JP3779854B2 - 車両用駆動システムの制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力変換器と、この電力変換器により給電される電動機と、この電動機の出力軸に連結された車輪とからなる車両駆動システムの制御装置に関し、特に、該車輪の空転を抑制するための制御に関する。
【0002】
【従来の技術】
図5は、車両駆動システム(以下、単に駆動システムとも称する)の代表的な従来例を示すブロック構成図である。
【0003】
この駆動システムには3相電圧形インバータなどの電力変換器1と、電力変換器1の交流出力側に接続された3相誘導電動機などの電動機2と、電力変換器1の交流側電流を検出する電流検出器3と、前記電動機2の回転速度を検出する速度検出器4と、前記電動機2の出力軸に減速器2aを介して連結された車輪5とを備えている。
【0004】
また、この駆動システムの制御装置には空転抑制演算手段23と、再空転抑制演算手段24と、減算手段25と、乗算手段26と、電動機制御手段15とを備えている。
【0005】
図5に示した駆動システムの制御装置の動作を以下に説明する。
【0006】
空転抑制演算手段23には速度検出器4で検出した電動機2の回転速度(ωd)と、空転の起きていない他の電動機の回転速度(ωd0)とが入力され、下記数1に従った演算を行い、トルク絞り率(G1)が出力される。
【0007】
【数1】
【0008】
ここで、K1,K2は制御定数である。
【0009】
再空転抑制演算手段24には前記回転速度(ωd)と、前記他の電動機の回転速度(ωd0)とが入力され、下記数2に従った演算を行い、トルク係数(G2)が出力される。
【0010】
【数2】
【0011】
ここで、K3は制御定数である。
【0012】
減算手段25では再空転抑制演算手段24出力であるトルク係数(G2)と、空転抑制演算手段23出力であるトルク絞り率(G1)との差を演算する。また、乗算手段26では減算手段25の演算結果と、指令されるトルク指令値(τ0*)との乗算演算を行い、その結果をトルク指令値(τ*)として電動機制御手段15出力する。
【0013】
電動機制御手段15は前記トルク指令値(τ*)と、前記回転速度(ωd)と、電流検出器3で検出した電力変換器1の交流側電流とに基づく周知の技術の電動機2のベクトル制御を行うことにより、電力変換器1から給電される電動機2を所望の動作状態にしている。
【0014】
すなわち図5に示した駆動システムの制御装置では、車輪5が空転した際に、この空転の大きさと、空転したときの電動機2の回転加速度とに応じてトルク指令値を絞ることにより、空転を抑制している。また、空転加速度のピーク値に応じてトルク指令値を下げ続けておくことで、車輪5が再度空転を起こすことを抑制している。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く従来の制御装置では、車輪が空転してからトルク指令値を絞って空転を抑えており、その結果、乗り心地が悪くなるという問題があった。
【0016】
また、再度の空転を抑えるために、空転が収まった後もトルク指令値を下げ続けており、車両の加速性能が低下するという問題もあった。
【0017】
この発明の目的は、上記問題点を解決する車両駆動システムの制御装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
この第1の発明は電力変換器と、この電力変換器により給電される電動機と、この電動機の出力軸に連結された車輪とからなる車両駆動システムを制御する車両駆動システムの制御装置において、
前記車輪と路面間の転がり摩擦力の最大値に対応する該車輪の駆動力に基づく前記電動機のトルク上限値(τ1 *)を演算するトルク上限値演算手段と、指令される前記電動機へのトルク指令値(τ0 *)の絶対値、又は、前記トルク上限値(τ1 *)の絶対値のいずれか小さい値を選択し、この選択値を新たなトルク指令値(τ*)として出力する最小値選択手段と、前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機の回転速度(ωd)と、前記電力変換器の出力電流とに基づき前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0019】
第2の発明は前記第1の発明の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記回転速度(ωd)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、前記回転速度(ωd)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記回転速度(ωd)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記電動機の回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度(ωd)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする。
【0020】
第3の発明は前記第1の発明の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機の回転速度指令値(ω*)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、前記回転速度指令値(ω*)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記回転速度(ωd)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度(ωd)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする。
【0021】
第4の発明は電力変換器と、この電力変換器により給電される電動機と、この電動機の出力軸に連結された車輪とからなる車両駆動システムを制御する車両駆動システムの制御装置において、
前記車輪と路面間の転がり摩擦力の最大値に対応する該車輪の駆動力に基づく前記電動機のトルク上限値(τ1 *)を演算するトルク上限値演算手段と、指令される前記電動機へのトルク指令値(τ0 *)の絶対値、又は、前記トルク上限値(τ1 *)の絶対値のいずれか小さい値を選択し、この選択値を新たなトルク指令値(τ*)として出力する最小値選択手段と、前記トルク指令値(τ*)と、前記電力変換器の出力電流とに基づき前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えたことを特徴とする。
【0022】
第5の発明は前記第4の発明の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機制御手段で演算された前記電動機の回転速度推定値(ωe)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、前記回転速度推定値(ωe)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記回転速度推定値(ωe)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記電動機の回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度推定値(ωe)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする。
【0023】
第6の発明は前記第4の発明の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機の回転速度指令値(ω*)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、前記回転速度指令値(ω*)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記電動機制御手段で演算された前記電動機の回転速度推定値(ωe)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度推定値(ωe)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする。
【0024】
この発明は、車輪・路面間の転がり摩擦力とすべり速度との関係と、前記転がり摩擦力の最大点付近ではすべり加速度の変化が小さいこととに着目してなされたものである。
【0025】
図6は、前記転がり摩擦力(Fc)と数3で求まるすべり速度(ΔV)との代表的な関係を示したものである。
【0026】
【数3】
【0027】
ここで、Vは車両の走行速度、ωは電動機の回転速度、Rは車輪の半径、Gは減速器のギア比である。
【0028】
従って、転がり摩擦曲線の傾きがゼロとなるすべり速度で運転することで、空転を抑えつつ、最大の駆動力を得ることができる。
【0029】
すなわち、転がり摩擦曲線の傾きが正のときにはその傾きに応じてすべり速度を増やし、また逆に、転がり摩擦曲線の傾きが負のときにはその傾きに応じてすべり速度を減らす演算処理を繰り返し行うことにより、転がり摩擦曲線の傾きがゼロとなるすべり速度を見つけることができる。従って、すべり速度指令値(ΔV*)を下記数4のとおりに、また、電動機の回転速度指令値(ω*)を下記数5のとおりに、さらに、トルク指令値(τ1*)を下記数6のとおりにすれば良い。
【0030】
【数4】
【0031】
【数5】
【0032】
【数6】
【0033】
ここで、K4、K5は制御定数、Tiは比例積分演算の積分時間ある。
【0034】
また、上記数4で用いる転がり摩擦曲線の傾きは、下記数7のとおり、車輪から路面に伝わる駆動力(F)(以下、単に駆動力(F)とも称する)の時間微分とすべり速度(ΔV)の時間微分との商の形で表すことができる。
【0035】
【数7】
【0036】
さらに、駆動力(F)の時間微分は下記数8のとおりに演算でき、すべり速度(ΔV)の時間微分は下記式9のとおりに演算できる。
【0037】
【数8】
【0038】
【数9】
【0039】
ここで、τ*はトルク指令値、ωは電動機の回転速度、Rは車輪半径、Gは減速器のギア比、Jは電動機および車輪の慣性、T0は状態観測器の応答時定数、Vは車両の走行速度である。
【0040】
転がり摩擦係数の最大値付近では、すべり速度(ΔV)の時間微分が限りなく零に近づくので、上記数7が正しく演算できなくなり、すべり速度指令値(ΔV*)が大きく変動するおそれがある。
【0041】
そこで、転がり摩擦係数の最大値付近では、すべり加速度の変化が小さくなることに着目し、すべり速度(ΔV)の2階微分値がしきい値以下となった段階で、駆動力(F)が転がり摩擦力の最大値と等しくなったと見なし、このときのトルク指令値をトルク上限値(τ1 *)とする。
【0042】
これにより、空転の発生を抑えつつ、最大の加速を得ることが可能となる。
【0043】
【発明実施の形態】
図1は、この発明の第1の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図であり、図5に示した従来例ブロック図と同一機能を有するものには同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【0044】
すなわち図1に示した駆動システムには電力変換器1,電動機2,減速器2a
,電流検出器3,速度検出器4,車輪5の他に、車輪5を装着する車両の走行速度(V)を検出する速度検出器27を備えている。
【0045】
この駆動システムの制御装置にはすべり速度演算手段6,微分手段7,微分手段8,駆動力演算手段9,微分手段10,すべり速度指令値演算手段11,電動機回転速度指令値演算手段12,電動機回転速度調節手段13からなるトルク上限値演算手段と、最小値選択手段14と、電動機制御手段15とを備えている。
【0046】
図1に示した駆動システムの制御装置の動作を以下に説明する。
【0047】
すべり速度演算手段6では電動機2の回転速度(ωd)と、車両の走行速度(V)とが入力され、下記数10に従った演算を行い、すべり速度(ΔV)が出力される。
【0048】
【数10】
【0049】
微分手段7ではすべり速度(ΔV)が入力され、すべり速度の微分値(ΔV')が出力される。また、微分手段8では微分手段7の出力(ΔV')が入力され、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')が出力される。
【0050】
駆動力演算手段9ではトルク指令値(τ*)と、電動機2の回転速度(ωd)とが入力され、下記数11に従った演算を行い、駆動力(F)が出力される。
【0051】
【数11】
【0052】
微分手段10では駆動力(F)が入力され、駆動力(F)の微分値(F')が出力される。
【0053】
すべり速度指令値演算手段11ではすべり速度(ΔV)の微分値(ΔV')と、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')と、駆動力(F)の微分値(F')と、電動機2の回転速度(ωd)と、車両の走行速度(V)とが入力され、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')がしきい値以上の場合には下記数12に従った演算を行い、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')がしきい値未満の場合には下記数13に従った演算を行い、すべり速度指令値(ΔV*)が出力される。
【0054】
【数12】
【0055】
【数13】
【0056】
電動機回転速度指令値演算手段12ではすべり速度指令値(ΔV*)と、車両の走行速度(V)とが入力され、下記数14に従った演算を行い、電動機2の回転速度指令値(ω*)が出力される。
【0057】
【数14】
【0058】
電動機回転速度調節手段13では電動機2の回転速度指令値(ω*)と、電動機2の回転速度(ωd)とが入力され、回転速度指令値(ω*)と電動機2の回転速度(ωd)との偏差の比例積分演算などによる調節整動作を行い、この演算結果がトルク上限値(τ1*)として出力される。
【0059】
最小値選択手段14では指令されるトルク指令値(τ0*)と、トルク上限値(τ1*)とが入力され、τ0*,τ1*それぞれの絶対値の小さい方を選択し、トルク指令値(τ*)として電動機制御手段15に出力される。
【0060】
すなわちこの制御装置によれば、転がり摩擦力の最大値が大きく、且つ、車輪5が空転していないときは、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')はしきい値以下になる。このとき、電動機回転速度調節手段13の出力であるトルク上限値(τ1*)は、指令されるトルク指令値(τ0*)よりも大きくなる。従って、転がり摩擦力の最大値が大きいときには、指令されるトルク指令値(τ0*)で電動機2が加速を行うことになる。
【0061】
一方、転がり摩擦力の最大値が小さく、電動機回転速度調節手段13の出力であるトルク上限値(τ1*)が指令されるトルク指令値(τ0*)よりも小さくなるときには、駆動力(F)が転がり摩擦力の最大値となるトルク上限値(τ1 *)で電動機2が加速を行うことになる。
【0062】
その結果、この車両駆動システムの制御装置によれば、車輪5の空転の発生を事前に抑えつつ、車両の加速性能を確保することができる。
【0063】
図2は、この発明の第2の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図であり、図1に示した実施例ブロック図と同一機能を有するものには同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【0064】
この駆動システムの制御装置が図1に示した制御装置と異なる点は、すべり速度演算手段6と駆動力演算手段9とに代えて、すべり速度演算手段(2)16と駆動力演算手段(2)17とを備えている。
【0065】
図2に示した駆動システムの制御装置におけるすべり速度演算手段(2)16では電動機2の回転速度指令値(ω*)と、車両の走行速度(V)とが入力され、下記数15に従った演算を行い、すべり速度(ΔV)が出力される。
【0066】
【数15】
【0067】
また、駆動力演算手段(2)17ではトルク指令値(τ*)と、電動機2の回転速度指令値(ω*)とが入力され、下記数16に従った演算を行い、駆動力(F)が出力される。
【0068】
【数16】
【0069】
すなわち図2に示した制御装置では駆動力(F)の演算値,すべり速度(ΔV)それぞれの演算値と、それらの実際値との間に若干の誤差を生じるが、すべり速度(ΔV)の微分値(ΔV'),すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV''),駆動力(F)の微分値(F')それぞれでの前記誤差による変動量は少ないので、図1に示した実施例ブロック図と同様に、電動機2の回転速度の誤検出や瞬間的な車輪5の空転に対しても、安定した制御性能を得ることができる。
【0070】
図3は、この発明の第3の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図であり、図1に示した実施例ブロック図と同一機能を有するものには同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【0071】
図3に示した駆動システムには電力変換器1と、電動機2と、減速器2aと、電流検出器3と、車輪5と、速度検出器27とを備えている。すなわち、速度検出器4が省略されている。
また、この駆動システムの制御装置にはすべり速度演算手段(3)18と、微分手段7,8と、駆動力演算手段(3)19と、微分手段10と、すべり速度指令値演算手段(2)20と、電動機回転速度指令値演算手段12と、電動機回転速度調節手段(2)21と、最小値選択手段14と、電動機制御手段(2)22とを備えている。
【0072】
図3に示した駆動システムの制御装置におけるすべり速度演算手段(3)18では電動機制御手段(2)22から出力される回転速度推定値(ωe)と、走行速度(V)とが入力され、下記数17に従った演算を行い、すべり速度(ΔV)が出力される。
【0073】
【数17】
【0074】
駆動力演算手段(3)19ではトルク指令値(τ*)と、回転速度推定値(ωe)とが入力され、下記数18に従った演算を行い、駆動力(F)が出力される。
【0075】
【数18】
【0076】
すべり速度指令値演算手段(2)20ではすべり速度(ΔV)の微分値(ΔV')と、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')と、駆動力(F)の微分値(F')と、回転速度推定値(ωe)と、走行速度(V)とが入力され、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')がしきい値以上の場合には下記数19に従った演算を行い、また、すべり速度(ΔV)の2階微分値(ΔV'')がしきい値未満の場合には下記数20に従った演算を行い、すべり速度指令値(ΔV*)が出力される。
【0077】
【数式19】
【0078】
【数式20】
【0079】
電動機回転速度調節手段(2)21では電動機2の回転速度指令値(ω*)と、回転速度推定値(ωe)とが入力され、回転速度指令値(ω*)と回転速度推定値(ωe)との偏差の比例積分演算などによる調節動作を行い、トルク上限値(τ1*)が出力される。
【0080】
なお、電動機制御手段(2)22の詳細構成およびその動作については、例えば、平成6年電気学会産業応用部門全国大会No.56、pp235−236(1994)「産業プラント用速度センサレスベクトル制御」 に記載されているので、ここでは省略する。
【0081】
すなわち、図3に示した制御装置によれば、電動機2の回転速度の検出器を備えない誘導電動機の速度センサレスベクトル制御の場合でも、図1に示した実施例ブロック図と同様に、車輪輪5の空転の発生を事前に抑えつつ、車両の加速性能を確保することができる。
【0082】
図4は、この発明の第4の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図であり、図1〜図3に示した実施例ブロック図と同一機能を有するものには同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【0083】
この駆動システムの制御装置が図3に示した制御装置と異なる点は、すべり速度演算手段(3)18と駆動力演算手段(3)19とに代えて、すべり速度演算手段(2)16と駆動力演算手段(2)17とを備えている。
【0084】
この制御装置を構成する各制御要素については、上述の第1〜第3の実施例ブロック図で説明済である。
【0085】
【この発明の効果】
この発明によれば、電動機により車輪を回転させて車両を駆動するシステムにおいて、車輪の空転の発生を事前に抑制し、且つ、加速性能が確保できる制御装置を提供ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図
【図2】この発明の第2の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図
【図3】この発明の第3の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図
【図4】この発明の第4の実施例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図
【図5】従来例を示す車両駆動システムの制御装置のブロック構成図
【図6】すべり速度と転がり摩擦との特性図
【符号の説明】
1…電力変換器、2…電動機、2a…減速器、3…電流検出器、4…速度検出器、5…車輪、6…すべり速度演算手段、7,8,10…微分手段、9…駆動力演算手段、11…すべり速度指令値演算手段、12…電動機回転速度指令値演算手段、13…電動機回転速度調節手段、14…最小値選択手段、15…電動機制御手段、16…すべり速度演算手段(2)、17…駆動力演算手段(2)、18…すべり速度演算手段(3)、19…駆動力演算手段(3)、20…すべり速度指令値演算手段(2)、21…電動機回転速度調節手段(2)、22…電動機制御手段(2)、23…空転抑制演算手段、24…再空転抑制演算手段、25…減算手段、26…乗算手段、27…車両速度検出器。
Claims (6)
- 電力変換器と、この電力変換器により給電される電動機と、この電動機の出力軸に連結された車輪とからなる車両駆動システムを制御する車両駆動システムの制御装置において、
前記車輪と路面間の転がり摩擦力の最大値に対応する該車輪の駆動力に基づく前記電動機のトルク上限値(τ1 *)を演算するトルク上限値演算手段と、
指令される前記電動機へのトルク指令値(τ0 *)の絶対値、又は、前記トルク上限値(τ1 *)の絶対値のいずれか小さい値を選択し、この選択値を新たなトルク指令値(τ*)として出力する最小値選択手段と、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機の回転速度(ωd)と、前記電力変換器の出力電流とに基づき前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えたことを特徴とする車両駆動システムの制御装置。 - 請求項1に記載の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記回転速度(ωd)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、
前記回転速度(ωd)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、
前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記回転速度(ωd)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、
前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記電動機の回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、
前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度(ωd)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする車両駆動システムの制御装置。 - 請求項1に記載の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機の回転速度指令値(ω*)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、
前記回転速度指令値(ω*)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、
前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記回転速度(ωd)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、
前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、
前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度(ωd)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする車両駆動システムの制御装置。 - 電力変換器と、この電力変換器により給電される電動機と、この電動機の出力軸に連結された車輪とからなる車両駆動システムを制御する車両駆動システムの制御装置において、
前記車輪と路面間の転がり摩擦力の最大値に対応する該車輪の駆動力に基づく前記電動機のトルク上限値(τ1 *)を演算するトルク上限値演算手段と、
指令される前記電動機へのトルク指令値(τ0 *)の絶対値、又は、前記トルク上限値(τ1 *)の絶対値のいずれか小さい値を選択し、この選択値を新たなトルク指令値(τ*)として出力する最小値選択手段と、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電力変換器の出力電流とに基づき前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えたことを特徴とする車両駆動システムの制御装置。 - 請求項4に記載の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機制御手段で演算された前記電動機の回転速度推定値(ωe)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、
前記回転速度推定値(ωe)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、
前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記回転速度推定値(ωe)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、
前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記電動機の回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、
前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度推定値(ωe)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする車両駆動システムの制御装置。 - 請求項4に記載の車両駆動システムの制御装置において、
前記トルク上限値演算手段には、
前記トルク指令値(τ*)と、前記電動機の回転速度指令値(ω*)とから前記車輪から線路面に伝わる駆動力(F)を演算する駆動力演算手段と、
前記回転速度指令値(ω*)と、前記車輪を装着した車両の走行速度(V)とから該車輪のすべり速度(ΔV)を演算するすべり速度演算手段と、
前記駆動力(F)の1階時間微分演算値(F′)と、前記すべり速度(ΔV)の1階時間微分演算値(ΔV′)と、該すべり速度(ΔV)の2階時間微分演算値(ΔV″)と、前記電動機制御手段で演算された前記電動機の回転速度推定値(ωe)と、前記走行速度(V)とからすべり速度指令値(ΔV*)を演算するすべり速度指令値演算手段と、
前記すべり速度指令値(ΔV*)と、前記走行速度(V)とから前記回転速度指令値(ω*)を演算する電動機回転速度指令値演算手段と、
前記回転速度指令値(ω*)と前記回転速度推定値(ωe)との偏差を零にする調節演算を行い、この演算結果を前記トルク上限値(τ1 *)として出力する電動機回転速度調節手段とを備えたことを特徴とする車両駆動システムの制御装置。
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