JP3903787B2

JP3903787B2 - 電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラム

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Publication number: JP3903787B2
Application number: JP2001394954A
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Inventors: 秀樹久田; 一男青木
Original assignee: Aisin AW Co Ltd
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Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2001-12-26
Publication date: 2007-04-11
Anticipated expiration: 2021-12-26
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電動車両、例えば、電気自動車には車両駆動装置が配設され、該車両駆動装置が備える電動機械としての駆動モータを駆動することによって発生させられた回転を駆動輪に伝達し、電気自動車を走行させるようになっている。そして、前記駆動モータを駆動するために駆動モータ制御装置が配設され、該駆動モータ制御装置において、駆動モータのトルク、すなわち、駆動モータトルクを制御するための第１の制御モードとしてのトルク制御、及び駆動モータの回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度を制御するための第２の制御モードとしての回転速度制御が行われる。
【０００３】
ところで、駆動モータ制御装置において、駆動モータの制御をトルク制御から回転速度制御に切り換える場合、駆動モータトルクに急激な変動が発生し、ショックが発生するのを防止するために制御切換装置が提供されている（特開２００１−７８８７３号公報参照）。
【０００４】
この場合、前記制御切換装置には、比例器及び積分器が配設され、回転速度制御がＰＩ（比例積分）制御で行われ、検出された駆動モータ回転速度をＮとし、駆動モータ回転速度の指令値を表す駆動モータ速度指令値をＮ^*としたとき、該駆動モータ速度指令値Ｎ^*と駆動モータ回転速度Ｎとの偏差δＮ
δＮ＝Ｎ^*−Ｎ
を前記比例器及び積分器に入力するようになっている。
【０００５】
そして、トルク制御が行われる場合、前記偏差δＮが零（０）になるように、駆動モータ速度指令値Ｎ^*に代えて駆動モータ回転速度Ｎが使用されるとともに、積分器の初期値が駆動モータトルクＴの指令値を表す駆動モータトルク指令値Ｔ^*にされる。
【０００６】
また、トルク制御から回転速度制御への制御の切換えが行われて回転速度制御が行われる場合、前記本来の偏差δＮが比例器及び積分器に入力され、フィードバック制御が行われる。そして、前記切換えの直前の前記駆動モータトルク指令値Ｔ^*が回転速度制御の初期値として積分器に設定される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の制御切換装置において、駆動モータトルクＴについては、切換えの直前の前記駆動モータトルク指令値Ｔ^*が回転速度制御の初期値としてＰＩ制御の積分項に設定されるので、トルク制御から回転速度制御への切換えに伴って駆動モータトルクＴに急激な変動が発生することはないが、トルク制御から回転速度制御への制御の切換えに伴って前記駆動モータ回転速度Ｎの変化率が急激に変動する可能性があり、その場合、駆動モータ回転速度Ｎの変化率の変動に伴って駆動モータトルクＴの変化率が変動し、車両駆動装置にショックが発生してしまう。
【０００８】
本発明は、前記従来の制御切換装置の問題点を解決して、トルク制御モードと回転速度制御モードとで制御の切換えを行う際に、車両駆動装置にショックが発生するのを防止することができる電動車両駆動制御装置、電動車両駆動制御方法及びそのプログラムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械の制御をトルク制御から回転速度制御に切り換える制御切換処理手段と、前記回転速度制御のための回転速度指令値を出力する回転速度指令値決定部と、該回転速度指令値決定部から出力された回転速度指令値に基づいて、前記電動機械の実回転速度の値をフィードバックしながら前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力するＰＩ制御部と、前記制御の切換タイミングの直前における前記トルク制御のためのトルク指令値を、前記ＰＩ制御部の初期値として設定する初期値設定処理手段と、前記制御の切換タイミングの直前における前記電動機械の回転速度の変化率を算出し、算出された変化率に基づいて前記制御の切換タイミング後の前記回転速度指令値の変化率を制限する変化率制限処理手段とを有する。
そして、前記ＰＩ制御部は、前記初期値設定処理手段によって設定されたトルク指令値の初期値、及び前記回転速度指令値決定部において変化率が制限され、出力された回転速度指令値に基づいてトルク指令値を出力し、該トルク指令値に基づく回転速度制御で電動機械の制御を行う。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、エンジンを備えず、電動機械としての駆動モータだけを備えた電動車両としての電気自動車について説明する。なお、電動車両として、エンジン及び駆動モータを備えたハイブリッド型車両、エンジン、発電機及び駆動モータを備えたハイブリッド型車両等に本発明を適用することもできる。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【００１９】
図において、２５は電動機械としての駆動モータ、９１は該駆動モータ２５の制御を第１の制御モードから第２の制御モードに切り換える制御切換処理手段、９２は前記制御の切換タイミングにおける第１の制御モードのための制御変量を初期値として設定する初期値設定処理手段、９３は前記制御の切換えに伴う第２の制御モードのための制御変量の変化率を維持する変化率維持処理手段、９４は前記初期値及び維持された変化率に基づいて第２の制御モードで駆動モータ２５の制御を行う電動機械制御処理手段である。
【００２０】
次に、電気自動車を駆動するための電動車両駆動制御装置としての電気自動車駆動制御装置について説明する。
【００２１】
図２は本発明の第１の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の要部を示す概略図、図３は本発明の第１の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すフローチャート、図４は本発明の第１の実施の形態における回転速度指令値決定部の動作を示す図、図５は本発明の第１の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【００２２】
図において、２５は電動機械としての駆動モータであり、該駆動モータ２５は、図示されないステータ、及び該ステータより径方向内方において、回転自在に配設された図示されないロータを備え、前記ステータは、ステータコア及び該ステータコアに巻装されたコイルを備え、前記ロータは、ロータコア及び該ロータコアの円周方向における複数箇所に配設された永久磁石を備える。前記ロータに連結された出力軸１４には磁極位置検出部としてのレゾルバ１５が配設され、該レゾルバ１５によって前記ロータの磁極位置θｍが検出される。
【００２３】
また、２９は駆動モータ制御装置としてのインバータ、４３は電気自動車を走行させるための電源となるバッテリ、４９は前記駆動モータ２５の制御を行うための駆動モータ制御装置であり、該駆動モータ制御装置４９は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、所定のプログラム、データ等に基づいてコンピュータとして機能する。そして、前記インバータ２９は、直流ケーブルＣＢ１、ＣＢ２を介してバッテリ４３と接続され、該バッテリ４３から直流の電流が供給される。また、前記インバータ２９の入口側に、インバータ２９に印加される直流の電圧、すなわち、駆動モータインバータ電圧ＶＭを検出するために直流電圧検出部としての駆動モータインバータ電圧センサ（Ｖ）７６が配設され、該駆動モータインバータ電圧センサ７６によって検出された前記駆動モータインバータ電圧ＶＭは駆動モータ制御装置４９に送られる。
【００２４】
そして、該駆動モータ制御装置４９は前記駆動モータ２５を駆動するために、駆動信号ＳＧ１をインバータ２９に送る。また、駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ回転速度算出処理手段は、駆動モータ回転速度算出処理を行い、前記磁極位置θｍを読み込み、該磁極位置θｍの変化率Δθｍを算出することによって駆動モータ２５の回転速度、すなわち、駆動モータ回転速度ＮＭを算出する。
【００２５】
そして、５１は前記駆動モータ制御装置４９に接続され、電気自動車の全体の制御を行う車両制御装置であり、該車両制御装置５１は、図示されないＣＰＵ、記録装置等から成り、所定のプログラム、データ等に基づいてコンピュータとして機能する。
【００２６】
前記インバータ２９は、前記駆動信号ＳＧ１に従って駆動され、力行時にバッテリ４３から直流の電流を受けて、各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを発生させ、各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを駆動モータ２５に供給し、回生時に駆動モータ２５から各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷを受けて、直流の電流を発生させ、バッテリ４３に供給する。
【００２７】
そして、５３は変速操作部としてのシフトレバー１６の位置、すなわち、シフトポジションＳＰを検出するシフトポジションセンサ、５５はアクセルペダル１７の位置（踏込量）、すなわち、アクセルペダル位置ＡＰを検出するエンジン負荷検出部及びアクセル操作検出部としてのアクセルスイッチ、６２はブレーキペダル１８の位置（踏込量）、すなわち、ブレーキペダル位置ＢＰを検出するブレーキ操作検出部としてのブレーキスイッチ、６８、６９はそれぞれ各相の電流ＩＭＵ、ＩＭＶを検出する交流電流検出部としての電流センサである。なお、電流ＩＭＵ、ＩＭＶは駆動モータ制御装置４９に供給される。
【００２８】
前記車両制御装置５１は、運転モード決定部２１、制御切換部２２、駆動モータ２５の、第１の電動機械制御としてのトルク制御を行うための制御変量である指令値、本実施の形態においては、駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を決定するトルク指令値決定部２４、駆動モータ２５の、第２の電動機械制御としての回転速度制御を行うための制御変量である指令値、本実施の形態においては、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を決定する回転速度指令値決定部２３、フィードバック制御を行うフィードバック制御部としてのＰＩ制御部２６、加算器３３等を備える。
【００２９】
前記運転モード決定部２１は、前記シフトポジションセンサ５３によって検出されたシフトポジションＳＰ、アクセルスイッチ５５によって検出されたアクセルペダル位置ＡＰ、及びブレーキスイッチ６２によって検出されたブレーキペダル位置ＢＰを読み込み、トルク制御を行う第１の制御モード、又は回転速度制御を行う第２の制御モードを決定し、第１、第２の制御モード間でモードの切換えを行うための切換信号ＳＧ２を発生させ、前記制御切換部２２に送る。
【００３０】
また、前記運転モード決定部２１の図示されない駆動モータトルク指令値設定処理手段は、駆動モータトルク指令値設定処理を行い、前記トルク制御を行う際の、駆動モータトルクＴＭのトルク指令値を表す駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*を設定し、運転モード決定部２１の図示されない駆動モータ回転速度指令値設定処理手段は、駆動モータ回転速度指令値設定処理を行い、回転速度制御を行う際の、駆動モータ回転速度ＮＭの回転速度指令値を表す駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*を設定する。そして、前記運転モード決定部２１は、第１の制御モードを決定する切換信号ＳＧ２が発生させられた場合に、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*を、第２の制御モードを決定する切換信号ＳＧ２が発生させられた場合に、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*を制御切換部２２に送る。
【００３１】
前記制御切換部２２の制御切換処理手段９１は、制御切換処理を行い、切換信号ＳＧ２を受けると、該切換信号ＳＧ２に基づいてトルク制御と回転速度制御とを切り換え、第１の制御モードを決定する切換信号ＳＧ２を受けた場合、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*をトルク指令値決定部２４に、第２の制御モードを決定する切換信号ＳＧ２を受けた場合、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*を回転速度指令値決定部２３に送る。
【００３２】
また、前記回転速度指令値決定部２３は、前記駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*を受けると、該駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*に基づいて駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を発生させ、該駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*をＰＩ制御部２６に送る。
【００３３】
そして、該ＰＩ制御部２６は、比例器３１、積分器３２及び加算器３３を備える。前記ＰＩ制御部２６の図示されない偏差算出処理手段は、偏差算出処理を行い、回転速度指令値決定部２３から駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を、駆動モータ制御装置４９から前記駆動モータ回転速度算出処理手段によって算出された駆動モータ回転速度ＮＭを受け、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*と駆動モータ回転速度ＮＭとの偏差ΔＮＭを算出する。そして、前記比例器３１は、前記偏差ΔＮＭを所定の定数で比例倍し、積分器３２は、前記偏差ΔＮＭを時間で積分し、前記加算器３３は、前記比例器３１及び積分器３２の出力を加算し、加算値を駆動モータ目標トルクＴＭ^*として駆動モータ制御装置４９に送る。
【００３４】
ところで、駆動モータ２５のトルク制御を行う場合、第１の制御モードを決定する切換信号ＳＧ２が制御切換部２２に送られ、これに伴って、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*がトルク指令値決定部２４に送られるが、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*は回転速度指令値決定部２３に送られない。
【００３５】
また、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*がトルク指令値決定部２４に送られるのに伴って、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*が駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*として決定され、該駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を駆動モータ目標トルクＴＭ^*として駆動モータ制御装置４９に送る。
【００３６】
このようにしてトルク制御が行われているときに、回転速度制御に切り換わり、第２の制御モードを決定する切換信号ＳＧ２が制御切換部２２に送られると、これに伴って、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*が回転速度指令値決定部２３に送られるようになるが、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*はトルク指令値決定部２４に送られなくなる。
【００３７】
そして、前記電動機械制御処理手段９４の図示されない回転速度制御処理手段は、回転速度制御処理を行い、ＰＩ制御部２６によって、回転速度指令値決定部２３から受けた駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*と駆動モータ制御装置４９から受けた駆動モータ回転速度ＮＭとの偏差δＮＭを算出し、該偏差δＮＭを比例器３１及び積分器３２に送る。その結果、ＰＩ制御部２６においてＰＩ制御としてフィードバック制御による回転速度制御が行われ、前記加算器３３においては、前記比例器３１及び積分器３２の出力が加算され、加算値が駆動モータ目標トルクＴＭ^*として駆動モータ制御装置４９に送られる。
【００３８】
ところで、駆動モータ２５の制御をトルク制御から回転速度制御に切り換える場合、駆動モータトルクＴＭに急激な変動が発生すると、車両駆動装置にショックが発生してしまう。そこで、ＰＩ制御部２６の初期値設定処理手段９２は、初期値設定処理を行い、前記切換信号ＳＧ２が制御切換部２２に送られて駆動モータ２５の制御がトルク制御から回転速度制御に切り換えられる直前のタイミング（以下「第１の切換タイミング」という。）における駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を読み込み、該駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を切換時駆動モータトルク指令値ＴＭＬＣ^*とし、該切換時駆動モータトルク指令値ＴＭＬＣ^*を回転速度制御の初期値として積分器３２に設定する。なお、所定の方法で、前記第１の切換タイミングにおける制御変量である検出値、例えば、駆動モータトルクＴＭを算出したり、検出したりすることができる場合には、算出された、又は検出された駆動モータトルクＴＭ（以下「実駆動モータトルクＴＭｘ」という。）を積分器３２に回転速度制御の初期値として設定することもできる。また、駆動モータ２５の制御がトルク制御から回転速度制御に切り換えられた直後のタイミングを前記第１の切換タイミングとすることもできる。
【００３９】
そして、前記初期値設定処理手段９２は、前記第１の切換タイミングにおいて読み込まれた制御変量である検出値、本実施の形態においては、駆動モータ回転速度ＮＭ（以下「実駆動モータ回転速度ＮＭｘ」という。）を駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*とし、偏差δＮＭ（＝０）を設定する。なお、実駆動モータ回転速度ＮＭｘに代えて、第１の切換タイミングにおける回転速度制御のための制御変量である指令値、例えば、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を前記回転速度制御の初期値とすることもできる。
【００４０】
このようにして、制御がトルク制御から回転速度制御に切り換えられる直前の前記切換時駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*が積分器３２の初期値にされるので、制御がトルク制御から回転速度制御に切り換わるのに伴って駆動モータトルクＴＭに急激な変動が発生することがなくなる。
【００４１】
ところで、前記トルク制御から回転速度制御への制御の切換えに伴って駆動モータ回転速度ＮＭの変化率ΔＮＭが急激に変動すると、該変化率ΔＮＭの変動に伴って駆動モータトルクＴＭの変化率ΔＴＭが変動し、車両駆動装置にショックが発生してしまう。
【００４２】
そこで、前記回転速度指令値決定部２３の変化率維持処理手段９３としての図示されない第１の変化率維持処理手段は、第１の変化率維持処理を行い、制御切換部２２から送られた、回転速度制御のための制御変量である指令値、本実施の形態においては、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*の変化率ΔＮＭＦ^*を維持して、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を決定し、該駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*をＰＩ制御部２６に送る。
【００４３】
そのために、前記第１の変化率維持処理手段の図示されない変化率制限処理手段は、変化率制限処理を行い、所定のタイミングごとの前記駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*に基づいて変化率ΔＮＭＦ^*を算出し、前記第１の切換タイミングにおける現在の変化率ΔＮＭＦ^*が、あらかじめ設定された上限値ΔＮＭＦｍａｘより小さいかどうかを判断する。そして、現在の変化率ΔＮＭＦ^*が上限値ΔＮＭＦｍａｘより小さい場合、前記第１の変化率維持処理手段は、図４に示されるように、時間（ｔ）の経過と共に変化率ΔＮＭＦ^*を微小値αずつ加えて徐々に高くしながら制限し、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を決定する。なお、前記現在の変化率ΔＮＭＦ^*は、制御がトルク制御から回転速度制御に切り換えられる直前のものであるが、直後のものであってもよい。
【００４４】
そして、前記変化率ΔＮＭＦ^*と上限値ΔＮＭＦｍａｘとが等しくなると、その後、第１の変化率制限処理手段は、変化率ΔＮＭＦ^*を上限値ΔＮＭＦｍａｘで制限し、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を決定する。
【００４５】
このようにして、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*が決定されると、該駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*がＰＩ制御部２６に送られ、前述されたように、前記回転速度制御処理手段は、前記初期値及び変化率ΔＮＭＦ^*に基づく駆動モータ目標トルクＴＭ^*を算出し、該駆動モータ目標トルクＴＭ^*を駆動モータ制御装置４９に送って回転速度制御を行う。
【００４６】
このように、前記トルク制御から回転速度制御への制御の切換えに伴って、切換時駆動モータトルク指令値ＴＭＬＣ^*を回転速度制御の初期値として設定するとともに、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*の変化率ΔＮＭＦ^*を維持するようになっているので、図５に示されるように、タイミングｔ１で制御がトルク制御から回転速度制御に切り換わるのに伴って駆動モータトルクＴＭに急激な変動が発生することがなくなる。また、駆動モータ回転速度ＮＭが急激に変化したり、駆動モータ回転速度ＮＭの変化率ΔＮＭが急激に変化したりすることがなくなるだけでなく、駆動モータトルクＴＭの変化率ΔＴＭが急激に変化することがなくなる。したがって、車両駆動装置にショックが発生するのを防止することができる。なお、図５において、破線は従来の電気自動車駆動制御装置の動作を示す。
【００４７】
次に、前記駆動モータ制御装置４９の動作について説明する。この場合、駆動モータ制御装置４９は、駆動モータ２５のロータの磁極対の方向にｄ軸を、該ｄ軸と直角の方向にｑ軸をそれぞれ採ったｄ−ｑ軸モデル上でベクトル制御演算によるフィードバック制御を行う。
【００４８】
まず、駆動モータ制御装置４９の図示されない駆動モータ制御処理手段は、駆動モータ制御処理を行い、前記駆動モータ回転速度ＮＭ、前記駆動モータ目標回転速度ＮＭ^*及びバッテリ電圧検出部としての図示されないバッテリ電圧センサによって検出されたバッテリ電圧ＶＢを読み込み、前記駆動モータ制御装置４９の記録装置に記録された駆動モータ制御用の電流指令値マップを参照し、ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^*及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^*を算出し、決定する。
【００４９】
また、前記駆動モータ制御処理手段は、電流センサ６８、６９から電流ＩＭＵ、ＩＭＶを読み込むとともに、該電流ＩＭＵ、ＩＭＶに基づいて電流ＩＭＷ
ＩＭＷ＝ＩＭＵ−ＩＭＶ
を算出する。なお、電流ＩＭＷを電流ＩＭＵ、ＩＭＶと同様に電流センサによって検出することもできる。
【００５０】
続いて、前記駆動モータ制御処理手段の交流電流算出処理手段は、交流電流算出処理を行い、交流の電流であるｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑを算出する。そのために、前記交流電流算出処理手段は、３相／２相変換を行い、電流ＩＭＵ、ＩＭＶ、ＩＭＷをｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑに変換する。そして、前記駆動モータ制御処理手段の交流電圧指令値算出処理手段は、交流電圧指令値算出処理を行い、前記ｄ軸電流ＩＭｄ及びｑ軸電流ＩＭｑ、並びに前記ｄ軸電流指令値ＩＭｄ^*及びｑ軸電流指令値ＩＭｑ^*に基づいて、電圧指令値ＶＭｄ^*、ＶＭｑ^*を算出する。また、前記駆動モータ制御処理手段は、２相／３相変換を行い、電圧指令値ＶＭｄ^*、ＶＭｑ^*を電圧指令値ＶＭＵ^*、ＶＭＶ^*、ＶＭＷ^*に変換し、該電圧指令値ＶＭＵ^*、ＶＭＶ^*、ＶＭＷ^*に基づいてパルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを算出し、該パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷを前記駆動モータ制御装置４９の図示されないドライブ処理手段に対して出力する。該ドライブ処理手段は、ドライブ処理を行い、パルス幅変調信号ＳＵ、ＳＶ、ＳＷに基づいて駆動信号を前記インバータ２９に送る。
【００５１】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１切換時駆動モータトルク指令値ＴＭＬＣ^*を初期値として積分項に設定し、実駆動モータ回転速度ＮＭｘを駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*として設定する。
ステップＳ２現在の変化率ΔＮＭＦ^*が上限値ΔＮＭＦｍａｘより小さいかどうかを判断する。現在の変化率ΔＮＭＦ^*が上限値ΔＮＭＦｍａｘより小さい場合はステップＳ３に、現在の変化率ΔＮＭＦ^*が上限値ΔＮＭＦｍａｘ以上である場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ３変化率ΔＮＭＦ^*を微小値αだけ高くしながら制限し、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を決定する。
ステップＳ４回転速度制御を行い、ステップＳ２に戻る。
ステップＳ５変化率ΔＮＭＦ^*を上限値ΔＮＭＦｍａｘで制限し、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＬ^*を決定する。
ステップＳ６回転速度制御を行い、リターンする。
【００５２】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５３】
図６は本発明の第２の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すフローチャート、図７は本発明の第２の実施の形態におけるトルク指令値決定部の動作を示す図、図８は本発明の第２の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【００５４】
本実施の形態においては、第１の電動機械制御としての回転速度制御を行う第１の制御モードと、第２の電動機械制御としてのトルク制御を行う第２の制御モードとで制御が切り換えられる。
【００５５】
回転速度制御が行われているときに、トルク制御に切り換わり、第２の制御モードを決定する切換信号ＳＧ２（図２）が制御切換部２２に送られると、これに伴って、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*がトルク指令値決定部２４に送られるようになるが、駆動モータ回転速度指令値ＮＭＦ^*は回転速度指令値決定部２３に送られなくなる。
【００５６】
そして、トルク指令値決定部２４から受けた駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*に基づいてトルク制御を行い、駆動モータ目標トルクＴＭ^*を発生させて駆動モータ制御装置４９に送る。
【００５７】
ところで、駆動モータ２５の制御を回転速度制御からトルク制御に切り換える場合、駆動モータトルクＴＭに急激な変動が発生すると、車両駆動装置にショックが発生してしまう。そこで、図示されない初期値設定処理手段は、初期値設定処理を行い、前記切換信号ＳＧ２が制御切換部２２に送られて駆動モータ２５の制御が回転速度制御からトルク制御に切り換えられる直前のタイミング（以下「第２の切換タイミング」という。）における積分項の値をトルク制御の初期値として設定する。また、駆動モータ２５の制御が回転速度制御からトルク制御に切り換えられた直後のタイミングを前記第２の切換タイミングとすることもできる。
【００５８】
このようにして、制御が回転速度制御からトルク制御に切り換えられる直前の積分項の値をトルク制御の初期値にされるので、制御が回転速度制御からトルク制御に切り換わるのに伴って駆動モータトルクＴＭに急激な変動が発生することがなくなる。
【００５９】
ところで、前記回転速度制御からトルク制御への制御の切換えに伴って駆動モータトルクＴＭの変化率ΔＴＭが大きく変動すると、車両駆動装置にショックが発生してしまう。
【００６０】
そこで、前記トルク指令値決定部２４の変化率維持処理手段９３としての図示されない第２の変化率維持処理手段は、第２の変化率維持処理を行い、制御切換部２２から送られた、トルク制御のための制御変量である指令値、本実施の形態においては、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*の変化率ΔＴＭＦ^*を維持して、駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を決定し、該駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*をＰＩ制御部２６に送る。
【００６１】
そのために、前記第２の変化率維持処理手段の図示されない変化率制限処理手段は、変化率制限処理を行い、所定のタイミングごとの前記駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*に基づいて変化率ΔＴＭＦ^*を算出し、前記第２の切換タイミングにおける現在の変化率ΔＴＭＦ^*が、あらかじめ設定された上限値ΔＴＭＦｍａｘより小さいかどうかを判断する。そして、現在の変化率ΔＴＭＦ^*が上限値ΔＴＭＦｍａｘより小さい場合、前記第２の変化率制限処理手段は、図７に示されるように、時間（ｔ）の経過と共に変化率ΔＴＭＦ^*を微小値βずつ加えて徐々に高くしながら制限し、駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を決定する。なお、前記現在の変化率ΔＴＭＦ^*は、制御が回転速度制御からトルク制御に切り換えられる直前のものであるが、直後のものであってもよい。
【００６２】
そして、前記変化率ΔＴＭＦ^*と上限値ΔＴＭＦｍａｘとが等しくなると、その後、第２の変化率制限処理手段は、変化率ΔＴＭＦ^*を上限値ΔＴＭＦｍａｘで制限し、駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を決定する。
【００６３】
このようにして、駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*が決定されると、該駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*がＰＩ制御部２６に送られ、前述されたように、前記トルク制御処理手段は前記初期値及び変化率ΔＴＭＦ^*に基づく駆動モータ目標トルクＴＭ^*を算出し、該駆動モータ目標トルクＴＭ^*を駆動モータ制御装置４９に送ってトルク制御を行う。
【００６４】
このように、前記回転速度制御からトルク制御への制御の切換えに伴って、切換時の積分項の値をトルク制御の初期値として設定するとともに、駆動モータトルク指令値ＴＭＦ^*の変化率ΔＴＭＦ^*を維持するようになっているので、図８に示されるように、タイミングｔ１１で制御が回転速度制御からトルク制御に切り換えられるのに伴って駆動モータトルクＴＭに急激な変動が発生することがなくなる。また、駆動モータ回転速度ＮＭが急激に変化したり、駆動モータトルクＴＭの変化率ΔＴＭが急激に変化したりすることがなくなる。したがって、車両駆動装置にショックが発生するのを防止することができる。なお、図８において、破線は従来の電気自動車駆動制御装置の動作を示す。
【００６５】
次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１１切換時の積分項の値を初期値として設定する。
ステップＳ１２現在の変化率ΔＴＭＦ^*が上限値ΔＴＭＦｍａｘより小さいかどうかを判断する。現在の変化率ΔＴＭＦ^*が上限値ΔＴＭＦｍａｘより小さい場合はステップＳ１３に、現在の変化率ΔＴＭＦ^*が上限値ΔＴＭＦｍａｘ以上である場合はステップＳ１５に進む。
ステップＳ１３変化率ΔＴＭＦ^*を微小値βだけ高くしながら制限し、駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を決定する。
ステップＳ１４トルク制御を行い、ステップＳ１２に戻る。
ステップＳ１５変化率ΔＴＭＦ^*を上限値ΔＴＭＦｍａｘで制限し、駆動モータトルク指令値ＴＭＬ^*を決定する。
ステップＳ１６トルク制御を行い、リターンする。
【００６６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００６７】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、電動車両駆動制御装置においては、電動機械と、該電動機械の制御をトルク制御から回転速度制御に切り換える制御切換処理手段と、前記回転速度制御のための回転速度指令値を出力する回転速度指令値決定部と、該回転速度指令値決定部から出力された回転速度指令値に基づいて、前記電動機械の実回転速度の値をフィードバックしながら前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力するＰＩ制御部と、前記制御の切換タイミングの直前における前記トルク制御のためのトルク指令値を、前記ＰＩ制御部の初期値として設定する初期値設定処理手段と、前記制御の切換タイミングの直前における前記電動機械の回転速度の変化率を算出し、算出された変化率に基づいて前記制御の切換タイミング後の前記回転速度指令値の変化率を制限する変化率制制限理手段とを有する。
そして、前記ＰＩ制御部は、前記初期値設定処理手段によって設定されたトルク指令値の初期値、及び前記回転速度指令値決定部において変化率が制限され、出力された回転速度指令値に基づいてトルク指令値を出力し、該トルク指令値に基づく回転速度制御で電動機械の制御を行う。
【００６８】
この場合、制御の切換タイミングの直前におけるトルク制御のためのトルク指令値が、ＰＩ制御部の初期値として設定され、前記制御の切換タイミングの直前における電動機械の回転速度の変化率が算出され、該変化率に基づいて、制御の切換タイミング後の回転速度指令値の変化率が制限されるので、制御が切り換わるのに伴って電動機械のトルクに急激な変動が発生することがなくなる。
また、電動機械の回転速度が急激に変化したり、電動機械の回転速度の変化率が急激に変化したりすることがなくなるだけでなく、電動機械のトルクの変化率が急激に変化することがなくなる。したがって、車両駆動装置にショックが発生するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電動車両駆動制御装置の機能ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の要部を示す概略図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第１の実施の形態における回転速度指令値決定部の動作を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態におけるトルク指令値決定部の動作を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における電気自動車駆動制御装置の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
２５駆動モータ
４９駆動モータ制御装置
５１車両制御装置
９１制御切換処理手段
９２初期値設定処理手段
９３変化率維持処理手段
９４電動機械制御処理手段

Claims

電動機械と、該電動機械の制御をトルク制御から回転速度制御に切り換える制御切換処理手段と、前記回転速度制御のための回転速度指令値を出力する回転速度指令値決定部と、該回転速度指令値決定部から出力された回転速度指令値に基づいて、前記電動機械の実回転速度の値をフィードバックしながら前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力するＰＩ制御部と、前記制御の切換タイミングの直前における前記トルク制御のためのトルク指令値を、前記ＰＩ制御部の初期値として設定する初期値設定処理手段と、前記制御の切換タイミングの直前における前記電動機械の回転速度の変化率を算出し、算出された変化率に基づいて前記制御の切換タイミング後の前記回転速度指令値の変化率を制限する変化率制限処理手段とを有するとともに、前記ＰＩ制御部は、前記初期値設定処理手段によって設定されたトルク指令値の初期値、及び前記回転速度指令値決定部において変化率が制限され、出力された回転速度指令値に基づいてトルク指令値を出力し、該トルク指令値に基づく回転速度制御で電動機械の制御を行うことを特徴とする電動車両駆動制御装置。
電動機械と、該電動機械の制御を回転速度制御からトルク制御に切り換える制御切換処理手段と、前記トルク制御のためのトルク指令値を出力するトルク指令値決定部と、前記回転速度制御のための回転速度指令値を出力する回転速度指令値決定部と、該回転速度指令値決定部から出力された回転速度指令値に基づいて、前記電動機械の実回転速度の値をフィードバックしながら前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力するＰＩ制御部と、前記制御の切換タイミングの直前における前記回転速度制御のための前記ＰＩ制御部から出力されるトルク指令値を切換タイミング後のトルク制御のためのトルク指令値の初期値として設定する初期値設定処理手段と、前記制御の切換タイミングの直前におけるトルク指令値の変化率を算出し、算出された変化率に基づいて前記制御の切換タイミング後の前記トルク指令値の変化率を制限する変化率制限処理手段と、前記初期値及び制限された変化率に基づいてトルク制御で電動機械の制御を行う電動機械制御処理手段とを有することを特徴とする電動車両駆動制御装置。
前記変化率に上限値が設定される請求項１又は２に記載の電動車両駆動制御装置。
前記変化率制限処理手段は、現在の変化率が上限値より小さい場合に、時間の経過に伴って、変化率を徐々に高くしながら制限する請求項３に記載の電動車両駆動制御装置。
電動機械の制御をトルク制御から回転速度制御に切り換え、該回転速度制御のための回転速度指令値を出力し、該回転速度指令値に基づいて、前記電動機械の実回転速度の値をフィードバックしながら前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力し、前記制御の切換タイミングの直前における前記トルク制御のためのトルク指令値を、前記回転速度制御のためのトルク指令値の初期値として設定し、前記制御の切換タイミングの直前における前記電動機械の回転速度の変化率を算出し、算出された変化率に基づいて前記制御の切換タイミング後の前記回転速度指令値の変化率を制限するとともに、設定されたトルク指令値の初期値、及び変化率が制限され、出力された回転速度指令値に基づいてトルク指令値を出力し、該トルク指令値に基づく回転速度制御で電動機械の制御を行うことを特徴とする電動車両駆動制御方法。
コンピュータを、電動機械の制御をトルク制御から回転速度制御に切り換える制御切換処理手段、前記回転速度制御のための回転速度指令値を出力する回転速度指令値決定部、該回転速度指令値決定部から出力された回転速度指令値に基づいて、前記電動機械の実回転速度の値をフィードバックしながら前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力する手段、前記制御の切換タイミングの直前における前記トルク制御のためのトルク指令値を、前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力する際の初期値として設定する初期値設定処理手段、及び前記制御の切換タイミングの直前における前記電動機械の回転速度の変化率を算出し、算出された変化率に基づいて前記制御の切換タイミング後の前記回転速度指令値の変化率を制限する変化率制御処理手段として機能させるとともに、前記回転速度制御のためのトルク指令値を出力する手段は、前記初期値設定処理手段によって設定されたトルク指令値の初期値、及び前記回転速度指令値決定部において変化率が制限され、出力された回転速度指令値に基づいてトルク指令値を出力し、該トルク指令値に基づく回転速度制御で電動機械の制御を行うことを特徴とする電動車両駆動制御方法のプログラム。