JP2013255342A - Drive power control device of motor mounted vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電気自動車や、ハイブリッド車におけるモータ走行時の駆動力制御を行うモータ搭載自動車の駆動力制御装置に関する。 The present invention relates to a driving force control device for a motor-equipped vehicle that performs driving force control during motor running in an electric vehicle or a hybrid vehicle.
従来、電気自動車の多くは、制御の容易性等から、アクセルペダルの踏み込み量に従ってモータをトルク制御する制御形態が一般的である(例えば、特許文献4)。トルク制御を行うことで、車両の走行状況に応じて加速,減速が行われ速度制御される。出力(熱量)はトルクと回転数の積であるが、モータの制御は直接には電流制御で行うため、このモータ電流と比例関係にあるトルクを制御することが、モータ制御においては容易となる。
エンジン車では、シリンダ内への燃料噴出量で制御するため、定出力制御となる(特許文献1〜3)。
Conventionally, in many electric vehicles, a control form in which the torque of a motor is controlled in accordance with the amount of depression of an accelerator pedal is common because of easy control (for example, Patent Document 4). By performing torque control, acceleration and deceleration are performed according to the traveling state of the vehicle, and speed control is performed. The output (amount of heat) is the product of torque and rotation speed, but the motor is controlled directly by current control, so it is easy to control torque that is proportional to this motor current. .
In an engine car, since it controls by the amount of fuel injection into a cylinder, it becomes constant output control (patent documents 1-3).
エンジンを走行駆動源とする従来型の車両は、燃料量を制限した定出力制御であるといえる。しかし、モータを走行駆動源とする電気自動車の多くは、制御の容易性や運転者の感覚(車両が最終的に出力するのはトルクであり、運転者はトルクを必要とするからアクセルを踏む感覚)に従い、トルク制御を採用している。
車両の走行による消費エネルギーは、出力を効率で除した単位時間あたりの入力エネルギーを積分したものである。定出力制御では入力エネルギーそのものを制限するため、それ以上のエネルギーを消費することはなく、出力トルクは出力に比例し回転数に反比例する定出力曲線に従って決定される。そのため、走行抵抗が増大し車速が落ちて、回転数が下がれば出力トルクが増し、車速が上がり回転数が上がれば出力トルクが減る(図3参照)。
It can be said that a conventional vehicle using an engine as a travel drive source has constant output control with a limited fuel amount. However, many electric vehicles using a motor as a driving source are easy to control and have a driver's sense (the vehicle ultimately outputs torque, and the driver requires torque, so the driver steps on the accelerator. Torque control is adopted according to the sense).
The energy consumed by running the vehicle is obtained by integrating the input energy per unit time obtained by dividing the output by the efficiency. In the constant output control, the input energy itself is limited, so that no more energy is consumed, and the output torque is determined according to a constant output curve proportional to the output and inversely proportional to the rotation speed. Therefore, when the running resistance increases and the vehicle speed decreases and the rotational speed decreases, the output torque increases. When the vehicle speed increases and the rotational speed increases, the output torque decreases (see FIG. 3).
前記自動車におけるトルク制御では、指示トルクと出力トルクが等しいとした場合、指示トルクと走行抵抗が釣り合うまで速度が上昇する(図9参照)。そのため走行抵抗が低い場合は、モータ・インバータ系の最大出力まで出力が増大し、消費エネルギーが増大する。通常、これは電気自動車特有の加速感として捉えられ、必要充分な速度に達すると、指示トルクを減らすことで不要な加速を抑制する。
このため、電気自動車におけるトルク制御では、運転者は出力エネルギーを直接調整することが出来ず、不要な加速をして意図以上のエネルギーを消費する可能性があり、このため、省エネルギー性(電費向上)に最適化された制御であるとは言えない。
In the torque control in the automobile, if the command torque and the output torque are equal, the speed increases until the command torque and the running resistance are balanced (see FIG. 9). Therefore, when the running resistance is low, the output increases up to the maximum output of the motor / inverter system, and the energy consumption increases. Usually, this is regarded as an acceleration feeling peculiar to an electric vehicle. When a necessary and sufficient speed is reached, unnecessary acceleration is suppressed by reducing the instruction torque.
For this reason, in torque control in an electric vehicle, the driver cannot directly adjust the output energy and may consume unnecessary energy by accelerating unnecessary power. It cannot be said that the control is optimized.
エンジン車では、省エネルギー走行(いわゆる「エコラン」)の達成を目的とした様々な提案がなされている。例えば、運転者のアクセル開度などの入力を、実際の制御量である燃料量や空気吸入量を決定する制御手段の前後に挿入される制御器もしくは手段として提案されている(上記特許文献1,2,3)。
これらは、エンジンの燃焼効率の良い特性領域を使用した操作パターンや、車両速度脈動のような無駄の少ない操作パターンなどを制御器内に持ち、実際の操作をこの操作パターンに近づけるべく操作入力を補正・制限するものである。特許文献1〜3として示したものは、いずれもエンジンを走行駆動源とする車両を前提としたものであるが、エンジンとモータの違いのため、これらと同様の考え方をそのまま電気自動車にも適応することは困難である。例えば、モータのトルク制御の弱点である、運転者がアクセル開度などの入力で脈動を起こしやすい問題を解決するには至らないためである。
In engine vehicles, various proposals have been made for the purpose of achieving energy-saving driving (so-called “eco-run”). For example, it is proposed as a controller or means that is inserted before and after the control means for determining the fuel amount or the air intake amount, which are actual control amounts, by inputting the driver's accelerator opening or the like (Patent Document 1). , 2, 3).
These have operation patterns in the controller that use characteristic regions with good combustion efficiency of the engine and operation patterns with less waste such as vehicle speed pulsation, and input operation to bring the actual operation closer to this operation pattern. It is to be corrected / restricted. Patent documents 1 to 3 are all premised on a vehicle having an engine as a driving source. However, because of the difference between an engine and a motor, the same idea as these is applied to an electric vehicle as it is. It is difficult to do. This is because, for example, the problem that the driver is likely to cause pulsation due to input such as the accelerator opening, which is a weak point of torque control of the motor, cannot be solved.
この発明の目的は、運転車の意図以上のエネルギーの消費を抑え、省エネルギー性を向上させることができるモータ搭載自動車の駆動力制御装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a driving force control device for a motor-equipped automobile that can suppress energy consumption beyond the intention of the driving vehicle and can improve energy saving.
この発明のモータ搭載自動車の駆動力制御装置は、走行駆動源をモータ4とし、トルク指令に従って前記モータ4の電流制御を行うモータ駆動制御手段13を有する自動車の駆動力制御装置において、走行指令手段14から指令された目標指令値に対して、この目標指令値と回転数検出器17から得たモータ4の回転数(=回転速度)とから、前記モータ4の出力トルクを定出力曲線Aに従って決定しトルク指令として前記モータ駆動制御手段13へ出力する定出力制御手段18を設けたことを特徴とする。なお、定出力制御手段18において、前記定出力曲線Aは必ずしも曲線として定められていなくても良く、演算式で定められていて結果として定出力曲線Aに従う制御を行うものであれば良い。
The driving force control apparatus for a motor-equipped automobile according to the present invention is a driving force control apparatus for a motor vehicle having motor driving control means 13 for controlling the current of the
上記のように、電気自動車におけるトルク制御では、運転者は出力エネルギーを直接調整することが出来ず、不要な加速をして意図以上のエネルギーを消費する可能性があり、省エネルギー性に最適化された制御であるとは言えない。そこで、モータ搭載自動車に定出力制御を行う機能を持たせることで、運転者に違和感なく、省エネルギー性の高い制御を行うことができる。定出力制御では、目標指令値を低く抑えることは、車両の消費エネルギーを低く抑えることと同義であるため、省エネルギーを目的とした目標指令値の補正・制限を行う演算装置を構成することも容易に行える。また、モータ駆動に直接に係わるモータ駆動制御手段13に入力する前に、省エネルギー性を考慮した制御量を決定するため、容易に省エネルギー制御が行える。
このように、定出力曲線Aに基づいた定出力制御を行うことで、消費エネルギーを直接制御し、モータ回転数の上昇に伴った出力トルクの減少を行うことで不要な加速を抑制し、省エネルギー性の高い制御を行うことができる。また、モータ回転数が上昇するにつれてトルクが減少することで脈動が抑えられ、省エネルギー性の指標である消費電力を制御量として直接制御する定出力制御により、モータ制御における脈動の問題点を解決することができる。
As described above, in torque control in an electric vehicle, the driver cannot directly adjust the output energy, and there is a possibility that unnecessary acceleration may be consumed to consume more energy than intended, which is optimized for energy saving. It cannot be said that it is a control. Therefore, by providing a motor-equipped vehicle with a function of performing constant output control, it is possible to perform control with high energy savings without causing the driver to feel uncomfortable. In constant output control, keeping the target command value low is synonymous with keeping vehicle energy consumption low, so it is easy to configure an arithmetic unit that corrects and limits the target command value for the purpose of energy saving. Can be done. In addition, the energy saving control can be easily performed because the control amount considering the energy saving property is determined before the input to the motor drive control means 13 directly related to the motor driving.
Thus, by performing constant output control based on the constant output curve A, energy consumption is directly controlled, and unnecessary acceleration is suppressed by reducing output torque as the motor rotation speed increases, thereby saving energy. Highly controllable. In addition, pulsation is suppressed by reducing torque as the motor speed increases, and the problem of pulsation in motor control is solved by constant output control that directly controls power consumption, which is an index of energy saving, as a controlled variable. be able to.
前記走行指令手段14は、例えば、運転者の操作によって指令を行うアクセルペダル等のアクセル操作手段である。前記走行指令手段14が運転者の操作によって指令を行うアクセル操作手段である場合に、運転者の操作の微妙な遅れ等による無駄なエネルギーの消費を、定出力制御手段18によって無くすことができる。
前記走行指令手段14は、アクセル操作手段の他に、オートクルーズ装置やオートパイロット装置等であっても良い。
The travel command means 14 is, for example, an accelerator operation means such as an accelerator pedal that gives a command by a driver's operation. When the travel command means 14 is an accelerator operation means for giving a command by a driver's operation, useless energy consumption due to a slight delay in the driver's operation can be eliminated by the constant output control means 18.
The travel command means 14 may be an auto cruise device, an auto pilot device or the like in addition to the accelerator operation means.
前記回転数検出器17は、モータ4の回転を直接に検出するものに限らず、車速またはタイヤの回転数を検出する手段であっても良い。車速やタイヤの回転数は、スリップがない場合、モータ4の回転数に比例するため、車速やタイヤの回転数を定出力制御手段18によるモータ4の回転数の認識に用いても良い。この場合に、車速やタイヤの回転数をモータ回転数に換算して、定出力曲線Aからモータ4の出力トルクを決定しても良く、定出力曲線Aを、車速またはタイヤの回転数とモータ4の出力トルクとの関係として表した曲線としてモータ4の出力トルクを決定してもよい。
The
この発明において、前記走行指令手段14から指令された目標指令値によって前記モータ4の出力トルクの上限値を決定しその決定した上限値をトルク指令として出力するトルク制御手段19を設け、前記定出力制御手段18の出力するトルク指令と前記トルク制御手段19の出力するトルク指令とを選択して前記モータ駆動制御手段へ入力する制御方法選択手段21を設けても良い。
In the present invention, there is provided torque control means 19 for determining an upper limit value of the output torque of the
前記制御方法選択手段21は、定められた条件に従って自動で前記選択を行うようにしても良く、また運転者による選択入力手段23の操作に従って前記選択を行うようにしても良い。
自動で前記選択を行う場合、前記定められた条件として、例えば、定められた速度領域である低速域では前記トルク制御手段19の出力するトルク指令を選択し、中高速域では前記定出力制御手段18の出力するトルク指令を選択する条件を含んでも良い。
自動で前記選択を行う場合、前記定められた条件として、前記走行指令手段14から指令された目標指令値の時間変化率が閾値よりも小さい場合は、前記定出力制御手段18の出力するトルク指令を選択する条件を含んでも良い。前記走行指令手段14から指令された目標指令値は、例えばアクセルペダル等の入力である。
定出力制御を採用することで、モータ回転数の上昇に伴って出力トルクを制限するため、アクセルペダル等のアクセル操作手段の入力に対する追従性が低下する場合がある。そこで、通常はトルク制御を使用し、アクセルペルなどの入力に対する追従性を必要としない場面や定出力制御による省エネルギー効果が高い場面では定出力制御を選択する制御方法選択手段21を用いることで、上記の問題を解決することができる。
アクセルペルなどの入力に対する追従性を必要としない場面とは、アクセル入力の時間変化率が小さく、アクセル入力が一定もしくは変化がゆるやかな場合や高速道路巡航時、周囲に他の走行車両が少ない場合などである。定出力制御による省エネルギー効果が高い場面とは、路面勾配変化の少ない走行場面や一定速度での巡航時や、下り坂や追い風条件など走行抵抗が小さい走行条件などである。
The control
When the selection is performed automatically, as the predetermined condition, for example, a torque command output from the torque control means 19 is selected in a low speed range that is a predetermined speed range, and the constant output control means is selected in a medium high speed range. A condition for selecting 18 torque commands to be output may be included.
When the selection is performed automatically, if the time change rate of the target command value commanded from the
By adopting the constant output control, the output torque is limited as the motor rotation speed increases, and the followability to the input of the accelerator operating means such as an accelerator pedal may be reduced. Therefore, by using the control method selection means 21 that normally uses torque control and selects constant output control in a scene that does not require follow-up to an input such as an accelerator pedal or a scene that has a high energy saving effect by constant output control, The above problem can be solved.
A scene that does not require follow-up to input such as accelerator pedal is when the time change rate of the accelerator input is small and the accelerator input is constant or loose, or when there are few other traveling vehicles around the expressway Etc. Scenes with high energy-saving effect by constant output control include traveling scenes with little change in road gradient, cruising at a constant speed, and traveling conditions with low traveling resistance such as downhill and tailwind conditions.
上記のように定出力制御手段18とトルク制御手段19の指令を選択して前記モータ4駆動制御手段へ入力することで、走行状況に応じたスムーズな発進・加速感と、巡行時の省エネルギー性とを両立することができる。
具体的に説明すると、従来型のエンジン車では、滑りの要素を含んだクラッチやトルクコンバータを備え、滑りによってスムーズな発進を実現するため、定出力制御が成立する。しかし、電気自動車に単純な定出力制御を導入した場合、機構上、発進時に滑りがない電気自動車では、微小な出力指令でモータ回転数が0に近い場合、定出力曲線Aに従うと出力トルクはモータ4の最大トルクとなり、発進時にギクシャク感が発生してしまう。
そこで、運転者の指示入力(アクセルペダルの踏み具合等)に対して、トルク制御と出力制御の両方を制限する制御方法を、前記トルク制御手段19と定出力制御手段18との切替によって実現する。この制御手法を用いると、低速域ではトルク制御が支配的となり、中高速域では出力制御が支配的となるように制御できる。そのため、これまでのトルク制御と同等のスムーズな発進・加速感と、巡航時の省エネルギー性を両立することができる。
As described above, the commands of the constant output control means 18 and the torque control means 19 are selected and input to the
More specifically, the conventional engine vehicle includes a clutch and a torque converter including a slipping element, and realizes a smooth start by slipping, so that constant output control is established. However, when a simple constant output control is introduced into an electric vehicle, the output torque of the electric vehicle that does not slip due to the mechanism is constant according to the constant output curve A when the motor speed is close to 0 with a minute output command. The maximum torque of the
Therefore, a control method for restricting both torque control and output control with respect to driver instruction input (accelerator pedal depression, etc.) is realized by switching between the torque control means 19 and the constant output control means 18. . When this control method is used, control can be performed so that torque control is dominant in the low speed range and output control is dominant in the medium and high speed range. Therefore, it is possible to achieve both a smooth start / acceleration feeling equivalent to conventional torque control and energy saving performance during cruising.
この発明において、前記走行指令手段14から指令された目標指令値を、定められた条件に従って補正し前記定出力制御手段18へ目標指令値として与える目標指令値補正・制限手段24を設けても良い。目標指令値補正・制限手段24は、例えば、定められた条件に従って省エネルギー運転が行われるように、アクセルペダル等のアクセル操作手段から指令された目標指令値に対して、急な加速を抑制し、あるいは走行速度を抑える制御を行う。
定出力制御では、目標指令値を低く抑えることは、車両の消費エネルギーを低く抑えることと同義であるため、省エネルギーを目的とした目標指令値の補正・制限を行う手段を定出力制御手段18の上位に設けることで、より容易にかつ効果的に省エネルギー性を得ることができる。
In the present invention, there may be provided a target command value correcting / limiting
In the constant output control, keeping the target command value low is synonymous with keeping the vehicle energy consumption low, and therefore means for correcting and limiting the target command value for the purpose of energy saving is provided in the constant output control means 18. By providing the upper layer, energy saving can be obtained more easily and effectively.
この発明のモータ搭載自動車の駆動力制御装置は、走行駆動源をモータとし、トルク指令に従って前記モータの電流制御を行うモータ駆動制御手段を有する自動車の駆動力制御装置において、走行指令手段から指令された目標指令値に対して、この目標指令値と回転数検出器から得たモータの回転数とから、前記モータの出力トルクを定出力曲線に従って決定しトルク指令として出力する定出力制御手段を設けたため、モータ搭載自動車において、運転車の意図以上のエネルギーの消費を抑え、省エネルギー性を向上させることができる。 The driving force control apparatus for a motor vehicle-equipped automobile according to the present invention is a motor driving force control apparatus having motor driving control means for controlling a current of the motor in accordance with a torque command using a driving power source as a motor. A constant output control means is provided for determining the output torque of the motor according to a constant output curve from the target command value and the motor rotation speed obtained from the rotation speed detector and outputting it as a torque command. For this reason, in motor-equipped vehicles, it is possible to suppress energy consumption beyond the intention of the driving vehicle and improve energy saving.
この発明の第1の実施形態を図1ないし図4と共に説明する。このモータ搭載自動車の駆動力制御装置は、後輪となる左右の車輪1,1が電動のモータ4によって駆動され、前輪となる左右の車輪2,2が転舵輪となる従動輪とされた電気自動車に適用した例を示す。モータ4は車体3に設置され、減速機およびディファレンシャルを内蔵したトランスミッション5およびドライブシャフト6を介して車輪1,1に回転を伝達する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this motor-equipped vehicle driving force control device, the left and right wheels 1 and 1 as rear wheels are driven by an
制御系は、車両全体の統合制御,協調制御を行うECU(電気制御ユニット)7と、このECU7から出力される駆動指令に従ってモータ5を駆動するインバータ装置8とを備える。モータ4は、IPMモータ等の交流モータである。
The control system includes an ECU (electric control unit) 7 that performs integrated control and cooperative control of the entire vehicle, and an inverter device 8 that drives the
インバータ装置8は、パワー回路部9とこのパワー回路部9を制御するモータコントロール部10とでなる。パワー回路部9は、バッテリ(図示せず)の直流電流を、モータ4に接続された配線の3相の交流電流に変換するインバータ11と、このインバータ11の駆動素子(図示せず)を開閉してPWM制御(パルス幅変調制御)により電流制御を行うPWMドライバ12とで構成される。
The inverter device 8 includes a
モータコントロール部10は、与えられたトルク指令に応じてベクトル制御等のトルク制御によりパワー回路部9へ電流指令を与えるモータ駆動制御手段13を有する。モータコントロール部10は、その全体がモータ駆動制御手段13を構成するものであっても良く、またモータ駆動制御手段13とは別の制御を行う手段(図示せず)を有するものであっても良い。
The
ECU7は、運転者が操作する走行指令手段14であるアクセルペダル等のアクセル操作手段、ブレーキペダル等のブレーキ操作手段15、およびステアリングホイール等の操舵操作手段16からの指令に応じて、モータ4を駆動するためのトルク指令を生成する機能を、基本機能として備える。ECU7およびインバータ装置8のモータコントロール部10は、マイクロコンピータその制御プログラム、および電子回路等によって構成される。ECU7とインバータ装置8とは、相互に信号の送受を行う。なお、ECU7とインバータ装置8とは互いに独立して設けられていても、また同じ筐体や同じ回路基板等に設けられていても良い。アクセルペダル等の走行指令手段14は、例えば、アクセル開度等の最大出力に対する割合の値で目標指令値を出力する。
The
この実施形態は、上記基本構成の駆動力制御装置において、走行指令手段14から指令された目標指令値に対して、この目標指令値と回転数検出器17から得たモータ4の回転数とから、前記モータ4の出力トルクを定出力曲線A(図3)に従って決定しトルク指令として前記モータ駆動制御手段13へ出力する定出力制御手段18を設けたものである。前記目標指令値は、例えばアクセル開度等のアクセル入力である。定出力制御手段18は、図示の例ではECU7に設けているが、インバータ装置8におけるモータコントロール部10に、前記モータ駆動制御手段13の上位制御手段として設けても良い。なお、図2は、定出力制御を行うときに機能する各手段を抽出して示したブロック図である。
In this embodiment, in the driving force control apparatus having the above basic configuration, the target command value commanded from the travel command means 14 is calculated based on the target command value and the rotation speed of the
モータ4の出力は、モータ4の回転数とトルクとの積である。図3に示すように定出力曲線Aは、回転数が低いほど最大トルクが大きく、回転数が高いほど最大出力トルクが小さくなる曲線となる。図1,図2の定出力制御手段18は、前記走行指令手段14から指令されたアクセル開度等の目標指令値に従って定出力曲線Aを定め、この定出力曲線A上における、前記回転数検出器17から得た現在のモータ回転数に応じたトルクを出力トルクとして決定し、この決定した出力トルクを前記モータ駆動制御手段13へトルク指令として与える。
The output of the
前記走行指令手段14は、この例では、運転者が操作するアクセルペダル等のアクセル操作手段であるが、オートクルーズ装置やオートパイロット装置を備える場合、これらオートクルーズ装置またはオートパイロット装置であっても良い。
前記回転数検出器17は、この実施形態ではモータ4の回転子(図示せず)の回転を検出するレゾルバ等であるが、モータ4の回転数が結果として検出できる手段であれば良く、車速を検出する手段、または車輪1の回転数を検出する手段であっても良い。
In this example, the travel command means 14 is an accelerator operation means such as an accelerator pedal operated by the driver. However, when the travel command means 14 is provided with an auto-cruise device or an auto-pilot device, good.
The
図4は、前記定出力制御手段18が行う具体的制御例を示すフローチャートである。定出力制御手段18は、走行指令手段14であるアクセル操作手段から指令されたアクセル開度を読み取り(ステップS1)、このアクセル開度を、定められた演算式によって目標出力に換算する(S2)。モータ回転数を回転数検出器17から読み取り(S3)、次式、(目標トルク)=(目標出力)÷(モータ回転数)となる関係式から、前記の読み取ったモータ回転数に対応する目標トルクを計算する(S4)。この計算した目標トルクを、フィルタ処理等の処理を施して、またはそのまま、モータ駆動制御手段13へ出力する(S5)。このフィルタ処理は走行指令手段14や回転数検出器17の検出バラつきを抑制することを目的としており、代表例としては、移動平均フィルタや外れ値の除去を目的とした数値処理を行う。
モータ駆動制御手段13は、このように与えられたトルク指令に従ってトルク制御によりモータ4を駆動する電流を定める。
FIG. 4 is a flowchart showing a specific control example performed by the constant output control means 18. The constant output control means 18 reads the accelerator opening commanded from the accelerator operating means which is the travel command means 14 (step S1), and converts this accelerator opening into a target output by a predetermined arithmetic expression (S2). . The motor rotational speed is read from the rotational speed detector 17 (S3), and the target corresponding to the read motor rotational speed is obtained from the following equation: (target torque) = (target output) ÷ (motor rotational speed). Torque is calculated (S4). The calculated target torque is output to the motor drive control means 13 with or without being subjected to processing such as filter processing (S5). This filter process is intended to suppress detection variations of the travel command means 14 and the
The motor drive control means 13 determines a current for driving the
上記構成のモータ搭載自動車の駆動力制御装置によると、上記のように定出力曲線Aに基づいた定出力制御を行うため、消費エネルギーを直接制御し、モータ回転数の上昇に伴った出力トルクの減少を行うことで不要な加速を抑制し、省エネルギー性の高い制御を行うことができる。
すなわち、上記のように、電気自動車におけるトルク制御では、運転者は出力エネルギーを直接調整することが出来ず、不要な加速をして意図以上のエネルギーを消費する可能性があり、省エネルギー性に最適化された制御であるとは言えない。そこで、電気自動車に定出力制御を行う機能を持たせることで、運転者に違和感なく、省エネルギー性の高い制御を行うことができる。また、モータ回転数が上昇するにつれてトルクが減少することで脈動が抑えられ、省エネルギー性の指標である消費電力を制御量として直接制御する定出力制御により、モータ制御における脈動の問題点を解決することができる。
なお、定出力制御では、目標指令値を低く押さえることは、車両の消費エネルギーを低く抑えることと同義であるため、省エネルギーを目的とした目標指令値の補正・制限を行う演算装置を容易に構成することができる。
According to the driving force control apparatus for a motor-equipped vehicle having the above-described configuration, the constant output control based on the constant output curve A is performed as described above. Therefore, the energy consumption is directly controlled, and the output torque associated with the increase in the motor rotational speed is controlled. By performing the reduction, unnecessary acceleration can be suppressed and control with high energy saving can be performed.
In other words, as described above, in torque control in an electric vehicle, the driver cannot directly adjust the output energy, and may consume unnecessary energy by unnecessarily accelerating. It cannot be said that it is a unified control. Therefore, by providing the electric vehicle with a function of performing constant output control, it is possible to perform control with high energy savings without causing the driver to feel uncomfortable. In addition, pulsation is suppressed by reducing torque as the motor speed increases, and the problem of pulsation in motor control is solved by constant output control that directly controls power consumption, which is an index of energy saving, as a controlled variable. be able to.
In constant output control, keeping the target command value low is synonymous with keeping vehicle energy consumption low, so an arithmetic unit that corrects and limits the target command value for the purpose of energy saving can be easily configured. can do.
図5〜図9は、この発明における他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は、図1〜図4に示す第1の実施形態と同様である。この実施形態は、第1の実施形態において、トルク制御手段19を設けると共に、前記定出力制御手段18の出力するトルク指令と前記トルク制御手段19の出力するトルク指令とを選択して前記モータ駆動制御手段13へ入力する制御方法選択手段21を設けたものである。トルク制御手段19および制御方法選択手段21は、例えばECU7に設ける。制御方法選択手段21は、前記定出力制御手段18および前記トルク制御手段19とモータ駆動制御手段13との間に介在したスイッチ22を切替えることで、前記モータ駆動制御手段13へ入力する指令を選択する。スイッチ22は半導体スイッチやソフトウェア上の分岐等からなる。
5 to 9 show other embodiments of the present invention. This embodiment is the same as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 except for matters to be specifically described. In this embodiment, torque control means 19 is provided in the first embodiment, and the motor drive is selected by selecting a torque command output from the constant output control means 18 and a torque command output from the torque control means 19. Control method selection means 21 for inputting to the control means 13 is provided. The torque control means 19 and the control method selection means 21 are provided in the
トルク制御手段19は、前記走行指令手段から指令された目標指令値によって前記モータの出力トルクの上限値を決定しその決定した上限値をトルク指令として出力する手段である。
図8は、前記トルク制御手段19が行う具体的制御例を示すフローチャートである。前記走行指令手段14であるアクセル操作手段から指令された目標指令値となるアクセル開度を読み取り(ステップR1)、このアクセル開度を、定められた演算式によって、モータ4の出力トルクの上限値となる目標トルクに換算する(R2)。この換算した目標トルクに、フィルタ処理等の処理を施し(R3)、この処理後の目標トルクを、モータ駆動制御手段13に与える。このフィルタ処理は走行指令手段14の検出バラつきを抑制することを目的としており、代表例としては、移動平均フィルタや外れ値の除去を目的とした数値処理を行う。
モータ駆動制御手段13は、このように与えられたトルク指令に従ってモータ4をトルク制御駆動する電流を定める。
The torque control means 19 is a means for determining an upper limit value of the output torque of the motor based on the target command value commanded from the travel command means and outputting the determined upper limit value as a torque command.
FIG. 8 is a flowchart showing a specific control example performed by the torque control means 19. The accelerator opening that is the target command value commanded from the accelerator operating means that is the travel command means 14 is read (step R1), and this accelerator opening is determined as the upper limit value of the output torque of the
The motor drive control means 13 determines a current for driving the
前記制御方法選択手段21は、定められた条件Cに従って前記選択を行うものであっても良く、また、運転者が操作する選択入力手段23の操作に従って前記選択を行うようにしても良い。また、その両方のいずれによっても選択できるようにしても良い。
前記の定められた条件Cは、例えば、定められた速度領域である低速域では前記トルク制御手段19の出力するトルク指令を選択し、中高速域では前記定出力制御手段18の出力するトルク指令を選択する条件とされる。前記低速域と中高速域との境界となる速度は、任意に設定すれば良く、例を挙げると、40km/h程度とされる。
前記定められた条件Cは、この他に、前記走行指令手段14から指令された目標指令値の時間変化率が定められ閾値よりも小さい場合を含んでいても良い。
前記走行指令手段14から指令された目標指令値は、例えばアクセルペダル等の入力である。通常はトルク制御を使用し、アクセルペダルなどの入力に対する追従性を必要としない場面や定出力制御による省エネルギー効果が高い場面では定出力制御を選択する制御器選択装置を用いることで、上記の追従性低下の問題を解決することができる。アクセルペダルなどの入力に対する追従性を必要としない場面とは、アクセル入力の時間変化率が小さく、アクセル入力が一定もしくは変化がゆるやかな場合や高速道路巡航時、周囲に他の走行車両が少ない場合などである。定出力制御による省エネルギー効果が高い場面とは、路面勾配変化の少ない走行場面や一定速度での巡航時や、下り坂や追い風条件など走行抵抗が小さい走行条件などである。
The control
The predetermined condition C is, for example, that a torque command output from the torque control means 19 is selected in a low speed range that is a predetermined speed range, and a torque command output from the constant output control means 18 in a medium / high speed range. Is a condition for selecting. The speed that becomes the boundary between the low speed area and the medium-high speed area may be set arbitrarily, and, for example, is about 40 km / h.
In addition, the determined condition C may include a case where the time change rate of the target command value commanded from the travel command means 14 is determined and smaller than a threshold value.
The target command value commanded from the travel command means 14 is an input of an accelerator pedal, for example. Normally, torque control is used, and the above-mentioned follow-up is achieved by using a controller selection device that selects constant output control in scenes that do not require follow-up to the input of an accelerator pedal, etc. Can solve the problem of deterioration. A situation that does not require follow-up to the input of the accelerator pedal, etc. is when the time change rate of the accelerator input is small and the accelerator input is constant or loose, or when there are few other traveling vehicles around the expressway Etc. Scenes with high energy-saving effect by constant output control include traveling scenes with little change in road gradient, cruising at a constant speed, and traveling conditions with low traveling resistance such as downhill and tailwind conditions.
図6は、トルク制御と定出力制御の組み合わせの例を示す。この例では、走行指令手段14から指令された目標指令値に対応する出力(同図のグラフでは20%,60%,100%の各例を示す)によって、定められた回転数未満ではトルクが目標指令値に応じた値となるトルク制御を行い、定められた回転数以上になると、定出力制御を行う。
段落[0014]で前述したとおり、出力制御は、モータ回転数が0に近い場合、微小な出力指令であっても、出力トルクはモータ4の最大トルクとなり、発進時にギクシャク感が発生してしまう。そこで、走行指令手段14からの目標指令値に対し、トルク制御手段19の出力と定出力制御手段18の出力を比較し、例えばセレクトローすることにより、低速域ではトルク制御が支配的となり、中高速域では出力制御が支配的とすることで、ギクシャク感なく、スムーズに発進することが出来る。
FIG. 6 shows an example of a combination of torque control and constant output control. In this example, the torque corresponding to the target command value commanded from the travel command means 14 (representing 20%, 60%, and 100% examples in the graph of the figure) is less than the predetermined rotational speed. Torque control is performed at a value corresponding to the target command value, and constant output control is performed when the rotational speed exceeds a predetermined value.
As described above in paragraph [0014], in the output control, when the motor rotation speed is close to 0, the output torque becomes the maximum torque of the
この実施形態における作用を説明する。第1の実施形態で述べたような定出力制御を採用した場合、省エネルギー性では優れるが、モータ回転数の上昇にともなって出力トルクを制限するため、アクセルペダルなどの入力に対する追従性が低下する場合がある。そこで、通常はトルク制御を使用し、定められた条件、例えばアクセルペルなどの入力に対する追従性を必要としない場合や、定出力制御による省エネルギー効果が高い場面では定出力制御を選択する制御方法選択手段21を用いることで、上記の問題を解決することができる。
The operation in this embodiment will be described. When the constant output control as described in the first embodiment is adopted, the energy saving performance is excellent, but the output torque is limited as the motor rotation speed increases, so the followability to the input of the accelerator pedal or the like is reduced. There is a case. Therefore, normally, torque control is used, and control method selection is used to select constant output control when there is no need to follow the input for a specified condition, such as accelerator pedal, or when the energy saving effect of constant output control is high. By using the
図10は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態において、特に説明する事項の他は、図1〜図4に示す第1の実施形態と同様である。この実施形態は、第1の実施形態において、前記定出力制御手段18の前段に目標指令値補正・制限手段24を設けたものである。目標指令値補正・制限手段24は、前記アクセル等の走行指令手段14から指令された目標指令値を、定められた条件に従って補正し前記定出力制御手段18へ目標指令値として与える手段である。前記目標指令値補正・制限手段24は、例えば前記ECU7に設ける。前記目標指令値補正・制限手段24は、例えば、定められた条件に従って省エネルギー運転が行われるように、アクセルペダル等のアクセル操作手段から指令された目標指令値に対して、出力トルクの脈動を抑制し、または急な加速を抑制する制御を行う。
定出力制御では、目標指令値を低く抑えることは、車両の消費エネルギーを低く押えることと同義であるため、省エネルギーを目的とした目標指令値の補正・制限を行う手段を定出力制御手段の上位に設けることで、より容易にかつ効果的に省エネルギー性を得ることができる。
FIG. 10 shows still another embodiment of the present invention. This embodiment is the same as the first embodiment shown in FIGS. 1 to 4 except for matters to be specifically described. In this embodiment, in the first embodiment, a target command value correction /
In constant output control, keeping the target command value low is synonymous with keeping vehicle energy consumption low, and therefore means for correcting and limiting the target command value for the purpose of energy saving is superior to the constant output control means. By providing in, energy saving property can be obtained more easily and effectively.
なお、図5に示す実施形態において、図10の実施形態における目標指令値補正・制限手段24を設けても良い。その場合、目標指令値補正・制限手段24は、例えば、制御方法選択手段21と定出力制御手段18との間に設ける。
前記定出力制御18を採用することで、モータ回転数の上昇に伴って出力トルクを制限するため、アクセルペダルなどの入力に対する追従性は低下する場合があるが、目標指令値補正・制限演算装置24をする場合には、さらに追従性が低下する場合がある。
このため、目標指令値補正・制限演算装置24を設ける場合は、前記トルク制御手段19と制御方法選択手段21とを設け、トルク制御を選択できるようにすることが、より一層好ましい。
In the embodiment shown in FIG. 5, the target command value correcting / limiting
By adopting the
Therefore, when the target command value correction /
1,2…車輪
4…モータ
7…ECU
8…インバータ装置
13…モータ駆動制御手段
14…走行指令手段
15…ブレーキ操作手段
16…操舵操作手段
17…回転数検出器
18…定出力制御手段
19…トルク制御手段
21…制御方法選択手段
24…目標指令値補正・制限手段
A…定出力曲線
1, 2 ...
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ...
Claims (9)
走行指令手段から指令された目標指令値に対して、この目標指令値と回転数検出器から得たモータの回転数とから、前記モータの出力トルクを定出力曲線に従って決定しトルク指令として前記モータ駆動制御手段へ出力する定出力制御手段を設けたことを特徴とするモータ搭載自動車の駆動力制御装置。 In an automobile driving force control device having a motor as a traveling drive source and having motor drive control means for controlling current of the motor according to a torque command,
With respect to the target command value commanded from the travel command means, the output torque of the motor is determined according to a constant output curve from the target command value and the motor rotation speed obtained from the rotation speed detector, and the motor is used as a torque command. A driving force control device for a motor vehicle-equipped automobile, characterized by comprising constant output control means for outputting to the drive control means.
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