、回転センサー１１はモータ
ー５の所定の回転角度ごとにパルス信号を発生する。
【００１３】次に、モーターコントローラー２の振動抑
制機能について詳細に説明する。モーターコントローラ
ー２はマイクロコンピューターとその周辺部品から構成
され、マイクロコンピューターのソフトウエア形態によ
り図１に示す制御ブロック２１〜２８を構成する。回転
速度検出部２１は、回転センサー１１から出力されるパ
ルス信号の単位時間当たりの個数および周期に基づいて
モーター５の実際の回転速度Ｎを検出する。加算器２２
は、車両コントローラー１から入力したトルク指令値Ｔ
＊と、後述する振動補償トルクＴhとの和ＴL（＝Ｔ＊＋
Ｔh）を算出する。
制機能について詳細に説明する。モーターコントローラ
ー２はマイクロコンピューターとその周辺部品から構成
され、マイクロコンピューターのソフトウエア形態によ
り図１に示す制御ブロック２１〜２８を構成する。回転
速度検出部２１は、回転センサー１１から出力されるパ
ルス信号の単位時間当たりの個数および周期に基づいて
モーター５の実際の回転速度Ｎを検出する。加算器２２
は、車両コントローラー１から入力したトルク指令値Ｔ
＊と、後述する振動補償トルクＴhとの和ＴL（＝Ｔ＊＋
Ｔh）を算出する。
【００１４】回転速度推定部２３は、自動車の駆動トル
クに相当するモーター５の出力トルクを入力とし、車速
に相当するモーター５の回転速度を出力とする自動車モ
デルＧvを有する。自動車モデルＧvには簡易的なものか
ら厳密なものまで種々考えられるが、この実施の形態で
は次式に示す簡易的な数式化モデルを採用する。
クに相当するモーター５の出力トルクを入力とし、車速
に相当するモーター５の回転速度を出力とする自動車モ
デルＧvを有する。自動車モデルＧvには簡易的なものか
ら厳密なものまで種々考えられるが、この実施の形態で
は次式に示す簡易的な数式化モデルを採用する。
【数２】Ｇv(s)＝１／（Ｊv・ｓ）
数式２において、Ｊvはモーター５の出力軸に換算した
モーター５と自動車の慣性である。回転速度推定部２３
は、数式２に示す自動車モデルＧvに対してトルク指令
値Ｔ＊と振動補償トルクＴhとの和ＴLを入力し、モータ
ー５の回転速度推定値ＮＳを演算により推定する。
モーター５と自動車の慣性である。回転速度推定部２３
は、数式２に示す自動車モデルＧvに対してトルク指令
値Ｔ＊と振動補償トルクＴhとの和ＴLを入力し、モータ
ー５の回転速度推定値ＮＳを演算により推定する。
【数３】ＮＳ＝ＴL・Ｇv(s)＝ＴL／（Ｊv・ｓ）
【００１５】振動補償トルク演算部２４は、駆動系のね
じれによる共振振動を抑制するための振動補償トルクＴ
hを演算する。自動車の駆動系は、図１に示すように、
細い駆動軸７ａ、７ｂの両端に走行駆動源であるモータ
ー５の慣性と自動車の慣性とが接続された共振系であ
り、自動車の発進時や追い越し加速時にモーター５が大
きな駆動力を発生すると、駆動軸７ａ、７ｂにおける軸
トルクが振動する。ところが、自動車の慣性はモーター
５の慣性に対して非常に大きいので、共振振動にともな
ってモーター５の回転速度Ｎが振動しても車速はほとん
ど振動しない。このことから、自動車モデルＧvを用い
て演算したモーター回転速度推定値ＮＳは、実際の車速
に比例していると考えることができる。したがって、実
際のモーター回転速度Ｎとモーター回転速度推定値ＮＳ
との速度差は、駆動系のねじれによる共振振動により発
生していると見なすことができる。振動補償トルク演算
部２４は、モーター回転速度Ｎとモーター回転速度推定
値ＮＳとの速度差（ＮＳ−Ｎ）に所定のゲインＫ1を乗
じて振動補償トルクＴhを演算する。
じれによる共振振動を抑制するための振動補償トルクＴ
hを演算する。自動車の駆動系は、図１に示すように、
細い駆動軸７ａ、７ｂの両端に走行駆動源であるモータ
ー５の慣性と自動車の慣性とが接続された共振系であ
り、自動車の発進時や追い越し加速時にモーター５が大
きな駆動力を発生すると、駆動軸７ａ、７ｂにおける軸
トルクが振動する。ところが、自動車の慣性はモーター
５の慣性に対して非常に大きいので、共振振動にともな
ってモーター５の回転速度Ｎが振動しても車速はほとん
ど振動しない。このことから、自動車モデルＧvを用い
て演算したモーター回転速度推定値ＮＳは、実際の車速
に比例していると考えることができる。したがって、実
際のモーター回転速度Ｎとモーター回転速度推定値ＮＳ
との速度差は、駆動系のねじれによる共振振動により発
生していると見なすことができる。振動補償トルク演算
部２４は、モーター回転速度Ｎとモーター回転速度推定
値ＮＳとの速度差（ＮＳ−Ｎ）に所定のゲインＫ1を乗
じて振動補償トルクＴhを演算する。
【数４】Ｔh＝Ｋ1・（ＮＳ−Ｎ）
【００１６】位相・ゲイン調整部２５は、車両コントロ
ーラー２のトルク指令値Ｔ＊に加算する振動補償トルク
Ｔhの位相とゲインを調整することによって、モーター
電流制御系の応答遅れ起因したトルク指令値Ｔ＊に対す
る実際のモータートルクの遅れを補償する。位相・ゲイ
ン調整部２５は、次式に示す進み遅れ要素の伝達特性を
有する。
ーラー２のトルク指令値Ｔ＊に加算する振動補償トルク
Ｔhの位相とゲインを調整することによって、モーター
電流制御系の応答遅れ起因したトルク指令値Ｔ＊に対す
る実際のモータートルクの遅れを補償する。位相・ゲイ
ン調整部２５は、次式に示す進み遅れ要素の伝達特性を
有する。
【数５】
Ｇa(s)＝（１＋Ｔ1・ｓ）／（１＋Ｔ2・ｓ）
数式５において、Ｔ1、Ｔ2は時定数である。具体的に
は、数式５に示す進み遅れ要素と等価な次式により振動
補償トルクＴhに対して位相とゲイン調整を行い、補正
トルクＴxを演算する。
は、数式５に示す進み遅れ要素と等価な次式により振動
補償トルクＴhに対して位相とゲイン調整を行い、補正
トルクＴxを演算する。
【数６】Ｔx＝Ｋ2（Ｔh−Ｔx1），
Ｔx1＝Ｔx／（１＋τ・ｓ）
数式６において、Ｋ2はゲイン、τは時定数である。図
２に位相・ゲイン調整部２５の制御ブロック図を示す。
２に位相・ゲイン調整部２５の制御ブロック図を示す。
【００１７】図３(ａ)は位相・ゲイン調整部２５のゲイ
ン特性を示し、図３(ｂ)は位相・ゲイン調整部２５の位
相特性を示す。位相・ゲイン調整部２５では、図３(ａ)
に示すように所定の周波数より高い波数領域におけるゲ
インを増加し、図３(ｂ)に示すように所定の周波数付近
の位相を進ませる。この所定の周波数がモーター電流制
御系のカットオフ周波数近傍の値となるように上記数式
６の時定数τを設定し、図３に示すような特性の位相・
ゲイン調整を振動補償トルクＴhに対して施すことによ
って、振動補償トルクＴhの所定の周波数、すなわちモ
ーター電流制御系のカットオフ周波数近傍の位相を進ま
せ、且つゲインを増加させることができる。
ン特性を示し、図３(ｂ)は位相・ゲイン調整部２５の位
相特性を示す。位相・ゲイン調整部２５では、図３(ａ)
に示すように所定の周波数より高い波数領域におけるゲ
インを増加し、図３(ｂ)に示すように所定の周波数付近
の位相を進ませる。この所定の周波数がモーター電流制
御系のカットオフ周波数近傍の値となるように上記数式
６の時定数τを設定し、図３に示すような特性の位相・
ゲイン調整を振動補償トルクＴhに対して施すことによ
って、振動補償トルクＴhの所定の周波数、すなわちモ
ーター電流制御系のカットオフ周波数近傍の位相を進ま
せ、且つゲインを増加させることができる。
【００１８】加算器２６は、車両コントローラー１のト
ルク指令値Ｔ＊に位相・ゲイン調整後の振動補償トルク
Ｔxを加算して補正し、補正後のトルク指令値Ｔrefを出
力する。
ルク指令値Ｔ＊に位相・ゲイン調整後の振動補償トルク
Ｔxを加算して補正し、補正後のトルク指令値Ｔrefを出
力する。
【数７】Ｔref＝Ｔ＊＋Ｔx
トルク指令値Ｔ＊に対して、所定の周波数より高い波数
領域におけるゲインを増加させ、所定の周波数付近の位
相を進ませた位相・ゲイン調整後の振動補償トルクＴx
を加算、補正することによって、図６に示すようなトル
ク指令値Ｔ＊に対する実際のモータートルクのトルク減
衰Ｋと位相のずれφを抑制することができる。これによ
り、モーター電流制御系のカットオフ周波数が抑制した
い共振周波数に近い場合でも、実際のモータートルクが
振動補償後のトルク指令値に追従し、充分な共振振動抑
制効果が得られる。
領域におけるゲインを増加させ、所定の周波数付近の位
相を進ませた位相・ゲイン調整後の振動補償トルクＴx
を加算、補正することによって、図６に示すようなトル
ク指令値Ｔ＊に対する実際のモータートルクのトルク減
衰Ｋと位相のずれφを抑制することができる。これによ
り、モーター電流制御系のカットオフ周波数が抑制した
い共振周波数に近い場合でも、実際のモータートルクが
振動補償後のトルク指令値に追従し、充分な共振振動抑
制効果が得られる。
【００１９】電流指令値演算部２７は、補正後のトルク
指令値Ｔref、バッテリー電圧Ｖbおよびモーター回転速
度Ｎに基づいてモーター電流指令値Ｉ＊（この実施の形
態では３相交流電流指令値Ｉu＊、Ｉv＊、Ｉw＊）を演
算する。電流制御部２８は、モーター電流指令値Ｉ
＊（Ｉu＊、Ｉv＊、Ｉw＊）とモーター電流検出値Ｉfb
（Ｉu、Ｉv、Ｉw）との偏差に対して例えばＰＩ（比例
積分）制御を施し、モーター電流検出値Ｉfbをその指令
値Ｉ＊に一致させるためのモーター電圧指令値Ｖ＊（こ
の実施の形態では３相交流電圧指令値Ｖu＊、Ｖv＊、Ｖ
w＊）を演算する。
指令値Ｔref、バッテリー電圧Ｖbおよびモーター回転速
度Ｎに基づいてモーター電流指令値Ｉ＊（この実施の形
態では３相交流電流指令値Ｉu＊、Ｉv＊、Ｉw＊）を演
算する。電流制御部２８は、モーター電流指令値Ｉ
＊（Ｉu＊、Ｉv＊、Ｉw＊）とモーター電流検出値Ｉfb
（Ｉu、Ｉv、Ｉw）との偏差に対して例えばＰＩ（比例
積分）制御を施し、モーター電流検出値Ｉfbをその指令
値Ｉ＊に一致させるためのモーター電圧指令値Ｖ＊（こ
の実施の形態では３相交流電圧指令値Ｖu＊、Ｖv＊、Ｖ
w＊）を演算する。
【００２０】図４は、モーターコントローラー２のモー
ター制御プログラムを示すフローチャートである。この
フローチャートにより、一実施の形態の動作を整理して
説明する。モーターコントローラー２は自動車のメイン
スイッチが投入されると、このモーター制御プログラム
を繰り返し実行する。
ター制御プログラムを示すフローチャートである。この
フローチャートにより、一実施の形態の動作を整理して
説明する。モーターコントローラー２は自動車のメイン
スイッチが投入されると、このモーター制御プログラム
を繰り返し実行する。
【００２１】ステップ１において、回転センサー１１の
パルス信号に基づいてモーター回転速度Ｎを検出する。
続くステップ２で、自動車モデルＧvを用いて上記数式
３によりモーター回転速度推定値ＮＳを算出する。な
お、このとき、数式３の振動補償トルクＴhには前回の
モーター制御プログラム実行時に算出した値を用いて今
回のモーター回転速度推定値ＮＳを算出する。ステップ
３では、上記数式４により実際のモーター回転速度Ｎと
モーター回転速度推定値ＮＳとの速度差に応じた振動補
償トルクＴhを演算する。
パルス信号に基づいてモーター回転速度Ｎを検出する。
続くステップ２で、自動車モデルＧvを用いて上記数式
３によりモーター回転速度推定値ＮＳを算出する。な
お、このとき、数式３の振動補償トルクＴhには前回の
モーター制御プログラム実行時に算出した値を用いて今
回のモーター回転速度推定値ＮＳを算出する。ステップ
３では、上記数式４により実際のモーター回転速度Ｎと
モーター回転速度推定値ＮＳとの速度差に応じた振動補
償トルクＴhを演算する。
【００２２】ステップ４において、振動補償トルクＴh
に対して位相とゲイン調整を施し、所定周波数付近の位
相を進ませるとともに、所定周波数より高い周波数領域
のゲインを増加する。ステップ５で、位相とゲイン調整
後の振動補償トルクＴxをトルク指令値Ｔ＊に加算して
補正し、トルク指令値Ｔrefを求める。ステップ６で
は、補正後のトルク指令値Ｔref、バッテリー電圧Ｖbお
よびモーター回転速度Ｎに基づいてモーター電流指令値
Ｉ＊を演算する。そしてステップ７で、モーター電流指
令値Ｉ＊と実際のモーター電流Ｉfbとに基づいて電流制
御を行い、モーター電圧指令値Ｖ＊を演算、出力する。
に対して位相とゲイン調整を施し、所定周波数付近の位
相を進ませるとともに、所定周波数より高い周波数領域
のゲインを増加する。ステップ５で、位相とゲイン調整
後の振動補償トルクＴxをトルク指令値Ｔ＊に加算して
補正し、トルク指令値Ｔrefを求める。ステップ６で
は、補正後のトルク指令値Ｔref、バッテリー電圧Ｖbお
よびモーター回転速度Ｎに基づいてモーター電流指令値
Ｉ＊を演算する。そしてステップ７で、モーター電流指
令値Ｉ＊と実際のモーター電流Ｉfbとに基づいて電流制
御を行い、モーター電圧指令値Ｖ＊を演算、出力する。
【００２３】なお、上述した一実施の形態ではモーター
電流制御系が一次遅れの系であると仮定して位相・ゲイ
ン調整部２５の特性を決定したが、モーター電流制御系
が一次遅れ以外の応答遅れ特性の場合には、モーター電
流制御系の応答遅れ特性を改善できるような位相・ゲイ
ン調整部２５の特性とすればよい。
電流制御系が一次遅れの系であると仮定して位相・ゲイ
ン調整部２５の特性を決定したが、モーター電流制御系
が一次遅れ以外の応答遅れ特性の場合には、モーター電
流制御系の応答遅れ特性を改善できるような位相・ゲイ
ン調整部２５の特性とすればよい。
【００２４】また、上述した一実施の形態ではモーター
のみを走行駆動源とする電気自動車を例に上げて説明し
たが、内燃機関とモーターの両方を備え、常時または一
時的にモーターのみの駆動力により走行するハイブリッ
ド自動車に対しても本願発明を適用することができる。
のみを走行駆動源とする電気自動車を例に上げて説明し
たが、内燃機関とモーターの両方を備え、常時または一
時的にモーターのみの駆動力により走行するハイブリッ
ド自動車に対しても本願発明を適用することができる。
【図１】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】 位相・ゲイン調整部の詳細な構成を示す図で
ある。
ある。
【図３】 位相・ゲイン調整部の特性を示す図である。
【図４】 一実施の形態のモーター制御プログラムを示
すフローチャートである。
すフローチャートである。
【図５】 モーター電流制御系を一次遅れの系と仮定し
た場合の周波数応答特性を示す図である。
た場合の周波数応答特性を示す図である。
【図６】 振動補償後のトルク指令値に対する実際のモ
ータートルクのトルク減衰と位相ずれを示す図である。
ータートルクのトルク減衰と位相ずれを示す図である。
１ 車両コントローラー
２ モーターコントローラー
３ インバーター
４ バッテリー
５ モーター
６ 変減速機
７ａ、７ｂ 駆動軸
８ａ、８ｂ 駆動輪
９ 電圧センサー
１０ 電流センサー
１１ 回転センサー
２１ 回転速度検出部
２２ 加算器
２３ 回転速度推定部
２４ 振動補償トルク演算部
２５ 位相・ゲイン調整部
２６ 加算器
２７ 電流指令演算部
２８ 電流制御部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 三井 利貞
茨城県ひたちなか市高場2520 株式会社日
立製作所内
Ｆターム(参考） 5H115 PA01 PA05 PC06 PG04 PI16
PU09 PU11 PV09 QE01 QE08
QN02 QN06 QN09 RB21 SE03
TB07 TO04 TO12
5H576 AA15 BB04 CC04 DD02 DD04
DD07 EE18 EE19 EE20 FF01
FF02 GG02 GG04 GG06 HB01
JJ03 LL01 LL22 LL24 LL41
Claims (4)
- 【請求項１】自動車を走行駆動するモーターと、 自動車の駆動系の共振を抑制するための振動補償トルク
を演算する振動補償トルク演算手段と、 前記振動補償トルクに対してモーター電流制御系の応答
遅れを補償するために進み補償を施す進み補償手段と、 自動車を走行駆動させるためのモータートルク指令値
に、前記進み補償手段による進み補償後の振動補償トル
クを加算して補正するトルク指令値補正手段と、 前記トルク指令値補正手段による補正後のモータートル
ク指令値に応じたモーター電流指令値を演算する電流指
令値演算手段と、 前記モーターに流れる電流が前記モーター電流指令値に
一致するように電流制御を行う電流制御手段とを備える
ことを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電気自動車の制御装置に
おいて、 前記進み補償手段は、モーター電流制御系のカットオフ
周波数近傍において位相を進ませ、且つゲインを増加さ
せることを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 【請求項３】自動車を走行駆動するモーターと、 前記モーターの回転速度を検出する回転速度検出手段
と、 モータートルクを入力としモーター回転速度を出力とし
て制御対象の自動車の動作を模擬する自動車の数式化モ
デルを有し、前記数式化モデルによりモータートルク指
令値に対するモーター回転速度推定値を演算する回転速
度推定手段と、 前記モーター回転速度検出値と前記モーター回転速度推
定値との差に応じた振動補償トルクを演算する補償トル
ク演算手段と、 前記振動補償トルクに対してモーター電流制御系の応答
遅れを補償するために位相とゲインを調整する位相・ゲ
イン調整手段と、 前記位相・ゲイン調整手段による調整後の振動補償トル
クを前記モータートルク指令値に加算する加算手段と、 前記加算手段による加算値に応じたモーター電流指令値
を演算する電流指令値演算手段と、 モーター電流を検出する電流検出手段と、 前記モーター電流検出値が前記モーター電流指令値に一
致するように電流制御を行う電流制御手段とを備えるこ
とを特徴とする電気自動車の制御装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の電気自動車の制御装置に
おいて、 前記位相・ゲイン調整手段は、モーター電流制御系のカ
ットオフ周波数近傍において位相を進ませ、且つゲイン
を増加させることを特徴とする電気自動車の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002011302A JP3831264B2 (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 電気自動車の制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002011302A JP3831264B2 (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 電気自動車の制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003219514A true JP2003219514A (ja) | 2003-07-31 |
| JP3831264B2 JP3831264B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=27648809
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002011302A Expired - Fee Related JP3831264B2 (ja) | 2002-01-21 | 2002-01-21 | 電気自動車の制御装置 |
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-
2002
- 2002-01-21 JP JP2002011302A patent/JP3831264B2/ja not_active Expired - Fee Related
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