JP2018074871A - Device for controlling drive of electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電動車両の駆動制御装置に関する。 The present invention relates to a drive control device for an electric vehicle.
車両の動力又は動力アシストとして電動モータを用いる電気自動車(EV)やハイブリッド車両(HEV)等の電動車両において、電動モータのマウントフレームを車体から吊り下げて支持するマウント構造が過去に提案されている(例えば、特許文献1)。 In electric vehicles such as an electric vehicle (EV) and a hybrid vehicle (HEV) that use an electric motor as power for the vehicle or power assist, a mount structure for supporting a mount frame of the electric motor by suspending it from the vehicle body has been proposed in the past. (For example, patent document 1).
一般に、電動車両を加速させると、慣性が働いて振動の原因となる。車両を構成する部品においては、電動モータの重量は大きいため、電動モータによる当該振動を抑制するために、加速時の慣性に耐えうる強固なマウントフレームで車体に電動モータを固定するか、或いは、急峻な加速を抑えるよう加速制御をするか、いずれかの対策が取られる。例えば、上述したマウントフレームを車体から吊り下げるマウント構造を採用する電動車両では、後者の対策をとること想定される。 In general, when an electric vehicle is accelerated, inertia works and causes vibration. In parts constituting the vehicle, since the electric motor is heavy, in order to suppress the vibration caused by the electric motor, the electric motor is fixed to the vehicle body with a strong mount frame that can withstand inertia during acceleration, or Either countermeasures are taken to control the acceleration so as to suppress the steep acceleration. For example, in the electric vehicle adopting the mount structure that suspends the mount frame from the vehicle body, it is assumed that the latter countermeasure is taken.
一方、マウントフレームを強化しようとすれば、その分のコストが生じ、極端に加速を抑制すれば、ドライバのフィーリング(加速感)を犠牲にしてしまう。 On the other hand, if the mount frame is to be strengthened, the cost is increased. If the acceleration is extremely suppressed, the driver's feeling (acceleration feeling) is sacrificed.
本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、運転時のフィーリングを満たしつつ、電動車両の加速時又は減速時に生じる慣性による振動も抑制することができる電動車両の駆動制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to control driving of an electric vehicle that can satisfy vibration during driving and also suppress vibration due to inertia that occurs during acceleration or deceleration of the electric vehicle. To provide an apparatus.
上記目的を達成するため、本発明の1つの態様による電動車両の駆動制御装置は、
電動車両におけるアクセル開度に基づいて、前記電動車両に駆動源として搭載された電動モータに対する目標モータトルクを算出する目標モータトルク算出部と、
前記電動車両の駆動軸に生じる捻れ振動に応じて、前記目標モータトルクを補正した第1モータトルクを算出する捻れ振動補正部と、
前記電動車両の加速時又は減速時における、前記電動車両に搭載された重量体に発生する振動を抑制する第2モータトルクを算出する重量体制振部と、を備え、
前記重量体制振部は、前記目標モータトルクのトルク変化率を規制するトルク変化率規制部と、前記重量体の実際の振動に応じて前記目標モータトルク又は前記第1モータトルクに対し前記重量体の振動を相殺する補正を行う慣性トルク補正部とのうち、少なくとも一方を有し、
前記捻れ振動補正部が算出した前記第1モータトルクによる前記電動車両の捻れ振動の制振制御と、前記重量体制振部が算出した前記第2モータトルクによる前記重量体の振動の制振制御との両方が実行される。
In order to achieve the above object, a drive control device for an electric vehicle according to one aspect of the present invention includes:
A target motor torque calculation unit that calculates a target motor torque for an electric motor mounted as a drive source in the electric vehicle based on an accelerator opening in the electric vehicle;
A torsional vibration correction unit that calculates a first motor torque obtained by correcting the target motor torque according to the torsional vibration generated in the drive shaft of the electric vehicle;
A weight system oscillating unit that calculates a second motor torque that suppresses vibrations generated in a weight body mounted on the electric vehicle during acceleration or deceleration of the electric vehicle;
The weight system oscillation unit includes a torque change rate regulating unit that regulates a torque change rate of the target motor torque, and the weight body with respect to the target motor torque or the first motor torque according to an actual vibration of the weight body. And at least one of an inertia torque correction unit that performs correction to cancel vibrations of
Vibration suppression control of the torsional vibration of the electric vehicle by the first motor torque calculated by the torsional vibration correction unit, and vibration suppression control of the weight body by the second motor torque calculated by the weight system vibration unit, Both are executed.
本発明によれば、運転時のフィーリングを満たしつつ、電動車両の加速時又減速時に生じる慣性による振動も抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the vibration by the inertia which arises at the time of acceleration or deceleration of an electric vehicle can be suppressed, satisfy | filling the feeling at the time of driving | operation.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本発明が適用される電動車両は、動力又は動力アシストとして電動モータを用いる電気自動車(EV)やハイブリッド車両(HEV)を含んでいるが、本実施形態では電動自動車(EV)を例に取って説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The electric vehicle to which the present invention is applied includes an electric vehicle (EV) and a hybrid vehicle (HEV) that use an electric motor as power or power assist. In the present embodiment, the electric vehicle (EV) is taken as an example. explain.
図1は本発明の一実施形態に係る電動車両の駆動制御装置が適用される電気自動車の概略構成を示すブロック図である。図1に示す電動自動車においては、電動自動車の全体制御を行う車両統合コントローラ1から、アクセル開度に応じたトルク要求値(指令値)が出力される。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an electric vehicle to which a drive control device for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention is applied. In the electric vehicle shown in FIG. 1, a torque request value (command value) corresponding to the accelerator opening is output from the vehicle integrated
車両統合コントローラ1からのトルク要求値(指令値)は、モータコントローラ13に入力される。モータコントローラ13は、モータ駆動回路11を介して、電動自動車の駆動源としての電動モータ9の駆動を制御する。電動モータ9は、電気自動車の駆動輪3のドライブシャフト5(請求項中の駆動軸に相当)に減速機7を介して動力を伝達するものであり、不図示の車体から吊り下げられたモータマウント9a(請求項中の重量体に相当)に実装されている。
A torque request value (command value) from the vehicle integrated
モータ駆動回路11は、電気自動車のバッテリ15の直流電圧を交流電圧に変換するインバータ等を内蔵している。モータコントローラ13は、例えば、マイクロコンピュータ等から構成され、インバータのスイッチングに用いるPWM(パルス幅変調)信号を出力するPWMコントローラ等を内蔵している。
The
車両統合コントローラ1は、例えば、マイクロコンピュータ等から構成されている。車載統合コントローラ1には、ブレーキペダルとアクセルペダルの各スイッチ17,19や、アクセルセンサ21及びシフトスイッチ23、電動モータ9の回転センサ25a,25b等のスイッチ・センサ類の信号が、CAN(Controller Area Network)等の車内通信を介して入力される。
The vehicle integrated
ブレーキペダルとアクセルペダルの各スイッチ17,19は、ブレーキペダルやアクセルペダル(いずれも図示せず)の踏み込みの有無に応じてオンオフ状態が切り替わる信号を出力する。アクセルセンサ21は、アクセルペダルの踏み込み量に応じてレベルが変化する信号を出力する。
Each of the brake pedal and
シフトスイッチ23は、不図示のセレクトレバーによって指示された電気自動車のシフトポジションの検出信号を、車両統合コントローラ1に出力する。
The shift switch 23 outputs a detection signal of the shift position of the electric vehicle indicated by a select lever (not shown) to the vehicle integrated
即ち、シフトスイッチ23は、セレクトレバーがパーキングレンジ(Pレンジ)、リバースレンジ(Rレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)、ドライブレンジ(Dレンジ)、2速レンジ(2レンジ)、1速レンジ(1レンジ)の各レンジの位置にシフトされたときに、そのシフト位置に対応する信号を検出する。
In other words, the
電動モータ9の回転センサ25a,25bは、電動モータ9の回転量に応じたパルス信号を、例えば互いに位相を1/4周期ずらして車両統合コントローラ1に出力する。したがって、車両統合コントローラ1は、回転センサ25a,25bからのパルス数で電動モータ9の回転量(回転数)や回転速度を算出することができる。また、車両統合コントローラ1は、各回転センサ25a,25bからのパルス信号の位相ずれ方向が進み方向か遅れ方向かによって、電動モータ9の回転方向を検出することができる。
The
ここで、図1の電動自動車において行われる電動モータ9の駆動制御を、それに関係する構成と共に、図2のブロック図を参照して説明する。
Here, the drive control of the
上述した図1のスイッチ・センサ類17,19,21,23,25a,25bの信号が入力される車両統合コントローラ1は、図2のブロック図に示すように、目標モータトルク算出部31を有している。
The vehicle integrated
車両統合コントローラ1の目標モータトルク算出部31は、所定の動作を達成する機能単位を示すモジュールによって構成される。このモジュールは、車両統合コントローラ1のハードウェアやソフトウェア、又はこれらの組み合わせ等によって実現される。
The target motor
目標モータトルク算出部31は、アクセルペダルスイッチ19やアクセルセンサ21、シフトスイッチ23の出力信号に基づいて、電動モータ9の目標モータトルクTm*を算出する。
The target motor
車両統合コントローラ1の目標モータトルク算出部31により算出された目標モータトルクTM*が入力されるモータコントローラ13は、レートリミット処理部33(請求項中の重量体制振部(トルク変化率規制部)に相当)及び捻れ制振部100を有している。
The
モータコントローラ13の各部33,100は、所定の動作を達成する機能単位を示すモジュールによってそれぞれ構成される。各モジュールは、モータコントローラ13のハードウェアやソフトウェア、又はこれらの組み合わせ等によって実現される。
Each
そして、本発明の一実施形態に係る電動車両の駆動制御装置30は、上述した車両統合コントローラ1の目標モータトルク算出部31の他に、モータコントローラ13のレートリミット処理部33や、捻れ制振部100の後述する補正量算出部109を含んで構成されている。
And the
レートリミット処理部33は、目標モータトルク算出部31が算出する電動モータ9の目標モータトルクTm*のトルク変化率を、設定された上限までに抑えるレートリミット処理を施すものである。なお、設定された上限とは、トルク変化率の絶対値に対する上限である。したがって、電動モータ9の目標モータトルクTm*が増加するときだけでなく減少するときにも、トルク変化率の絶対値に対して上限が適用される。
The rate
この上限は、電動自動車の加速時又は減速時に電動モータ9のモータマウント9aに発生する振動から、共振周波数帯域の成分を排除するために設定するものである。したがって、レートリミット処理部33で設定される目標モータトルクTm*のトルク変化率の上限は、目標モータトルクTm*の周波数成分がモータマウント9aの共振周波数帯域よりも低い周波数帯域に属するようになるトルク変化率(請求項中の目標モータトルクTm*の周波数成分から重量体(モータマウント9a)の共振周波数帯域が除外されるトルク変化率に相当)である。その結果、モータマウント9aの振動振幅が、許容可能な振動限界しきい値以下に維持される。この振動限界しきい値は、例えば、電動自動車の加速時に駆動系40の駆動輪3に発生するロードノイズの振幅以下とすることができる。
This upper limit is set in order to eliminate a component in the resonance frequency band from vibration generated in the motor mount 9a of the
ここで、目標モータトルクTm*の振動限界トルク変化率(目標モータトルクTm*の上限しきい値)を、目標モータトルクTm*の周波数成分がモータマウント9aの共振周波数帯域の下限となるときのトルク変化率としてもよい。 Here, the vibration limit torque change rate of the target motor torque Tm * (the upper limit threshold value of the target motor torque Tm *) is determined when the frequency component of the target motor torque Tm * is the lower limit of the resonance frequency band of the motor mount 9a. It is good also as a torque change rate.
そして、例えば、目標モータトルク算出部31が算出した電動モータ9の目標モータトルクTm*が、直前の目標モータトルクTm*に対して、設定された上限を超えるトルク変化率で変化するような場合、即ち、目標モータトルクTm*の周波数成分がモータマウント9aの共振周波数帯域を含む周波数成分となった場合は、レートリミット処理部33が目標モータトルクTm*を変更(規制)する。この変更で、直前の目標モータトルクTm*に対する目標モータトルクTm*のトルク変化率は、設定された上限となる。
For example, when the target motor torque Tm * of the
このレートリミット処理部33は、図1に示す電気自動車の加速時又は減速時の慣性により電動モータ9又はそのモータマウント9aに発生する振動を低減すると共に、電動モータ9又はそのモータマウント9aの共振を抑制するために用いられる。
The rate
仮に、レートリミット処理部33によるレートリミット処理を行わない場合、目標モータトルクTM*をステップ入力しそれに応じたモータトルク指令値で電動モータ9を駆動させると、ステップ入力される目標モータトルクTM*の周波数が、電動モータ9又はそのモータマウント9aの共振周波数帯域(例えば、19Hz〜21Hzであり、ピークが20Hzである)を含んでしまう。このため、ステップ応答となるモータトルク指示値にもモータマウント9aの共振周波数成分が含まれてしまい、モータトルク指示値に応じて駆動されるモータマウント9aに共振が生じてしまう。
If the rate limit processing by the rate
これに対し、レートリミット処理部33によるレートリミット処理を行って、ステップ入力される目標モータトルクTM*のトルク変化率を所定の上限に抑え、ステップ応答にならないようにすると、目標モータトルクTM*に応じたモータトルク指令値から、電動モータ9又はそのモータマウント9aの共振周波数帯域を排除することができる。このため、モータトルク指示値に応じて駆動されるモータマウント9aの共振を抑制することができる。
On the other hand, when the rate limit processing by the rate
ところで、電動モータ9から駆動輪3に至る電気自動車の駆動系40(駆動輪3、ドライブシャフト5、減速機7及び電動モータ9等)においては、エンジン車両と比較して急峻な加速が可能である一方、このような加速を得るために電動モータ9の回転数を急峻に増加させるとドライブシャフト5が捻れ、この捻れにより振動(捻れ振動)が発生することが知られている。
By the way, in the drive system 40 (
そこで、本実施形態では、上述したレートリミット処理に加えて、駆動系40の捻れ振動を捻れ制振部100の制振制御によって抑制するようにしている。
Therefore, in the present embodiment, in addition to the rate limit process described above, the torsional vibration of the
即ち、図2の駆動制御装置30の捻れ制振部100は、目標モータトルク算出部31が算出した電動モータ9の目標モータトルクTm*に対して、駆動系40の捻れ振動を抑制するための補正を行う。図3は捻れ制振部100の具体的な構成を示すブロック図である。
That is, the torsional damping
捻れ制振部100は、図3に示すように、目標加速度算出部103、モータ回転数検出部105、実加速度算出部107、補正量算出部109及びモデル化誤差抑制部111を有している。モデル化誤差抑制部111の出力は、捻れ制御部100と同じくモータコントローラ13に設けたモータトルク指令値算出部113に出力される。
As shown in FIG. 3, the torsional damping
そして、捻れ制振部100の目標加速度算出部103は、目標モータトルク算出部31が算出してレートリミット処理部33がレートリミット処理した目標モータトルクTm*から、図1に示す電気自動車の理想車両モデルの伝達関数Gm(s)を用いて、電動モータ9の目標加速度(理想加速度)を算出する。
Then, the target
なお、理想車両モデルとは、図1に示す電気自動車の駆動系40(駆動輪3、ドライブシャフト5、減速機7及び電動モータ9等)においてバックラッシュがなく、且つ完全な剛体であると仮定したモデルを意味する。理想車両モデルの伝達関数Gm(s)については後述する。
The ideal vehicle model is assumed to be a perfect rigid body without backlash in the drive system 40 (
また、捻れ制振部100のモータ回転数検出部105は、回転センサ25a,25bの出力信号から電動モータ9の実際の回転数ωMを検出する。この回転数ωMは、単位時間当たりの電動モータ9の回転数(=回転速度)である。
Further, the motor rotation
実加速度算出部107は、モータ回転数ωMを基に、電動モータ9の実加速度を演算する伝達関数、即ち、電動モータ9のータ回転数ωMを入力とし、実加速度を出力とする伝達関数を算出する。
Based on the motor rotation speed ωM, the actual
補正量算出部109は、目標加速度算出部103が算出した電動モータ9の目標加速度と実加速度算出部107が算出した電動モータ9の実加速度の偏差が小さくなるように、目標モータトルクTm*に対する補正量を算出する。
The correction
補正量算出部109について詳細に説明すると、偏差算出部109aが、目標加速度算出部103により算出された電動モータ9の目標加速度から、実加速度算出部107で算出された電動モータ9の実加速度を減算することにより、目標加速度と実加速度との偏差を算出する。そして、比例制御部109bが、偏差算出部109aにより算出された偏差に所定の比例ゲインKpを乗算する。なお、比例ゲインKpの値は適宜設定可能である。
The correction
さらに、捻れ制振部100のモデル化誤差抑制部111は、外乱除去を行うハイパスフィルタHPFを有しており、補正量算出部109によって算出される補正量の高周波成分のみをハイパスフィルタHPFで抽出する。
Further, the modeling
そして、上述した目標加速度算出部103が、レートリミット処理後の目標モータトルクTm*から電動モータ9の目標加速度(理想加速度)を算出するのに用いる理想車両モデルの伝達関数Gm(s)は、例えば以下の式(1)、
Gm(s)=ω/{JT N(s+ω)} …(1)
で表すことができる。
The transfer function Gm (s) of the ideal vehicle model used by the target
Gm (s) = ω / {JTN (s + ω)} (1)
Can be expressed as
ここで、ω[rad/s]は、モデル化誤差抑制部111のハイパスフィルタHPFによるカットオフ周波数であり、JT [Nms^2]は、電動モータ9の出力軸の慣性モーメントに換算した、駆動系40(図1)の走行中に働く総合イナーシャ(慣性モーメント)である。また、Nは減速機7(図1)の減速比であり、sはラプラス演算子である。
Here, ω [rad / s] is a cut-off frequency by the high-pass filter HPF of the modeling
以上のように構成された捻れ制振部100では、理想車両モデルの伝達関数Gm(s)を用いて目標加速度算出部103が算出した電動モータ9の目標加速度(理想加速度)から、補正量算出部109が、レートリミット処理後の目標モータトルクTm*の補正量を算出する。この補正量は、ノイズとなる高周波成分をモデル化誤差抑制部111で排除した後に、モータトルク指令値算出部113において、除算部34の出力に加算される。
In the torsional damping
除算部34は、目標モータトルク算出部31が算出してレートリミット処理部33がレートリミット処理した目標モータトルクTm*を、図1に示す減速機7による減速比Nで除算する。この除算部34は、上述したモータトルク指令値算出部113と共に、モータコントローラ13に設けられる。
The
以上に説明した本実施形態の駆動制御装置30では、補正量算出部109とモータトルク指令値算出部113とが、請求項中の捻れ振動補正部を構成している。
In the
また、除算部34及びモータトルク指令値算出部113は、先に説明した駆動制御装置30の各部33,100と同じく、所定の動作を達成する機能単位を示すモジュールによってそれぞれ構成される。各モジュールは、モータコントローラ13のハードウェアやソフトウェア、又はこれらの組み合わせ等によって実現される。
Further, the
なお、本実施形態においては、伝達関数Gm(s)を、図1の減速機7の減速比Nで除算した値としたが、減速比Nで除算した値を理想車両モデルの伝達関数Gm(s)とするか否かは任意である。減速比Nで除算しない値を理想車両モデルの伝達関数Gm(s)とする場合は、除算部34が不要となる。
In the present embodiment, the transfer function Gm (s) is a value obtained by dividing the transfer function Gm (s) by the reduction ratio N of the reducer 7 in FIG. 1, but the value divided by the reduction ratio N is the transfer function Gm ( Whether or not to be s) is arbitrary. When the value that is not divided by the reduction ratio N is used as the transfer function Gm (s) of the ideal vehicle model, the dividing
そして、駆動制御装置30のモータトルク指令値算出部113は、レートリミット処理部33によるレートリミット処理後の目標モータトルクTm*に対し、モデル化誤差抑制部111が出力する補正量を加算して、最終的なモータトルク指令値を算出する。この最終的なモータトルク指令値が、請求項中の第1モータトルク及び第2モータトルクに相当する。
Then, the motor torque command
すると、モータトルク指令値算出部113が算出した最終的なモータトルク指令値に応じたデューティー比のPWM信号が、図1のモータコントローラ13で生成されて、このPWM信号のデューティー比でモータ駆動回路11が電動モータ9を駆動させる。
Then, a PWM signal having a duty ratio corresponding to the final motor torque command value calculated by the motor torque command
このような構成により、捻れ制振部100は、駆動系40に生じる捻れ振動を抑制する制振制御を行うことができる。
With such a configuration, the torsional damping
以上に説明した構成を有する本実施形態の駆動制御装置30では、目標モータトルク算出部31が算出した電動モータ9の目標モータトルクTm*のトルク変化率が、レートリミット処理部33が行うレートリミット処理において設定される上限のトルク変化率に抑制される。このため、電動モータ9やモータマウント9a、ひいては、車両の共振が抑制され、捻れ制振部100の制振制御によって捻れ振動を抑制することができる。
In the
図4は、レートリミット処理部33が行うレートリミット処理による振動抑制の効果を示すもので、図4(a)は、比較例としての、レートリミット処理がなしで捻れ制振制御がありの場合の電動モータ9の振動の様子とドライブシャフト5(D/SFT)の歪の様子とを示すグラフ、図4(b)は、レートリミット処理と捻れ制振制御とが共にありの場合の電動モータ9の振動の様子とドライブシャフト5の歪の様子とを示すグラフである。
FIG. 4 shows the effect of vibration suppression by the rate limit process performed by the rate
なお、図4(a)の隣り合う加速度目盛り線間の加速度差と図4(b)の隣り合う加速度目盛り線間の加速度差は同じである。図4(a)の隣り合う時間目盛り線間の時間長と図4(b)の隣り合う時間目盛り線間の時間長も同じである。 Note that the acceleration difference between adjacent acceleration scale lines in FIG. 4A and the acceleration difference between adjacent acceleration scale lines in FIG. 4B are the same. The time length between adjacent time scale lines in FIG. 4A and the time length between adjacent time scale lines in FIG. 4B are also the same.
図4(a)を参照すると、捻れ制振制御のみでは、捻れ振動は抑制できるが電動モータ9やモータマウント9aの共振は抑制できず振動が発生していることが分かる。これに対し、図4(b)を参照すると、レートリミット処理を追加することで、電動モータ9やモータマウント9aの共振を捻れ振動と共に抑制できることが分かる。
Referring to FIG. 4A, it can be seen that the torsional vibration can be suppressed by only the torsional vibration suppression control, but the resonance of the
このように、本実施形態の駆動制御装置30では、運転時の加速感に関するフィーリングを満たしつつ、電気自動車の加速時又は減速時に生じる慣性による振動を抑制することができる。
As described above, in the
上述した第1実施形態の駆動制御装置30では、モータマウント9aの共振をレートリミット処理で抑制したが、捻れ制振部100による捻れ制振制御と同様に、フィードバック制御によってモータマウント9aの共振を抑制してもよい。
In the
以下、モータマウント9aの共振(電動モータ9の振動)を制振制御によって抑制するように構成した本発明の第2実施形態に係る駆動制御装置の原理的な概略構成を、図5のブロック図を参照して説明する。 FIG. 5 is a block diagram showing the basic schematic configuration of the drive control apparatus according to the second embodiment of the present invention configured to suppress resonance of the motor mount 9a (vibration of the electric motor 9) by vibration suppression control. Will be described with reference to FIG.
図5に示す第2実施形態の駆動制御装置30aは、図2に示す第1実施形態の駆動制御装置30と同様の目標モータトルク算出部31及び捻れ制振部100と、第1実施形態の駆動制御装置30のレートリミット処理部33とは異なるフィルタ35と、上下G(加速度)指令値設定部41及びモータマウント振動抑制制御部200とを有している。
The
これらの各部31,33,41,100,200は、所定の動作を達成する機能単位を示すモジュールによってそれぞれ構成される。各モジュールは、車両統合コントローラ1内のハードウェアやソフトウェア、又はこれらの組み合わせ等によって実現される。
Each of these
なお、図5に示す第2実施形態の駆動制御装置30aが適用される電気自動車においては、図1に示す車両統合コントローラ1に上下G検出部27(請求項中の振動検出部に相当)がさらに接続されている。上下G検出部27は、例えば、モータマウント9a(図2参照)のZ(上下)方向のG(加速度)を検出する加速度センサ等で構成され、慣性による電動モータ9のZ(上下)方向の振動加速度を示す信号を車両統合コントローラ1に出力する。
In the electric vehicle to which the
また、第2実施形態の駆動制御装置30aのフィルタ35は、目標モータトルク算出部31が算出する電動モータ9の目標モータトルクTm*に高周波のノイズが重畳されている場合に、そのノイズによって電動モータ9のモータトルクが急峻に変化するのを防止するために設けられている。
The
したがって、捻れ制振部100の各部103〜111(図3参照)は、フィルタ35によるフィルタリング後の目標モータトルクTm*に対して、第1実施形態と同じ処理を施す。
Therefore, each part 103-111 (refer FIG. 3) of the
即ち、本実施形態の駆動制御装置30aでも、補正量算出部109とモータトルク指令値算出部113とが、請求項中の捻れ振動補正部を構成している。
That is, also in the
さらに、第2実施形態の駆動制御装置30aでは、慣性による電動モータ9の振動のZ(上下)方向成分を、上下G(加速度)指令値設定部41及びモータマウント振動抑制制御部200を用いて抑制する。
Furthermore, in the
上下G(加速度)指令値設定部41は、Z(上下)方向における電動モータ9の振動加速度の指令値(上下G指令値)として一定の値を、モータマウント振動抑制制御部200に出力する。モータマウント振動抑制制御部200は、後述する比例制御部203(図6参照)の比例制御によって、慣性による電動モータ9の振動(Z(上下)方向)の制振制御のための補正値を算出する。
The vertical G (acceleration) command
モータマウント振動抑制制御部200は、図6の具体的な構成のブロック図に示すように、偏差算出部201、比例制御部203(請求項中の制振補正量算出部に相当)及びバンドパスフィルタ(BPF)205を有している。
As shown in the block diagram of the specific configuration in FIG. 6, the motor mount vibration
偏差算出部201は、上下G(加速度)指令値設定部41が算出した上下G指令値から、上下G検出部27が検出したモータマウント9a(電動モータ9)のZ(上下)方向のG(加速度)を減算することにより、上下G指令値とモータマウント9a(電動モータ9)のZ(上下)方向のG(加速度)との偏差を算出する。ここでは、モータマウント9aの振動の逆位相の波形となる偏差を算出できればよいため、上下G指令値は、一定の値でありさえすればどのような値であってもよい。
The
比例制御部203は、偏差算出部201により算出された偏差に所定の比例ゲイン(例えば、「2」)を乗算することにより、慣性による電動モータ9のZ(上下)方向の振動を抑制するための補正量を算出する。なお、比例ゲインの値は、モータマウント振動抑制制御部200が算出する補正値を用いた電動モータ9の慣性によるZ(上下)方向)の振動の制振制御の応答速度に応じて適宜設定可能である。
The
バンドパスフィルタ(BPF)205は、比例制御部203の出力からモータマウント9aの振動周波数成分を抽出し、他の周波数成分をカットする。したがって、バンドパスフィルタ(BPF)205では、モータマウント9a(電動モータ9)のZ(上下)方向のG(加速度)の逆位相成分のみが抽出される。なお、本実施形態では、Z(上下)方向の振動成分の制振制御を取り上げて説明したが、制振制御する振動の方向は特に限定されない。
The band pass filter (BPF) 205 extracts the vibration frequency component of the motor mount 9a from the output of the
バンドパスフィルタ(BPF)205が抽出したモータマウント9a(電動モータ9)のZ(上下)方向のG(加速度)の逆位相成分は、モータマウント9a(電動モータ9)のZ(上下)方向の振動を抑制するための補正値(モータマウント振動補正トルク指令値)として用いられる。 The reverse phase component of G (acceleration) in the Z (vertical) direction of the motor mount 9a (electric motor 9) extracted by the bandpass filter (BPF) 205 is the Z (vertical) direction of the motor mount 9a (electric motor 9). It is used as a correction value (motor mount vibration correction torque command value) for suppressing vibration.
このモータマウント振動補正トルク指令値は、図5に示すように、捻れ制振部100が出力する捻れ振動の制振制御後の目標モータトルクTm*と共に、モータトルク指令値算出部29に入力される。モータトルク指令値算出部29は、捻れ振動の制振制御後の目標モータトルクTm*に対して、バンドパスフィルタ(BPF)205が出力するモータマウント振動補正トルク指令値を加算して、最終的なモータトルク指令値を算出する。この最終的なモータトルク指令値が、請求項中の第1モータトルク及び第2モータトルクに相当する。
The motor mount vibration correction torque command value is input to the motor torque command
すると、モータトルク指令値算出部29が算出した最終的なモータトルク指令値に応じたデューティー比のPWM信号が、図1のモータコントローラ13で生成されて、このPWM信号のデューティー比でモータ駆動回路11が電動モータ9を駆動させる。
Then, a PWM signal having a duty ratio corresponding to the final motor torque command value calculated by the motor torque command
以上に説明した本実施形態の駆動制御装置30aでは、モータトルク指令値算出部29とモータマウント振動抑制制御部200とが、請求項中の重量体制振部を構成している。また、本実施形態の駆動制御装置30aでは、モータトルク指令値算出部29が請求項中の慣性トルク補正部に相当している。
In the
このような構成による本実施形態の駆動制御装置30aでも、上下G検出部27が検出するモータマウント9aのZ(上下)方向のG(加速度)に基づいてモータマウント振動抑制制御部200が行う、モータマウント9a(電動モータ9)のZ(上下)方向のG(加速度)の逆位相成分から算出した補正値を用いた制振制御により、電動モータ9のZ(上下)方向の振動を抑制することができる。
Also in the
なお、図5に示す駆動制御装置30aでは、モータマウント振動抑制制御部200が行う、電動モータ9のZ(上下)方向の振動を抑制する制振制御のループを、回転センサ25a,25bの出力信号から検出される電動モータ9の実際の回転数ωMを用いて捻れ制振部100が行う駆動系40の捻れ振動の制御ループに対して、アウタループとなるように構成した。
In the
しかし、モータマウント振動抑制制御部200が行う電動モータ9のZ(上下)方向の振動抑制の制御ループを、捻れ制振部100が行う駆動系40の捻れ振動の制御ループに対して、インナループとなるように構成してもよい。
However, the control loop for suppressing the vibration in the Z (vertical) direction of the
また、上述した各実施形態では、電気自動車の加速時や減速時における電動モータ9やモータマウント9aの共振を抑制する場合について説明した。しかし、本発明は、電気自動車の加速時や減速時の慣性により電気自動車の構成部品である重量体に発生する種々の振動を抑制する場合に広く適用可能である。
Moreover, in each embodiment mentioned above, the case where the resonance of the
さらに、駆動制御装置30,30aの捻れ制振部100やモータマウント振動抑制制御部200が行う制振制御は、速度の偏差によるものであってもよく、加速度の偏差によるものであってもよい。
Furthermore, the vibration suppression control performed by the torsional
本発明は、構成部品である重量体に加速時や減速時の慣性により振動が発生する電動車両において利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in an electric vehicle in which vibration is generated in a heavy body that is a component part due to inertia during acceleration or deceleration.
1 車両統合コントローラ
3 駆動輪
5 ドライブシャフト(駆動軸)
7 減速機
9 電動モータ(駆動源)
9a モータマウント(重量体)
11 モータ駆動回路
13 モータコントローラ
15 バッテリ
17 ブレーキペダルスイッチ
19 アクセルペダルスイッチ
21 アクセルセンサ
23 シフトスイッチ
25a,25b 回転センサ
27 上下G検出部(振動検出部)
27a 支軸
29 モータトルク指令値算出部(重量体制振部、慣性トルク補正部)
30,30a 駆動制御装置
31 目標モータトルク算出部
33 レートリミット処理部(重量体制振部、トルク変化率規制部)
35 レートリミット処理部
40 駆動系
41 上下G指令値設定部
100 捻れ制振部
101 目標モータトルク算出部
103 目標加速度算出部
105 モータ回転数検出部
107 実加速度算出部
109 補正量算出部(捻れ振動補正部)
109a 偏差算出部
109b 比例制御部
111 モデル化誤差抑制部(ハイパスフィルタ、HPF)
113 モータトルク指令値算出部(捻れ振動補正部)
200 モータマウント振動抑制制御部(重量体制振部)
203 比例制御部(制振補正量算出部)
205 バンドパスフィルタ
Kp 比例ゲイン
Tm* 目標モータトルク
ωM 電動モータ回転数
1 Vehicle integrated
7
9a Motor mount (heavy body)
DESCRIPTION OF
30, 30a
35 Rate
109a
113 Motor torque command value calculation unit (torsional vibration correction unit)
200 Motor mount vibration suppression control part (weight system vibration part)
203 Proportional control unit (vibration correction amount calculation unit)
205 Bandpass filter Kp Proportional gain Tm * Target motor torque ωM Electric motor speed
Claims (7)
前記電動車両の駆動軸(5)に生じる捻れ振動に応じて、前記目標モータトルク(Tm*)を補正した第1モータトルクを算出する捻れ振動補正部(109,113)と、
前記電動車両の加速時又は減速時における、前記電動車両に搭載された重量体(9a)の振動を抑制する第2モータトルクを算出する重量体制振部(33,200,29)と、を備え、
前記重量体制振部(33,200,29)は、前記目標モータトルク(Tm*)のトルク変化率を規制するトルク変化率規制部(33)と、前記重量体(9a)の実際の振動に応じて前記目標モータトルク(Tm*)又は前記第1モータトルクに対し前記重量体(9a)の振動を相殺する補正を行う慣性トルク補正部(29)と、の少なくとも一方を有し、
前記捻れ振動補正部(109,113)が算出した前記第1モータトルクによる前記電動車両の捻れ振動の制振制御と、前記重量体制振部(33,200,29)が算出した前記第2モータトルクによる前記重量体(9a)の振動の制振制御との両方が実行される、
電動車両の駆動制御装置(30,30a)。 A target motor torque calculation unit (31) for calculating a target motor torque (Tm *) for an electric motor (9) mounted as a drive source in the electric vehicle based on an accelerator opening in the electric vehicle;
A torsional vibration correcting unit (109, 113) for calculating a first motor torque obtained by correcting the target motor torque (Tm *) according to the torsional vibration generated in the drive shaft (5) of the electric vehicle;
A weight control unit (33, 200, 29) for calculating a second motor torque that suppresses vibration of a weight body (9a) mounted on the electric vehicle when the electric vehicle is accelerated or decelerated. ,
The weight system oscillating unit (33, 200, 29) is adapted to a torque change rate regulating unit (33) for regulating a torque change rate of the target motor torque (Tm *) and an actual vibration of the weight body (9a). And at least one of the target motor torque (Tm *) and the inertial torque correction unit (29) that performs correction for canceling vibration of the weight body (9a) with respect to the first motor torque,
Vibration suppression control of the torsional vibration of the electric vehicle by the first motor torque calculated by the torsional vibration correction unit (109, 113), and the second motor calculated by the weight system vibrational unit (33, 200, 29) Both vibration suppression control of vibration of the weight body (9a) by torque is executed.
Drive control device (30, 30a) for electric vehicle.
請求項1記載の電動車両の駆動制御装置(30,30a)。 The torque change rate regulating unit (33) changes the torque of the target motor torque (Tm *) until the resonance frequency band of the weight body (9a) is excluded from the frequency component of the target motor torque (Tm *). Reduce the rate,
The drive control apparatus (30, 30a) of the electric vehicle according to claim 1.
前記所定値は、前記捻れ振動が発生するトルク変化率よりも大きく、かつ、前記重量体(9a)に共振が発生するトルク変化率以下の値とされ、
前記捻れ振動補正部(109,113)は、前記所定値以下に規制された前記目標モータトルク(Tm*)を補正して前記第1モータトルクを算出する、
請求項1又は2記載の電動車両の駆動制御装置(30,30a)。 The torque change rate regulating unit (33) regulates the torque change rate of the target motor torque (Tm *) to a predetermined value or less,
The predetermined value is greater than the torque change rate at which the torsional vibration occurs and is equal to or less than the torque change rate at which resonance occurs in the weight body (9a).
The torsional vibration correction unit (109, 113) calculates the first motor torque by correcting the target motor torque (Tm *) restricted to the predetermined value or less;
The drive control apparatus (30, 30a) of the electric vehicle according to claim 1 or 2.
前記所定値は、前記捻れ振動が発生するトルク変化率よりも大きく、かつ、前記重量体(9a)にロードノイズ以上の振動が発生するトルク変化率以下の値とされ、
前記捻れ振動補正部(109,113)は、前記所定値以下に規制された前記目標モータトルク(Tm*)を補正して前記第1モータトルクを算出する、
請求項1又は2記載の電動車両の駆動制御装置(30,30a)。 The torque change rate regulating unit (33) regulates the torque change rate of the target motor torque (Tm *) to a predetermined value or less,
The predetermined value is a value that is greater than a torque change rate at which the torsional vibration occurs and is less than or equal to a torque change rate at which a vibration greater than road noise occurs in the weight body (9a).
The torsional vibration correction unit (109, 113) calculates the first motor torque by correcting the target motor torque (Tm *) restricted to the predetermined value or less;
The drive control apparatus (30, 30a) of the electric vehicle according to claim 1 or 2.
前記慣性トルク補正部(29)は、前記目標モータトルク(Tm*)又は前記第1モータトルクを、前記制振補正量算出部(203)が算出した前記制振制御用の補正量を用いて補正する、
請求項1又は2記載の電動車両の駆動制御装置(30,30a)。 The weight system vibration unit (200) includes a vibration detection unit (27) that detects actual vibration of the weight body (9a), and the actual weight body (9a) detected by the vibration detection unit (27). A vibration suppression correction amount calculation unit (203) that calculates a correction amount for vibration suppression control by the weight system vibration unit (200) based on the value of the reverse phase of the vibration of
The inertia torque correction unit (29) uses the vibration suppression control correction amount calculated by the vibration suppression correction amount calculation unit (203) to calculate the target motor torque (Tm *) or the first motor torque. to correct,
The drive control apparatus (30, 30a) of the electric vehicle according to claim 1 or 2.
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