JP3935039B2

JP3935039B2 - Speed command control unit and speed control device for electric vehicle

Info

Publication number: JP3935039B2
Application number: JP2002293445A
Authority: JP
Inventors: 重理山口; 能宏道願
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2002-10-07
Publication date: 2007-06-20
Anticipated expiration: 2022-10-07
Also published as: JP2004129459A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、速度指令制御部及び電動車輌の速度制御装置に関し、電動車輌を負荷走行させたときに電動車輌がピッチング走行しても、ピッチング現象を迅速・確実に抑制することができるように工夫したものである。なお、負荷走行とは、電動車輌が荷物などを積載した状態で走行することをいう。
【０００２】
【従来の技術】
電動式フォークリフトや電気自動車等の電動車輌では、バッテリの直流電圧をインバータにより交流電圧に変換して交流電動機を駆動し、この交流電動機を駆動源として走行時の駆動力を得ている。この種の駆動電動機には誘導電動機が多用されており、誘導電動機の速度制御方式としてベクトル制御方式が採用されている（例えば特許文献１参照）。図７は、従来技術に係る、ベクトル制御方式を用いた電動車輌の速度制御装置を示すブロック図である。
【０００３】
図７に示すように、この速度制御装置は、速度指令制御部１００と、ベクトル制御部２００とモータ駆動指令制御部３００を主要構成としている。
【０００４】
この速度制御装置の制御動作を概説すると、次の通りとなる。即ち、速度指令制御部１００は、アクセル１０の踏込量に応じた（比例）した速度指令ω^*を出力する。ベクトル制御部２００は、電動車輌の実際の速度（検出速度）ωを速度指令ω^*にするための、二相のトルク電流指令Ｉ_q ^*と励磁電流指令Ｉ_1d ^*を出力する。モータ駆動指令制御部３００は、電流指令Ｉ_q ^*，Ｉ_1d ^*に応じた三相の電圧指令（モータ駆動指令）Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*を出力する。
【０００５】
インバータ２０は、電圧指令（モータ駆動指令）Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*に応じて、バッテリＢの直流電流を三相交流電流に変換して誘導電動機３０に供給する。これにより、誘導電動機３０を駆動して、電動車輌を走行させる。この結果、アクセル１０の踏込量に応じた電動車輌の速度制御をすることができる。
【０００６】
なお、誘導電動機３０の回転速度は、回転数センサ（パルスピックアップ）４０により検出されており、回転数センサ４０からは回転速度を示すパルス信号Ｐが出力されており、このパルス信号Ｐを基に検出速度ωが求められる。
【０００７】
次に、上述した速度制御装置の各制御部１００，２００，３００の詳細構成及び動作を説明する。
【０００８】
速度指令制御部１００は、アクセル入力処理部１０１と、クッション処理部１０２とトルク電流指令リミット処理部１０３を有している。
【０００９】
アクセル入力処理部１０１には、アクセル１０の踏込量に応じたアクセル電圧Ｖ_inが入力される。そうすると、アクセル入力処理部１０１は、アクセル電圧Ｖ_inに応じた速度指令ω^*を出力する。
クッション処理部１０２は、アクセル１０が踏み込まれてから、一定時間遅れてから速度指令ω^*を出力する。
トルク電流指令リミット処理部１０３は、検出速度ωに応じたトルク電流指令リミット値Ｉ_q-limを出力する。このトルク電流指令リミット値Ｉ_q-limの最大値はＩ_q0となっている。なお、ω_bは基底速度である。
【００１０】
ベクトル制御部２００は、ＰＩ（比例積分）演算部２０１と磁束指令部２０２とすべり演算部２０３と速度演算部２０４などを有している。
【００１１】
ＰＩ演算部２０１は、速度指令ω^*と検出速度ωとの偏差である偏差速度Δωと、速度ＰＩゲインＫ_p,Ｋ_iを基に、ＰＩ演算をすることによりトルク電流指令Ｉ_q ^*を求める。ただし、トルク電流指令Ｉ_q ^*の値は、トルク電流指令リミット値Ｉ_q-limを上限としてリミットされる。また、速度ＰＩゲインＫ_p,Ｋ_iは、検出速度ωが基底速度ω_bを越えると、後述するように、乗算器２０５，２０６により所定倍される。
【００１２】
磁束指令部２０２は、検出速度ωに応じた磁束指令λ^*を出力する。この磁束指令λ^*の最大値はλ_oとなっている。なお、ω_bは基底速度である。
【００１３】
磁束指令λ^*は、励磁電流指令Ｉ_1d ^*の応答性を高めるためゲインＧ倍される。そして、Ｍ（相互インダクタンス）変動補償テーブル２０７及び割算器２０８を経て、励磁電流指令Ｉ_1d ^*が得られる。
また、磁束指令λ^*は、一次遅れ部２０９を経て、磁束指令λ₁ ^*となる。なお、τ₂は二次時定数である。
【００１４】
乗算ゲイン演算器２１０は、固定値であるＩｄ_o（＝Ｍλ_o）を、Ｉｄ（＝Ｍλ₁ ^*）で除算することにより、乗算ゲインを求め、この乗算ゲインは、乗算器２０５，２０６により速度ＰＩゲインＫ_p,Ｋ_iに乗算される。なお、乗算ゲインは、検出速度ωが基底速度ω_bよりも小さいときには、λ₁ ^*＝λ_oとなるため、１となり、検出速度ωが基底速度ω_bよりも大きいときには、λ₁ ^*＜λ_oとなるため、１よりも大きくなる。
【００１５】
すべり演算部２０３は、励磁電流指令Ｉ_1d ^*に対応した磁束指令λ₁ ^*と、トルク電流指令Ｉ_q ^*から、滑り速度ω_sを求める。速度演算部２０４は、パルス信号Ｐから検出速度ωを求める。そして、滑り速度ω_sと検出速度ωを加えることにより、一次角速度ω_oが得られる。
【００１６】
モータ駆動指令制御部３００は、電流制御部３０１と座標変換部３０２，３０３と積分器３０４と速度推定部３０５などを有している。
【００１７】
電流制御部３０１は、励磁電流指令Ｉ_1d ^*及びトルク電流指令Ｉ_q ^*に対してゲインＫ_id及びゲインＫ_lqを乗算した値と、励磁電流検出値Ｉ_1d及びトルク電流検出値Ｉ_1qとの偏差、並びに、一次角速度ω_oを用いて、二相の励磁電圧指令Ｖ_d ^*及びトルク電圧指令Ｖ_q ^*を求める。二相の励磁電圧指令Ｖ_d ^*及びトルク電圧指令Ｖ_q ^*は、座標変換器３０３により、三相の電圧指令（モータ駆動指令）Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*となる。
なお、励磁電流検出値Ｉ_1d及びトルク電流検出値Ｉ_1qは、検出三相電流Ｉ_u,Ｉ_wを座標変換器３０２にて座標変換することにより得られる。
【００１８】
積分器３０４は、一次角速度ω_oから座標変換に必要な位相角θ（ｄ軸と回転子のなす角）を求める。
【００１９】
速度推定部３０５は、励磁電圧指令Ｖ_d ^*，トルク電圧指令Ｖ_q ^*，検出三相電流Ｉ_u,Ｉ_wを基に、誘導電動機３０の回転速度を推定する。回転数センサ４０を用いないときには、この速度推定部３０５にて推定した推定速度が、検出速度ωの代わりに使用される。
【００２０】
上記の説明の例は、電動車輌の駆動電動機として誘導電動機を用い、ベクトル制御方式により速度制御をしているものであるが、電動車輌の駆動電動機として同期電動機を用い、ベクトル制御方式により速度制御をしているものや、電動車輌の駆動電動機として直流電動機を用い、直流電動機に供給する電流通流率（デューティー）を調整することにより速度制御をするものなどもある。
【００２１】
【特許文献１】
特開2000-308399 号公報
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す速度制御装置において、アクセル１０の踏込量（操作量）が最大のときには、速度指令ω^*も最大となり、誘導電動機３０の検出速度ωが指令速度指令ω^*に一致するように、ＰＩ演算によりトルク電流指令Ｉ_q ^*が演算される。
【００２３】
アクセル１０の踏込量（操作量）が最大で速度指令ω^*も最大となったときにおいて電動車輌を無負荷走行させた場合や、アクセル１０の踏込量（操作量）を小さくして速度指令ω^*を低速として走行させた場合には、誘導電動機３０のモータトルク特性は走行負荷トルクに対して十分余裕があるため、速度指令ω^*と検出速度（実際の速度）ωは略一致して走行が行われる。
【００２４】
しかし、アクセル１０の踏込量（操作量）が最大で速度指令ω^*も最大となったときにおいて電動車輌を負荷走行させた場合には、誘導電動機３０のモータトルク特性は走行負荷トルク特性と釣り合った点で走行することとなり、検出速度（実際の速度）ωが速度指令ω^*よりも低くなった状態で走行が行われる。
【００２５】
そして、電動車輌の走行中に走行負荷トルクが変動した場合（例えば、走行路面が平坦路面から悪路になった場合）には、その電動車輌の持つ固有振動により共振し電動車輌はピッチング走行することがある。このようにピッチング走行状態になると、電動車輌の前側が沈んで後側が浮び車体重心が前側に振れたり、電動車輌の前側が浮いて後側が沈み車体重心が後側に振れたりするため、検出速度（実際の速度）ωも振動（時間の経過に沿って速度が上下動）してしまう。
【００２６】
速度指令ω^*と検出速度（実際の速度）ωは略一致して走行が行われているとき（走行負荷トルクがモータトルク特性の範囲内にあるとき、または、無負荷走行とき）において、ピッチング走行状態に入った場合には、速度ＰＩ演算により、速度指令ω^*と検出速度ωを一致させるようにトルク電流指令Ｉ_q ^*が変化するため、ピッチング走行現象が抑制される。
【００２７】
しかし、速度指令ω^*と検出速度（実際の速度）ωが一致して走行していないとき（走行負荷トルクがモータトルク特性以上となり、モータトルク特性に張り付いて、検出速度ωが速度指令ω^*よりも低くなった状態で走行が行われているとき）において、ピッチング走行状態に入った場合には、速度ＰＩ演算によるトルク電流指令Ｉ_q ^*はモータトルク特性によりリミットされているため（つまりトルク電流指令Ｉ_q ^*が最大となっているため）、トルク電流指令Ｉ_q ^*は変化しない。このため、ピッチング走行現象は抑制されず電動車輌は振動状態のまま走行する。このように振動状態のままで走行が行われると、運転者は恐怖を感じてしまう。
【００２８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、電動車輌を負荷走行させた場合にピッチング走行が発生しても、このピッチング現象を迅速に抑制して安定走行を可能とする速度指令制御部及び電動車輌の速度制御装置を提供することを目的とする。
【００２９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の速度指令制御部の構成は、電動機を駆動源とした電動車輌の速度制御装置に組み込まれており、アクセルの踏込量に応じて速度指令を出力する速度指令制御部において、
アクセルの踏込量に応じた速度指令を発生するアクセル入力処理部と、
前記電動機の実際の回転速度である検出速度を基に、ピッチング現象が発生していることを検出するピッチング検出部と、
前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出していないときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令を外部に出力する一方、前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出したときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令の代わりに、ピッチング発生時の最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値になっている速度指令を求めて外部に出力する速度指令調整部とを有することを特徴とする。
【００３０】
また本発明の速度指令制御部の構成は、電動機を駆動源とした電動車輌の速度制御装置に組み込まれており、アクセルの踏込量に応じて速度指令を出力する速度指令制御部において、
アクセルの踏込量に応じた速度指令を発生するアクセル入力処理部と、
前記電動機の実際の回転速度である検出速度及び前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令が、予め設定した設定速度以上のときに、予め決めたサンプリング期間毎に検出速度をサンプリングし、各サンプリング期間の最大検出速度と最小検出速度との差が予め決めたピッチング検出レベルよりも大きいときには、ピッチング現象が発生していると検出するピッチング検出部と、
前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出していないときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令を外部に出力する一方、前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出したときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令の代わりに、ピッチング発生を検出したサンプリング期間における最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値となっている速度指令を求めて外部に出力する速度指令調整部とを有することを特徴とする。
【００３１】
また本発明の速度指令制御部の構成は、電動機を駆動源とした電動車輌の速度制御装置に組み込まれており、アクセルの踏込量に応じて速度指令を出力する速度指令制御部において、
アクセルの踏込量に応じた速度指令を発生するアクセル入力処理部と、
前記電動機の実際の回転速度である検出速度及び前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令が、予め設定した設定速度以上のときに、予め決めたサンプリング期間毎に検出速度をサンプリングし、各サンプリング期間の最大検出速度と最小検出速度との差が予め決めたピッチング検出レベルよりも大きいときには、ピッチング現象が発生していると検出するピッチング検出部と、
前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出していないときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令を外部に出力する一方、前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出したときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令の代わりに、ピッチング発生を検出したサンプリング期間における最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値となっている速度指令を求めて外部に出力し、しかも、外部に出力する速度指令の値を予め決めた保留期間にわたって最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値に保持する速度指令調整部とを有することを特徴とする。
【００３２】
また本発明の速度指令制御部の構成は、電動機を駆動源とした電動車輌の速度制御装置に組み込まれており、アクセルの踏込量に応じて速度指令を出力する速度指令制御部において、
アクセルの踏込量に応じた速度指令を発生するアクセル入力処理部と、
前記電動機の実際の回転速度である検出速度及び前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令が、予め設定した設定速度以上のときに、予め決めたサンプリング期間毎に検出速度をサンプリングし、各サンプリング期間の最大検出速度と最小検出速度との差が予め決めたピッチング検出レベルよりも大きいときには、ピッチング現象が発生していると検出するピッチング検出部と、
前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出していないときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令を外部に出力する一方、前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出したときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令の代わりに、ピッチング発生を検出したサンプリング期間における最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値となっている速度指令を求めて外部に出力し、しかも、外部に出力する速度指令の値を予め決めた保留期間にわたって最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値に保持した後に速度指令の値を上昇させる速度指令調整部とを有することを特徴とする。
【００３３】
また本発明の速度指令制御部の構成は、電動機を駆動源とした電動車輌の速度制御装置に組み込まれており、アクセルの踏込量に応じて速度指令を出力する速度指令制御部において、
アクセルの踏込量に応じた速度指令を発生するアクセル入力処理部と、
前記電動機の実際の回転速度である検出速度及び前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令が、予め設定した設定速度以上のときに、予め決めたサンプリング期間毎に検出速度をサンプリングし、各サンプリング期間の最大検出速度と最小検出速度との差が予め決めたピッチング検出レベルよりも大きいときには、ピッチング現象が発生していると検出するピッチング検出部と、
前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出していないときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令を外部に出力する一方、前記ピッチング検出部がピッチング現象を検出したときには、前記アクセル入力処理部にて発生した前記速度指令の代わりに、ピッチング発生を検出したサンプリング期間における最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値となっている速度指令を求めて外部に出力し、しかも、外部に出力する速度指令の値を予め決めた保留期間にわたって最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値に保持した後に速度指令の値を上昇させ、この上昇率は電動車輌が停止状態から加速していくときの上昇率よりも小さくしている速度指令調整部とを有することを特徴とする。
【００３４】
また本発明の電動車輌の速度制御装置は、上記速度指令制御部と、
前記速度指令制御部から出力された速度指令に応じたトルク電流指令と、励磁電流指令を出力するベクトル制御装置と、
前記トルク電流指令と前記励磁電流指令に応じた三相電圧指令を、駆動源である交流電動機に交流電流を供給するインバータに送るモータ駆動指令制御部とを有することを特徴とする。
この場合、前記交流電動機は誘導電動機、または、同期電動機を採用する。
【００３５】
また本発明の電動車輌の速度制御装置は、上記速度指令制御部と、
前記速度指令制御部から出力された速度指令に応じたデューティー指令を出力するモータ駆動指令制御部と、
前記デューティー指令に応じた直流電流を、駆動源である直流電動機に供給する電流制御部とを有することを特徴とする。
【００３６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。なお、従来技術と同一機能を果たす部分には同一符号を付し、重複する部分の説明は簡略化する。
【００３７】
図１は、本発明に係る、ベクトル制御方式を用いた電動車輌の速度制御装置を示すブロック図である。
【００３８】
図１に示すように、この速度制御装置は、速度指令制御部１００Ａと、ベクトル制御部２００とモータ駆動指令制御部３００を主要構成としている。
【００３９】
ベクトル制御部２００，モータ駆動指令制御部３００や、アクセル１０，インバータ２０，誘導電動機３０，回転数センサ４０，バッテリＢは、図７に示す従来技術と同一の機能を有している。
【００４０】
即ち、ベクトル制御部２００は、電動車輌の実際の速度（検出速度）ωを速度指令ω^*にするための、二相のトルク電流指令Ｉ_q ^*と励磁電流指令Ｉ_1d ^*を出力する。モータ駆動指令制御部３００は、電流指令Ｉ_q ^*，Ｉ_1d ^*に応じた三相の電圧指令（モータ駆動指令）Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*を出力する。
【００４１】
そして、インバータ２０は、電圧指令（モータ駆動指令）Ｖ_u ^*，Ｖ_v ^*，Ｖ_w ^*に応じて、バッテリＢの直流電流を三相交流電流に変換して誘導電動機３０に供給する。これにより、誘導電動機３０を駆動して、電動車輌を走行させる。
また、誘導電動機３０の回転速度は、回転数センサ（パルスピックアップ）４０により検出されており、回転数センサ４０からは回転速度を示すパルス信号Ｐが出力されており、このパルス信号Ｐを基に検出速度ωが求められる。
【００４２】
速度指令制御部１００Ａは、アクセル入力処理部１０１と、クッション処理部１０２と、トルク電流指令リミット処理部１０３の他に、新たに、ピッチング検出部１０４と速度指令調整部１０５を有している。
【００４３】
このうち、アクセル入力処理部１０１と、クッション処理部１０２と、トルク電流指令リミット処理部１０３は、図７に示す従来技術と同様な機能を有している。
【００４４】
即ち、アクセル入力処理部１０１には、アクセル１０の踏込量に応じたアクセル電圧Ｖ_inが入力される。そうすると、アクセル入力処理部１０１は、アクセル電圧Ｖ_inに応じた速度指令ω^*を出力する。
クッション処理部１０２は、アクセル１０が踏み込まれてから、一定時間遅れてから速度指令ω^*を出力する。
トルク電流指令リミット処理部１０３は、検出速度ωに応じたトルク電流指令リミット値Ｉ_q-limを出力する。このトルク電流指令リミット値Ｉ_q-limの最大値はＩ_q0となっている。なお、ω_bは基底速度である。
【００４５】
ピッチング検出部１０４は、アクセル入力処理部１０１から出力されてクッション処理部１０２を通ってきた速度指令ω^*と、検出速度（実際の速度）ωを基に、図２のフローチャートで示す処理をすることにより、ピッチングの発生を検出する。
【００４６】
まず、アクセル入力処理部１０１から出力された速度指令ω^*、及び、検出速度ωが、共に設定速度（例えば１０Ｋｍ／ｈ）以上であることを条件（ステップ１）に、ピッチング検出動作を開始する。
【００４７】
ピッチング検出動作は予め決めたサンプリング期間毎（例えば１秒毎）に連続して行う。つまり、先行するサンプリング期間（例えば１秒間）でピッチング検出動作を行うと共に、このサンプリング期間の直後の後行するサンプリング期間（例えば１秒間）においてもピッチング検出動作を行う。このピッチング検出動作では、まず、１秒間の各サンプリング期間において連続して検出速度ωをサンプリングし、このサンプリング期間中における最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minを抽出する（ステップ２）。そして、最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minとの差が、予め決めたピッチング検出レベルよりも大きいときには（ステップ３）、ピッチングが発生したと判定する（ステップ４）。
【００４８】
ピッチングが発生したと判定したら、ピッチング検出信号αを速度指令調整部１０５に向けて出力する。同時に、このサンプリング期間における、検出速度ωの最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minを速度指令調整部１０５に向けて出力する。なお、速度指令調整部１０５に検出速度ωを入力しておき、ピッチングが発生したサンプリング期間における最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minを、速度指令調整部１０５が検出するようにしてもよい。
【００４９】
このピッチング検出部１０４では、アクセル入力処理部１０１から出力された速度指令ω^*、及び、検出速度ωが、共に設定速度（例えば１０Ｋｍ／ｈ）以上であることを条件に、ピッチング検出動作を開始するため、電動車輌が停止状態から設定速度にまで加速する期間において、最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minとの差が、予め決めたピッチング検出レベルよりも大きくなったとしても、ピッチングが発生したとは判定しない。このような設定速度以下においては、電動車輌の速度が振動（時間の経過に沿って速度が上下動）しても、問題とはならないので、このような判定手法を採用している。この結果、電動車輌が設定速度以下で走行しているときに、ピッチングが発生したと誤判定することがなくなる。
【００５０】
また、サンプリング期間は例えば１秒間としているが、この期間は、各種の電動車輌をピッチング走行させたときの振動周波数より決定した。このサンプリング期間は、速度の山（速度が上昇した後に下降する部分）が少なくとも２つ存在し、かつ、速度の谷（速度が下降した後に上昇する部分）が少なくとも２つ存在することを条件として決定したものである。
【００５１】
速度指令調整部１０５は、ピッチング検出信号αが入力されていないときには、アクセル出力処理部１０１から出力された速度指令ω^*をそのまま通過させて、ベクトル制御部２００に送る。
【００５２】
一方、ピッチング検出信号αが入力されたときには、速度指令調整部１０５は、アクセル出力処理部１０１から出力された速度指令ω^*をそのまま通過させることなく、その代わりに、図３のフローチャートで示す処理をすることにより求めた値となっている速度指令ω^*を、ベクトル制御部２００に送る。
【００５３】
ここで、ピッチング検出部１０４によりピッチングの発生が検出されて、速度指令調整部１０５に、ピッチング検出信号αが入力されたときの動作を、図３に基づき説明する。
【００５４】
図３に示すように、ピッチングの発生が検出されたら（ステップ１１）、速度指令ω^*の値を、（最大検出速度ω_max＋最小検出速度ω_min）／２とする（ステップ１２）。最大検出速度ω_max及び最小検出速度ω_minは、ピッチング検出部１０４から速度指令調整部１０５に送られてきた速度、または、速度指令調整部１０５自体で検出したものである。このように、値を、（最大検出速度ω_max＋最小検出速度ω_min）／２とした速度指令ω^*を、ベクトル制御部２００に送る。
【００５５】
そして、速度指令ω^*の値を（最大検出速度ω_max＋最小検出速度ω_min）／２とした状態を、予め設定した保留期間Ｔだけ保留しておく。そして、この保留期間Ｔが経過したら速度指令ω^*の値を、アクセル１０の踏込量に応じた値（即ち、アクセル入力処理部１０１から出力される速度指令ω^*の値）に向かって上昇させていく（ステップ１３）。このとき、保留期間Ｔが経過後に速度指令ω^*の値を上昇させていく割合（上昇率）は、電動車輌が停止状態から設定速度にまで加速する期間において速度指令ω^*を上昇させていく割合（上昇率）よりも小さくしており、速度指令ω^*を上昇させていったときになるべくピッチングが発生しないようにしている。
【００５６】
図４は、ピッチングが発生したときの、速度指令ω^*と検出速度ωとの関係を示している。図４において、時刻ｔ１にてピッチングを検出し、このとき、速度指令ω^*の値を、（最大検出速度ω_max＋最小検出速度ω_min）／２に変更しており、保留期間Ｔにおいて、速度指令ω^*の値を（最大検出速度ω_max＋最小検出速度ω_min）／２に保持している。そして、保留期間Ｔの経過後は、速度指令ω^*の値を増加させている。この場合、電動車輌が停止状態から設定速度にまで加速する期間において速度指令ω^*を上昇させていく割合（上昇率γ１）に対して、保留期間Ｔが経過後に速度指令ω^*の値を上昇させていく割合（上昇率γ２）を小さくしている。
【００５７】
このように、本実施の形態における速度指令制御部１００Ａでは、ピッチング検出部１０４にてピッチングの発生を検出すると、速度指令ω^*の値が、（最大検出速度ω_max＋最小検出速度ω_min）／２に変更（減少）される。このため、ピッチングの発生が抑制される。このとき、電動車輌の実際の速度（検出速度）ωは大きく低下することはないため、運転者は違和感を感じることなく、自然なフィーリングで運転を続けることができる。
【００５８】
図５は、本実施の形態に係る速度制御装置を搭載した電動車輌を実際に走行させて、ピッチングが発生したときに、ピッチング抑制制御をしたときの、速度指令ω^*と検出速度ωとの実際の変化状態を示す特性図である。
【００５９】
図５において、時刻ｔ１１においてピッチング発生を検出したので、速度指令ω^*の値を、時刻ｔ１１を含むサンプリング期間における最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minの和の１／２の値に変更し、保留期間Ｔ１にわたりこの値を保持している。
【００６０】
この保留期間Ｔ１における時刻ｔ１２においても更にピッチング発生を検出したので、速度指令ω^*の値を、時刻ｔ１２を含むサンプリング期間における最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minの和の１／２の値に変更し、保留期間Ｔ２にわたりこの値を保持している。
【００６１】
この保留期間Ｔ２における時刻ｔ１３においても更にピッチング発生を検出したので、速度指令ω^*の値を、時刻ｔ１３を含むサンプリング期間における最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minの和の１／２の値に変更し、保留期間Ｔ３にわたりこの値を保持している。
【００６２】
保留期間Ｔ３が経過したら、速度指令ω^*の値を上昇させていく。この上昇率は、電動車輌が停止状態から加速する期間Ｔ０における上昇率よりも、小さくしている。
【００６３】
速度指令ω^*の値を上昇させていく途中の期間の時刻ｔ１４において、再びピッチング発生を検出したので、速度指令ω^*の値を、時刻ｔ１４を含むサンプリング期間における最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minの和の１／２の値に変更し、保留期間Ｔ４にわたりこの値を保持している。
【００６４】
保留期間Ｔ４が経過したら、速度指令ω^*の値を上昇させていく。この上昇率は、電動車輌が停止状態から加速する期間Ｔ０における上昇率よりも、小さくしている。
【００６５】
速度指令ω^*の値を上昇させていく途中の期間の時刻ｔ１５において、再びピッチング発生を検出したので、速度指令ω^*の値を、時刻ｔ１５を含むサンプリング期間における最大検出速度ω_maxと最小検出速度ω_minの和の１／２の値に変更し、保留期間Ｔ５にわたりこの値を保持している。
なお、保留期間Ｔ１〜Ｔ５は同じ時間である。
【００６６】
このようなピッチング抑制制御をすることにより、ピッチング現象を迅速・確実に抑制することができ、悪路であっても安定した走行が可能になる。
【００６７】
なお、図１の例では、駆動電動機として誘導電動機を用いた速度制御装置であったが、駆動電動機として同期電動機を用いた速度制御装置であっても、本願発明を適用することができる。
つまり、図１に示す速度指令制御部１００Ａと、同期電動機用の汎用のベクトル制御装置と、同期電動機用の汎用のモータ駆動指令制御部と、インバータと、同期電動機を用いることにより、電動車輌のピッチング現象を抑制制御する速度制御装置を実現することができる。
【００６８】
更に、駆動電動機として直流電動機を用いた速度制御装置であっても、本願発明を適用することができる。図６を、その概要を示したものである。図６において、速度指令制御部１００Ｂは、図１に示す速度指令制御部１００Ｂと同様であるがトルク電流指令リミット処理部１０３は有していない。モータ駆動指令制御部３００Ｂは、速度指令ω^*に応じたデューティー指令Ｄを出力する。電流制御部４００は、デューティー指令Ｄに応じた値の電流値となっている直流電流を直流モータ３０Ｂに供給する。このため、速度指令制御部１００Ｂから出力される速度指令ω^*（この値はピッチング現象が発生したときには、その値が変更される）に応じて、直流モータ３０Ｂの速度が制御される。直流モータ３０Ｂの検出速度ωは、回転数センサ４０Ｂにより検出される。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の速度指令制御部及び速度制御装置では、ピッチング現象を検出したときに、速度指令の値を、ピッチング発生時の最大検出速度と最小検出速度との和の半分の値に変更するようにしているため、ピッチング走行が発生しても、このピッチング現象を迅速に抑制して安定走行を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る速度制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】ピッチング検出動作を示すフローチャートである。
【図３】ピッチング抑制制御を示すフローチャートである。
【図４】ピッチング抑制制御をしたときの速度指令と検出速度との関係を示す特性図である。
【図５】実際の電動車輌においてピッチング抑制制御をしたときの、速度指令と検出速度との関係を示す特性図である。
【図６】駆動電動機が直流電動機であるときの、本発明の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図７】従来技術に係る速度制御装置を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１０アクセル
２０インバータ
３０，３０Ｂ誘導電動機
４０，４０Ｂ回転数センサ
１００，１００Ａ，１００Ｂ速度指令制御部
１０１アクセル入力処理部
１０２クッション処理部
１０３トルク電流指令リミット処理部
１０４ピッチング検出部
１０５速度指令調整部
２００ベクトル制御部
３００，３００Ｂモータ駆動指令制御部
Ｂバッテリ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a speed command control unit and an electric vehicle speed control device, and is devised so that the pitching phenomenon can be quickly and reliably suppressed even if the electric vehicle is pitched when the electric vehicle is loaded. It is a thing. Note that the load traveling refers to traveling with the electric vehicle loaded with luggage or the like.
[0002]
[Prior art]
In an electric vehicle such as an electric forklift or an electric vehicle, a direct current voltage of a battery is converted into an alternating current voltage by an inverter to drive the alternating current motor, and a driving force during traveling is obtained using the alternating current motor as a drive source. An induction motor is frequently used for this type of drive motor, and a vector control method is adopted as a speed control method of the induction motor (see, for example, Patent Document 1). FIG. 7 is a block diagram showing a speed control device for an electric vehicle using a vector control method according to the prior art.
[0003]
As shown in FIG. 7, the speed control device has a speed command control unit 100, a vector control unit 200, and a motor drive command control unit 300 as main components.
[0004]
An outline of the control operation of this speed control device is as follows. In other words, the speed command control unit 100 determines (proportional) the speed command ω corresponding to the amount of depression of the accelerator 10.^*Is output. The vector control unit 200 sets the actual speed (detected speed) ω of the electric vehicle to the speed command ω^*Two-phase torque current command I_q ^*And excitation current command I_1d ^*Is output. The motor drive command control unit 300 is configured so that the current command I_q ^*, I_1d ^*Three-phase voltage command (motor drive command) V according to_u ^*, V_v ^*, V_w ^*Is output.
[0005]
The inverter 20 has a voltage command (motor drive command) V_u ^*, V_v ^*, V_w ^*Accordingly, the direct current of the battery B is converted into a three-phase alternating current and supplied to the induction motor 30. As a result, the induction motor 30 is driven to run the electric vehicle. As a result, the speed of the electric vehicle can be controlled according to the amount of depression of the accelerator 10.
[0006]
The rotation speed of the induction motor 30 is detected by a rotation speed sensor (pulse pickup) 40, and a pulse signal P indicating the rotation speed is output from the rotation speed sensor 40. Based on this pulse signal P A detection speed ω is obtained.
[0007]
Next, the detailed configuration and operation of each control unit 100, 200, 300 of the speed control device described above will be described.
[0008]
The speed command control unit 100 includes an accelerator input processing unit 101, a cushion processing unit 102, and a torque current command limit processing unit 103.
[0009]
The accelerator input processing unit 101 has an accelerator voltage V corresponding to the amount of depression of the accelerator 10._inIs entered. Then, the accelerator input processing unit 101 determines that the accelerator voltage V_inSpeed command according to^*Is output.
The cushion processing unit 102 waits for a certain time after the accelerator 10 is depressed, and then the speed command ω^*Is output.
The torque current command limit processing unit 103 is a torque current command limit value I corresponding to the detected speed ω._q-lim is output. This torque current command limit value I_qThe maximum value of -lim is I_q0It has become. Ω_bIs the base velocity.
[0010]
The vector control unit 200 includes a PI (proportional integral) calculation unit 201, a magnetic flux command unit 202, a slip calculation unit 203, a speed calculation unit 204, and the like.
[0011]
The PI calculation unit 201 uses the speed command ω^*And the speed PI gain K_p,K_iTorque current command I by performing PI calculation based on_q ^*Ask for. However, torque current command I_q ^*Is the torque current command limit value I_q-lim is the upper limit. Speed PI gain K_p,K_iIs the detection speed ω is the base speed ω_bIs exceeded, the multipliers 205 and 206 multiply the predetermined number as will be described later.
[0012]
The magnetic flux command unit 202 has a magnetic flux command λ corresponding to the detected speed ω.^*Is output. This magnetic flux command λ^*Is the maximum value of λ_oIt has become. Ω_bIs the base velocity.
[0013]
Magnetic flux command λ^*Is the excitation current command I_1d ^*The gain is multiplied by G in order to improve the response. Then, through the M (mutual inductance) fluctuation compensation table 207 and the divider 208, the excitation current command I_1d ^*Is obtained.
Magnetic flux command λ^*Is passed through the first order lag portion 209 and the magnetic flux command λ₁ ^*It becomes. Τ₂Is a second order time constant.
[0014]
The multiplication gain calculator 210 is a fixed value Id._o(= Mλ_o) To Id (= Mλ₁ ^*) To obtain a multiplication gain, which is multiplied by the multipliers 205 and 206 by the speed PI gain K._p,K_iIs multiplied by Note that the multiplication gain is determined so that the detection speed ω is the base speed ω._bLess than λ₁ ^*= Λ_oTherefore, the detection speed ω becomes the base speed ω._bIs greater than λ₁ ^*<Λ_oTherefore, it becomes larger than 1.
[0015]
The slip calculation unit 203 generates an excitation current command I_1d ^*Magnetic flux command λ corresponding to₁ ^*And torque current command I_q ^*From the slip speed ω_sAsk for. The speed calculation unit 204 obtains the detection speed ω from the pulse signal P. And the sliding speed ω_sAnd the detection speed ω, the primary angular velocity ω_oIs obtained.
[0016]
The motor drive command control unit 300 includes a current control unit 301, coordinate conversion units 302 and 303, an integrator 304, a speed estimation unit 305, and the like.
[0017]
The current control unit 301 includes an excitation current command I_1d ^*And torque current command I_q ^*Gain K against_idAnd gain K_lqMultiplied by the excitation current detection value I_1dAnd torque current detection value I_1qAnd the primary angular velocity ω_oUsing the two-phase excitation voltage command V_d ^*And torque voltage command V_q ^*Ask for. Two-phase excitation voltage command V_d ^*And torque voltage command V_q ^*The three-phase voltage command (motor drive command) V is_u ^*, V_v ^*, V_w ^*It becomes.
The excitation current detection value I_1dAnd torque current detection value I_1qIs the detected three-phase current I_u,I_wIs obtained by performing coordinate transformation with the coordinate converter 302.
[0018]
The integrator 304 has a primary angular velocity ω_oTo obtain the phase angle θ (angle formed between the d-axis and the rotor) necessary for coordinate conversion.
[0019]
The speed estimator 305 generates an excitation voltage command V_d ^*, Torque voltage command V_q ^*, Detection three-phase current I_u,I_wBased on this, the rotational speed of the induction motor 30 is estimated. When the rotation speed sensor 40 is not used, the estimated speed estimated by the speed estimating unit 305 is used instead of the detected speed ω.
[0020]
In the above example, an induction motor is used as a drive motor for an electric vehicle, and the speed is controlled by a vector control method. However, a synchronous motor is used as a drive motor for the electric vehicle, and a speed control is performed by a vector control method. There are some that use a DC motor as the drive motor of an electric vehicle, and the speed is controlled by adjusting the current conduction ratio (duty) supplied to the DC motor.
[0021]
[Patent Document 1]
JP 2000-308399 A
[0022]
[Problems to be solved by the invention]
In the speed control device shown in FIG. 7, when the depression amount (operation amount) of the accelerator 10 is the maximum, the speed command ω^*And the detected speed ω of the induction motor 30 becomes the command speed command ω^*Torque current command I by PI calculation_q ^*Is calculated.
[0023]
Speed command ω when the amount of depression (operation amount) of the accelerator 10 is maximum^*When the electric vehicle is driven without load when the maximum value is reached, the speed command ω is reduced by reducing the depression amount (operation amount) of the accelerator 10.^*Since the motor torque characteristic of the induction motor 30 has a sufficient margin with respect to the running load torque, the speed command ω^*And the detected speed (actual speed) ω substantially coincide with each other.
[0024]
However, the amount of depression (operation amount) of the accelerator 10 is the maximum and the speed command ω^*When the electric vehicle is caused to travel under load when the maximum value is reached, the motor torque characteristic of the induction motor 30 travels at a point balanced with the traveling load torque characteristic, and the detected speed (actual speed) ω is the speed. Command ω^*Driving is performed in a state where the temperature is lower than that.
[0025]
When the traveling load torque fluctuates during traveling of the electric vehicle (for example, when the traveling road surface changes from a flat road surface to a bad road), the electric vehicle resonates due to the natural vibration of the electric vehicle and the electric vehicle travels pitching. Sometimes. In such a pitching state, the front side of the electric vehicle sinks and the rear side floats, and the center of gravity of the vehicle body swings to the front side. The (actual speed) ω will also vibrate (the speed moves up and down over time).
[0026]
Speed command ω^*And the detected speed (actual speed) ω are approximately the same (when the driving load torque is within the range of the motor torque characteristic or when there is no load driving), the pitching driving state is entered. If the speed command ω^*And the torque current command I so that the detected speed ω matches._q ^*Changes, the pitching running phenomenon is suppressed.
[0027]
However, speed command ω^*And the detected speed (actual speed) ω do not coincide with each other (the running load torque exceeds the motor torque characteristic and sticks to the motor torque characteristic, and the detected speed ω becomes the speed command ω^*When the vehicle is traveling in a pitching state when the vehicle is traveling in a state where the torque is lower than the torque current command I by the speed PI calculation,_q ^*Is limited by the motor torque characteristics (that is, torque current command I_q ^*Torque current command I_q ^*Does not change. For this reason, the pitching traveling phenomenon is not suppressed and the electric vehicle travels in a vibration state. If the vehicle is driven in the vibration state as described above, the driver feels fear.
[0028]
In view of the above-described prior art, the present invention provides a speed command control unit and an electric vehicle that can quickly suppress the pitching phenomenon and enable stable traveling even when pitching occurs when the electric vehicle is loaded. An object is to provide a speed control device.
[0029]
[Means for Solving the Problems]
The configuration of the speed command control unit of the present invention that solves the above problem is incorporated in a speed control device for an electric vehicle using an electric motor as a drive source, and outputs a speed command according to the amount of accelerator depression. In
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred based on a detection speed that is an actual rotation speed of the electric motor;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 1, a speed command adjustment unit that obtains a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed when pitching occurs and outputs the speed command to the outside It is characterized by.
[0030]
Further, the configuration of the speed command control unit of the present invention is incorporated in a speed control device for an electric vehicle using an electric motor as a drive source, and in the speed command control unit that outputs a speed command according to the amount of depression of an accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit A speed command adjusting unit that obtains a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed during the sampling period in which the occurrence of pitching is detected instead of the speed command generated in step 5 and outputs the speed command to the outside It is characterized by having.
[0031]
Further, the configuration of the speed command control unit of the present invention is incorporated in a speed control device for an electric vehicle using an electric motor as a drive source, and in the speed command control unit that outputs a speed command according to the amount of depression of an accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 5, a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed in the sampling period in which the occurrence of pitching is detected is obtained and output to the outside. And a speed command adjusting unit that holds a value of the speed command to be output at a value half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed over a predetermined holding period.
[0032]
Further, the configuration of the speed command control unit of the present invention is incorporated in a speed control device for an electric vehicle using an electric motor as a drive source, and in the speed command control unit that outputs a speed command according to the amount of depression of an accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 5, a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed in the sampling period in which the occurrence of pitching is detected is obtained and output to the outside. And a speed command adjustment unit that increases the value of the speed command after holding the value of the speed command to be output to a value half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed over a predetermined holding period. To do.
[0033]
Further, the configuration of the speed command control unit of the present invention is incorporated in a speed control device for an electric vehicle using an electric motor as a drive source, and in the speed command control unit that outputs a speed command according to the amount of depression of an accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 5, a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed in the sampling period in which the occurrence of pitching is detected is obtained and output to the outside. The value of the speed command to be output is maintained at half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed over a predetermined holding period, and then the speed command value is increased. And a speed command adjusting unit that is smaller than a rate of increase when accelerating.
[0034]
The speed control device for an electric vehicle of the present invention includes the speed command control unit,
A torque current command corresponding to the speed command output from the speed command control unit, a vector control device that outputs an excitation current command,
A motor drive command control unit that sends a three-phase voltage command corresponding to the torque current command and the excitation current command to an inverter that supplies an AC current to an AC motor as a drive source.
In this case, the AC motor employs an induction motor or a synchronous motor.
[0035]
The speed control device for an electric vehicle of the present invention includes the speed command control unit,
A motor drive command control unit that outputs a duty command corresponding to the speed command output from the speed command control unit;
And a current control unit that supplies a DC current corresponding to the duty command to a DC motor that is a drive source.
[0036]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the part which performs the same function as a prior art, and description of the overlapping part is simplified.
[0037]
FIG. 1 is a block diagram showing a speed control apparatus for an electric vehicle using a vector control method according to the present invention.
[0038]
As shown in FIG. 1, the speed control device mainly includes a speed command control unit 100A, a vector control unit 200, and a motor drive command control unit 300.
[0039]
The vector control unit 200, the motor drive command control unit 300, the accelerator 10, the inverter 20, the induction motor 30, the rotation speed sensor 40, and the battery B have the same functions as those of the prior art shown in FIG.
[0040]
That is, the vector control unit 200 sets the actual speed (detected speed) ω of the electric vehicle to the speed command ω.^*Two-phase torque current command I_q ^*And excitation current command I_1d ^*Is output. The motor drive command control unit 300 is configured so that the current command I_q ^*, I_1d ^*Three-phase voltage command (motor drive command) V according to_u ^*, V_v ^*, V_w ^*Is output.
[0041]
The inverter 20 is connected to a voltage command (motor drive command) V_u ^*, V_v ^*, V_w ^*Accordingly, the direct current of the battery B is converted into a three-phase alternating current and supplied to the induction motor 30. As a result, the induction motor 30 is driven to run the electric vehicle.
The rotation speed of the induction motor 30 is detected by a rotation speed sensor (pulse pickup) 40. A pulse signal P indicating the rotation speed is output from the rotation speed sensor 40. Based on this pulse signal P A detection speed ω is obtained.
[0042]
The speed command control unit 100A newly includes a pitching detection unit 104 and a speed command adjustment unit 105 in addition to the accelerator input processing unit 101, the cushion processing unit 102, and the torque current command limit processing unit 103.
[0043]
Among these, the accelerator input processing unit 101, the cushion processing unit 102, and the torque current command limit processing unit 103 have the same functions as those of the prior art shown in FIG.
[0044]
That is, the accelerator input processing unit 101 has an accelerator voltage V corresponding to the amount of depression of the accelerator 10._inIs entered. Then, the accelerator input processing unit 101 determines that the accelerator voltage V_inSpeed command according to^*Is output.
The cushion processing unit 102 waits for a certain time after the accelerator 10 is depressed, and then the speed command ω^*Is output.
The torque current command limit processing unit 103 is a torque current command limit value I corresponding to the detected speed ω._q-lim is output. This torque current command limit value I_qThe maximum value of -lim is I_q0It has become. Ω_bIs the base velocity.
[0045]
The pitching detection unit 104 outputs the speed command ω output from the accelerator input processing unit 101 and passed through the cushion processing unit 102.^*Based on the detected speed (actual speed) ω, the occurrence of pitching is detected by performing the processing shown in the flowchart of FIG.
[0046]
First, the speed command ω output from the accelerator input processing unit 101^*The pitching detection operation is started on the condition (step 1) that both the detection speed ω are equal to or higher than the set speed (for example, 10 km / h).
[0047]
The pitching detection operation is continuously performed every predetermined sampling period (for example, every second). That is, the pitching detection operation is performed in the preceding sampling period (for example, 1 second), and the pitching detection operation is also performed in the sampling period (for example, 1 second) immediately following this sampling period. In this pitching detection operation, first, the detection speed ω is sampled continuously in each sampling period of 1 second, and the maximum detection speed ω in this sampling period is sampled._maxAnd minimum detection speed ω_minIs extracted (step 2). And the maximum detection speed ω_maxAnd minimum detection speed ω_minIs greater than a predetermined pitching detection level (step 3), it is determined that pitching has occurred (step 4).
[0048]
If it is determined that pitching has occurred, the pitching detection signal α is output to the speed command adjustment unit 105. At the same time, the maximum detection speed ω of the detection speed ω during this sampling period_maxAnd minimum detection speed ω_minIs output to the speed command adjustment unit 105. The detection speed ω is input to the speed command adjustment unit 105, and the maximum detection speed ω in the sampling period in which pitching occurs._maxAnd minimum detection speed ω_minMay be detected by the speed command adjustment unit 105.
[0049]
In the pitching detection unit 104, the speed command ω output from the accelerator input processing unit 101 is displayed.^*In order to start the pitching detection operation on condition that both the detection speeds ω are equal to or higher than the set speed (for example, 10 km / h), the maximum detection is performed during the period in which the electric vehicle accelerates from the stop state to the set speed. Speed ω_maxAnd minimum detection speed ω_minEven if the difference between and becomes larger than a predetermined pitching detection level, it is not determined that pitching has occurred. Below such a set speed, even if the speed of the electric vehicle vibrates (the speed moves up and down over time), there is no problem, so such a determination method is adopted. As a result, it is not erroneously determined that pitching has occurred when the electric vehicle is traveling at a set speed or less.
[0050]
The sampling period is, for example, 1 second. This period is determined from the vibration frequency when various electric vehicles are pitched. This sampling period is conditioned on the existence of at least two speed peaks (the part that decreases after the speed increases) and at least two speed valleys (the part that increases after the speed decreases). It has been decided.
[0051]
When the pitching detection signal α is not input, the speed command adjusting unit 105 outputs the speed command ω output from the accelerator output processing unit 101.^*Is sent as it is to the vector control unit 200.
[0052]
On the other hand, when the pitching detection signal α is input, the speed command adjusting unit 105 outputs the speed command ω output from the accelerator output processing unit 101.^*Instead, the speed command ω having a value obtained by performing the processing shown in the flowchart of FIG.^*Is sent to the vector control unit 200.
[0053]
Here, the operation when the occurrence of pitching is detected by the pitching detection unit 104 and the pitching detection signal α is input to the speed command adjustment unit 105 will be described with reference to FIG.
[0054]
As shown in FIG. 3, when the occurrence of pitching is detected (step 11), the speed command ω^*Value of (maximum detection speed ω_max+ Minimum detection speed ω_min) / 2 (step 12). Maximum detection speed ω_maxAnd minimum detection speed ω_minIs detected by the speed sent from the pitching detection unit 104 to the speed command adjustment unit 105 or by the speed command adjustment unit 105 itself. Thus, the value (maximum detection speed ω_max+ Minimum detection speed ω_min) / 2 speed command ω^*Is sent to the vector control unit 200.
[0055]
And speed command ω^*Value (maximum detection speed ω_max+ Minimum detection speed ω_min) / 2 is held for a preset holding period T. When this holding period T elapses, the speed command ω^*Is a value corresponding to the depression amount of the accelerator 10 (that is, the speed command ω output from the accelerator input processing unit 101).^*(Step 13). At this time, after the holding period T has elapsed, the speed command ω^*The rate of increase in the value of (increase rate) depends on the speed command ω during the period in which the electric vehicle accelerates from the stop state to the set speed.^*Is smaller than the rate of increase (increase rate), and the speed command ω^*Pitching does not occur as much as possible.
[0056]
FIG. 4 shows the speed command ω when pitching occurs.^*And the detection speed ω. In FIG. 4, pitching is detected at time t1, and at this time, the speed command ω^*Value of (maximum detection speed ω_max+ Minimum detection speed ω_min) / 2, and during the holding period T, the speed command ω^*Value (maximum detection speed ω_max+ Minimum detection speed ω_min) / 2. After the holding period T has elapsed, the speed command ω^*The value of is increasing. In this case, the speed command ω is applied during the period in which the electric vehicle accelerates from the stop state to the set speed.^*Speed command ω after the holding period T has elapsed with respect to the rate of increasing the speed (increase rate γ1)^*The rate of increasing the value (increased rate γ2) is reduced.
[0057]
Thus, in speed command control unit 100A in the present embodiment, when pitching occurrence is detected by pitching detection unit 104, speed command ω^*Value of (maximum detection speed ω_max+ Minimum detection speed ω_min) / 2 (changed). For this reason, generation | occurrence | production of pitching is suppressed. At this time, since the actual speed (detected speed) ω of the electric vehicle does not decrease greatly, the driver can continue driving with a natural feeling without feeling uncomfortable.
[0058]
FIG. 5 shows a speed command ω when pitching suppression control is performed when an electric vehicle equipped with the speed control device according to the present embodiment is actually run and pitching occurs.^*FIG. 6 is a characteristic diagram showing an actual change state of the detection speed ω.
[0059]
In FIG. 5, since the occurrence of pitching is detected at time t11, the speed command ω^*Is the maximum detection speed ω in the sampling period including time t11._maxAnd minimum detection speed ω_minThe value is changed to a value that is half of the sum of the values, and this value is held for the holding period T1.
[0060]
Since the occurrence of pitching is further detected at time t12 in the holding period T1, the speed command ω^*Is the maximum detection speed ω in the sampling period including time t12._maxAnd minimum detection speed ω_minThe value is changed to a value that is ½ of the sum of the values, and this value is held for the holding period T2.
[0061]
Since the occurrence of pitching is further detected at time t13 in the holding period T2, the speed command ω^*Is the maximum detection speed ω in the sampling period including time t13._maxAnd minimum detection speed ω_minAnd the value is held for the holding period T3.
[0062]
When the holding period T3 has elapsed, the speed command ω^*Increase the value of. This rate of increase is smaller than the rate of increase in the period T0 during which the electric vehicle accelerates from the stopped state.
[0063]
Speed command ω^*Since the occurrence of pitching is detected again at time t14 during the period of increasing the value of, the speed command ω^*Is the maximum detection speed ω in the sampling period including time t14._maxAnd minimum detection speed ω_minThe value is changed to a value that is ½ of the sum of the values, and this value is held for the holding period T4.
[0064]
When the holding period T4 has elapsed, the speed command ω^*Increase the value of. This rate of increase is smaller than the rate of increase in the period T0 during which the electric vehicle accelerates from the stopped state.
[0065]
Speed command ω^*Since the occurrence of pitching is detected again at time t15 during the period of increasing the value of^*Is the maximum detection speed ω in the sampling period including time t15._maxAnd minimum detection speed ω_minThe value is changed to a value that is ½ of the sum of the values, and this value is held for the holding period T5.
The holding periods T1 to T5 are the same time.
[0066]
By performing such pitching suppression control, the pitching phenomenon can be quickly and reliably suppressed, and stable running is possible even on rough roads.
[0067]
In the example of FIG. 1, the speed control device uses an induction motor as a drive motor. However, the present invention can be applied even to a speed control device using a synchronous motor as a drive motor.
That is, by using the speed command control unit 100A shown in FIG. 1, a general-purpose vector control device for a synchronous motor, a general-purpose motor drive command control unit for a synchronous motor, an inverter, and a synchronous motor, A speed control device that suppresses and controls the pitching phenomenon can be realized.
[0068]
Furthermore, the present invention can be applied even to a speed control device using a DC motor as a drive motor. FIG. 6 shows an outline thereof. In FIG. 6, the speed command control unit 100B is the same as the speed command control unit 100B shown in FIG. 1, but does not have the torque current command limit processing unit 103. The motor drive command control unit 300B^*A duty command D corresponding to is output. The current control unit 400 supplies a direct current having a current value corresponding to the duty command D to the direct current motor 30B. Therefore, the speed command ω output from the speed command control unit 100B^*(This value is changed when the pitching phenomenon occurs), and the speed of the DC motor 30B is controlled. The detection speed ω of the DC motor 30B is detected by the rotation speed sensor 40B.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, in the speed command control unit and the speed control device of the present invention, when the pitching phenomenon is detected, the value of the speed command is set to half of the sum of the maximum detection speed and the minimum detection speed when the pitching occurs. Since the value is changed to a value, even when pitching travel occurs, the pitching phenomenon can be quickly suppressed and stable travel can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block configuration diagram showing a speed control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a pitching detection operation.
FIG. 3 is a flowchart showing pitching suppression control.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a speed command and a detected speed when pitching suppression control is performed.
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between a speed command and a detected speed when pitching suppression control is performed in an actual electric vehicle.
FIG. 6 is a block configuration diagram showing an embodiment of the present invention when the drive motor is a DC motor.
FIG. 7 is a block diagram showing a speed control device according to the prior art.
[Explanation of symbols]
10 Accelerator
20 Inverter
30, 30B induction motor
40,40B Rotation speed sensor
100, 100A, 100B Speed command control unit
101 Accelerator input processor
102 Cushion processing part
103 Torque current command limit processing section
104 Pitching detector
105 Speed command adjuster
200 Vector controller
300, 300B Motor drive command controller
B battery

Claims

In the speed command control unit that is incorporated in the speed control device of the electric vehicle using the electric motor as a drive source and outputs the speed command according to the amount of depression of the accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred based on a detection speed that is an actual rotation speed of the electric motor;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 1, a speed command adjustment unit that obtains a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed when pitching occurs and outputs the speed command to the outside A speed command control unit characterized by

In the speed command control unit that is incorporated in the speed control device of the electric vehicle using the electric motor as a drive source and outputs the speed command according to the amount of depression of the accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit A speed command adjusting unit that obtains a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed during the sampling period in which the occurrence of pitching is detected instead of the speed command generated in step 5 and outputs the speed command to the outside And a speed command control unit.

In the speed command control unit that is incorporated in the speed control device of the electric vehicle using the electric motor as a drive source and outputs the speed command according to the amount of depression of the accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 5, a speed command having a value that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed in the sampling period in which the occurrence of pitching is detected is output to the outside. And a speed command adjusting unit for holding a speed command value to be output at a value half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed over a predetermined holding period.

In the speed command control unit that is incorporated in the speed control device of the electric vehicle using the electric motor as a drive source and outputs the speed command according to the amount of depression of the accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 5, a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed in the sampling period in which the occurrence of pitching is detected is obtained and output to the outside. And a speed command adjustment unit that increases the value of the speed command after holding the value of the speed command to be output to a value half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed over a predetermined holding period. Speed command control unit to do.

In the speed command control unit that is incorporated in the speed control device of the electric vehicle using the electric motor as a drive source and outputs the speed command according to the amount of depression of the accelerator,
An accelerator input processing unit that generates a speed command according to the accelerator depression amount;
When the detected speed, which is the actual rotational speed of the electric motor, and the speed command generated in the accelerator input processing unit are equal to or higher than a preset set speed, the detected speed is sampled every predetermined sampling period, A pitching detection unit that detects that a pitching phenomenon has occurred when the difference between the maximum detection speed and the minimum detection speed of the sampling period is greater than a predetermined pitching detection level;
When the pitching detection unit does not detect a pitching phenomenon, the speed command generated by the accelerator input processing unit is output to the outside, while when the pitching detection unit detects a pitching phenomenon, the accelerator input processing unit Instead of the speed command generated in step 5, a speed command that is half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed in the sampling period in which the occurrence of pitching is detected is obtained and output to the outside. The value of the speed command to be output is maintained at half the sum of the maximum detected speed and the minimum detected speed over a predetermined holding period, and then the speed command value is increased. A speed command control unit comprising: a speed command adjustment unit that is smaller than a rate of increase when accelerating.

A speed command control unit according to any one of claims 1 to 5,
A torque current command corresponding to the speed command output from the speed command control unit, a vector control device that outputs an excitation current command,
A motor drive command control unit for sending a three-phase voltage command corresponding to the torque current command and the excitation current command to an inverter for supplying an AC current to an AC motor as a drive source; Control device.

In claim 6, the speed control device for an electric vehicle, wherein said AC motor is an induction motor.

In claim 6, the speed control device for an electric vehicle, wherein the AC motor is a synchronous motor.

A speed command control unit according to any one of claims 1 to 5,
A motor drive command control unit that outputs a duty command corresponding to the speed command output from the speed command control unit;
A speed control device for an electric vehicle, comprising: a current control unit that supplies a direct current corresponding to the duty command to a direct current motor as a drive source.