JP5216944B1 - 電動車両のモータ制御装置 - Google Patents
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Abstract
この電動車両のモータ制御装置は、モータと、パワードライブユニットと、前記モータの出力トルクを制御するトルク制御部と、電流制御部と、回転数検出部と、目標回転数設定部と、回転数偏差算出部と、第2回転数偏差の信号を出力する除去部と、を備え、前記トルク制御部は、前記除去部から出力された前記第2回転数偏差に基づいて前記出力トルクを制御する。
Description
本発明は、電動車両のモータ制御装置に関する。
本願は、2011年9月13日に、日本に出願された特願2011−199405号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2011年9月13日に、日本に出願された特願2011−199405号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、例えば、機械系の振動などに起因するモータの出力トルク変動を抑制するために、モータの回転数の検出値の平均値を算出し、この平均値を回転数の目標値として、この目標値と検出値との差分に応じてトルク指令を補正する制御装置が知られている(例えば、以下の特許文献1を参照。)。
しかしながら、上記従来技術に係る制御装置のようにモータの回転数の検出値の平均値、あるいはモータの回転数の検出値から所定周波数以下の周波数成分のみを抽出する低域通過フィルタによって得られる出力値を回転数の目標値とする。この場合には、これらの平均値や出力値は、検出値に対して時間的な遅れを有していることから、この時間的な遅れに起因してトルク指令の補正を適切に行なうことが困難になる虞がある。
特に、モータの加速時や減速時における回転数の過渡状態においては、これらの平均値や出力値と検出値との差分のうち、上述した時間的な遅れに起因した成分が増大することによって、トルク指令の補正量が不適切に過大になってしまうという問題が生じる。
しかしながら、上記従来技術に係る制御装置のようにモータの回転数の検出値の平均値、あるいはモータの回転数の検出値から所定周波数以下の周波数成分のみを抽出する低域通過フィルタによって得られる出力値を回転数の目標値とする。この場合には、これらの平均値や出力値は、検出値に対して時間的な遅れを有していることから、この時間的な遅れに起因してトルク指令の補正を適切に行なうことが困難になる虞がある。
特に、モータの加速時や減速時における回転数の過渡状態においては、これらの平均値や出力値と検出値との差分のうち、上述した時間的な遅れに起因した成分が増大することによって、トルク指令の補正量が不適切に過大になってしまうという問題が生じる。
このような問題が生じることに対して、従来、例えば、モータを走行駆動源とする電気自動車の駆動輪あるいは、非駆動輪の回転数に基づいてモータの回転数の目標値を算出する。このことによって、モータの回転数の目標値に、検出値に対する時間的な遅れが生じることを防止する電気自動車の制御装置が知られている(例えば、以下の特許文献2を参照。)。
ところで、上記従来技術に係る電気自動車の制御装置によれば、電気自動車の車輪の回転数から、要するに間接的にモータの回転数の目標値を算出することから、演算処理が複雑化すると共に演算結果の誤差が増大する虞がある。
しかも、電気自動車の非駆動輪の回転数に基づいてモータの回転数の目標値を算出する場合には、例えばモータにより駆動される駆動輪の空転が発生した場合などにおいて適正な算出結果を得ることが困難になるという問題が生じる。
しかも、電気自動車の非駆動輪の回転数に基づいてモータの回転数の目標値を算出する場合には、例えばモータにより駆動される駆動輪の空転が発生した場合などにおいて適正な算出結果を得ることが困難になるという問題が生じる。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、モータのトルク制御に要する演算処理が複雑化することを防止しつつ、モータの出力トルクの変動を適切に抑制することが可能な電動車両のモータ制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の態様は以下の構成を有する。
(1)本発明の一態様に係る電動車両のモータ制御装置は、車輪を駆動するモータと、前記モータを制御するパワードライブユニットと、要求トルクに応じて、前記モータの出力トルクを制御するトルク制御部と、前記トルク制御部から出力されるトルク指令と、前記パワードライブユニットから前記モータに通電される電流を検出する電流センサからの検出信号とに基づき、前記パワードライブユニットの電力変換動作を制御する電流制御部と、前記モータの回転数を検出して、検出結果である検出回転数の信号を出力する回転数検出部と、前記回転数検出部から出力された前記検出回転数を用いて、前記モータのトルク変動を抑制するための目標回転数を設定する目標回転数設定部と、前記目標回転数設定部により設定された前記目標回転数と、前記検出回転数との偏差である第1回転数偏差を算出する回転数偏差算出部と、前記回転数偏差算出部により算出された前記第1回転数偏差のうちから、前記回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分のみを除去して得られる第2回転数偏差の信号を出力する除去部と、を備え、前記トルク制御部は、前記除去部から出力された前記第2回転数偏差に基づいて前記出力トルクを制御する。
(1)本発明の一態様に係る電動車両のモータ制御装置は、車輪を駆動するモータと、前記モータを制御するパワードライブユニットと、要求トルクに応じて、前記モータの出力トルクを制御するトルク制御部と、前記トルク制御部から出力されるトルク指令と、前記パワードライブユニットから前記モータに通電される電流を検出する電流センサからの検出信号とに基づき、前記パワードライブユニットの電力変換動作を制御する電流制御部と、前記モータの回転数を検出して、検出結果である検出回転数の信号を出力する回転数検出部と、前記回転数検出部から出力された前記検出回転数を用いて、前記モータのトルク変動を抑制するための目標回転数を設定する目標回転数設定部と、前記目標回転数設定部により設定された前記目標回転数と、前記検出回転数との偏差である第1回転数偏差を算出する回転数偏差算出部と、前記回転数偏差算出部により算出された前記第1回転数偏差のうちから、前記回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分のみを除去して得られる第2回転数偏差の信号を出力する除去部と、を備え、前記トルク制御部は、前記除去部から出力された前記第2回転数偏差に基づいて前記出力トルクを制御する。
(2)上記(1)に記載の電動車両のモータ制御装置では、前記除去部は、前記第1回転数偏差のうちから所定の高域周波数以上の周波数成分のみを抽出して、抽出結果の信号を出力する高域通過フィルタを備えていてもよい。
(3)上記(1)に記載の電動車両のモータ制御装置では、前記除去部は、前記第1回転数偏差のうちから所定の低域周波数以下の周波数成分のみを抽出して、抽出結果の信号を出力する低域通過フィルタと、前記低域通過フィルタから出力された前記抽出結果の回転数偏差と前記第1回転数偏差との差分を算出して算出結果の信号を出力する差分算出部と、を備えていてもよい。
上記(1)の態様によれば、制御対象であるモータのトルクに対して密接な関係を有する回転数から簡便に目標回転数を設定したうえで、目標回転数と検出回転数の偏差から、回転数の過渡状態に起因する偏差成分を除去することによって、演算処理が複雑化することを防止しつつ、モータの出力トルクの変動を適切かつ精度良く抑制することができる。
つまり、検出回転数に基づき設定された目標回転数(第1目標回転数)と検出回転数とによる第1回転数偏差には、回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分が含まれる。このことに対して、第2回転数偏差には、回転数の過渡状態に起因する偏差成分が含まれない。いわば第2回転数偏差は、検出回転数と、検出回転数に対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)との偏差になる。
したがって、第2回転数偏差を用いることによって、回転数の過渡状態に起因する時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)によって、モータの出力トルクを適切かつ精度良く制御することができ、モータの駆動に要する電力消費を削減し、加速性能を向上させることができる。
したがって、第2回転数偏差を用いることによって、回転数の過渡状態に起因する時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)によって、モータの出力トルクを適切かつ精度良く制御することができ、モータの駆動に要する電力消費を削減し、加速性能を向上させることができる。
上記(2)の場合、第1回転数偏差に含まれる回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分を、第1回転数偏差における所定の高域周波数未満の周波数成分を成す定常偏差として、高域通過フィルタによって第1回転数偏差から除去する。このことによって、いわば検出回転数に対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)による第2回転数偏差を、容易に適切かつ精度良く得ることができる。
上記(3)の場合、第1回転数偏差に含まれる回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分を、第1回転数偏差における所定の低域周波数以下の周波数成分を成す定常偏差として、低域通過フィルタによって第1回転数偏差から抽出する。更に、この抽出結果を第1回転数偏差から除去することによって、時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)による第2回転数偏差を容易に適切かつ精度良く得ることができる。
以下、本発明の一実施形態に係る電動車両のモータ制御装置について、図面に基づいて説明する。
本実施形態による電動車両のモータ制御装置10は、例えば図1に示すように、トランスミッション(T/M)を介して駆動輪(W)に連結された走行用モータ(M)を備える電動車両1に搭載される。そして、電動車両のモータ制御装置10は、走行用モータ(M)を制御するパワードライブユニット(PDU)11と、トルク指令設定部(トルク制御部)12と、制振制御部13と、電流制御部14と、を備えて構成されている。
パワードライブユニット11は、例えば3相のDCブラシレスモータなどである走行用モータ(M)に接続されている。
パワードライブユニット11は、例えばトランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータを備えている。
パワードライブユニット11は、例えばトランジスタなどのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調(PWM)によるPWMインバータを備えている。
そして、パワードライブユニット11は、例えば走行用モータ(M)の駆動時に、バッテリなどの直流電源(図示略)から供給される直流電力を交流電力に変換して、走行用モータ(M)に供給する。
また、例えば電動車両1の減速時などにおいて、駆動輪W側から走行用モータ(M)側に駆動力が伝達されて、走行用モータ(M)が発電機として機能していわゆる回生制動力を発生する場合には、走行用モータ(M)から出力される交流の発電(回生)電力を直流電力に変換してバッテリ(図示略)を充電する。
また、例えば電動車両1の減速時などにおいて、駆動輪W側から走行用モータ(M)側に駆動力が伝達されて、走行用モータ(M)が発電機として機能していわゆる回生制動力を発生する場合には、走行用モータ(M)から出力される交流の発電(回生)電力を直流電力に変換してバッテリ(図示略)を充電する。
トルク指令設定部(トルク制御部)12は、例えば電動車両1のアクセル開度および車速などに応じた要求駆動力に基づき、走行用モータ(M)の出力トルクに対するトルク指令を設定する。
制振制御部13は、例えば走行用モータ(M)の回転数を検出する回転数センサ(回転数検出部)31から出力される検出結果(検出回転数NM)の信号に基づき、駆動系の振動などに起因する走行用モータ(M)の出力トルクの変動を抑制するための制振トルクを演算し、この制振トルクに応じてトルク指令設定部(トルク制御部)12から出力されるトルク指令を補正する。
制振制御部13は、例えば走行用モータ(M)の回転数を検出する回転数センサ(回転数検出部)31から出力される検出結果(検出回転数NM)の信号に基づき、駆動系の振動などに起因する走行用モータ(M)の出力トルクの変動を抑制するための制振トルクを演算し、この制振トルクに応じてトルク指令設定部(トルク制御部)12から出力されるトルク指令を補正する。
制振制御部13は、例えば、振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21と、回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)22と、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23と、制振トルク演算部24と、トルク指令補正部25とを備えて構成されている。
振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21は、例えばBS(バンドストップ)フィルタなどであって、回転数センサ(回転数検出部)31から出力された検出回転数NMにおいて、所定の周波数帯域の振動周波数成分を減衰させるBS(バンドストップ)フィルタ処理により得られる回転数を目標回転数(第1目標回転数)NMCとして出力する。
これにより、目標回転数NMCは、検出回転数NMに対して時間的な遅れを有することになる。例えば走行用モータ(M)の加速時における回転数の過渡状態においては、図2に示すように、目標回転数NMCが検出回転数NMよりも小さな値となる。一方、走行用モータ(M)の減速時における回転数の過渡状態においては、目標回転数NMCが検出回転数NMよりも大きな値となる。
回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)22は、振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21から出力された目標回転数NMCから、回転数センサ(回転数検出部)31から出力された検出回転数NMを減算して得られる回転数偏差を、第1回転数偏差NMVIBERRとして出力する。
ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23は、回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)22から出力された第1回転数偏差NMVIBERRにおいて、所定の高域遮断周波数未満の周波数成分を減衰させるハイパスフィルタ処理により得られる回転数偏差を、制振トルク算出用回転数偏差である第2回転数偏差NMVIBとして出力する。
第1回転数偏差NMVIBERRには、目標回転数NMCが検出回転数NMに対して時間的な遅れを有することに起因して、回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分が含まれている。
これにより、例えば走行用モータ(M)の加速時における回転数の過渡状態においては、図3に示すように、第1回転数偏差NMVIBERRが負側に大きくずれた値となる。一方、走行用モータ(M)の減速時における回転数の過渡状態においては、第1回転数偏差NMVIBERRが正側に大きくずれた値となる。
これにより、例えば走行用モータ(M)の加速時における回転数の過渡状態においては、図3に示すように、第1回転数偏差NMVIBERRが負側に大きくずれた値となる。一方、走行用モータ(M)の減速時における回転数の過渡状態においては、第1回転数偏差NMVIBERRが正側に大きくずれた値となる。
これに対して、第2回転数偏差NMVIBは、第1回転数偏差NMVIBERRから回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分が除去され、第1回転数偏差NMVIBERRのうちから所定の高域遮断周波数以上の周波数成分のみが抽出されて得られることから、いわば、検出回転数NMと、検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(例えば、図2に示す第2目標回転数)との偏差になる。
制振トルク演算部24は、例えば、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23から出力された第2回転数偏差NMVIBに所定の制振トルクゲインGAVIBを乗算して制振トルクTQVUBを演算する。
第2回転数偏差NMVIBは、回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分を含んでいない。このことから、例えば図4に示すように、制振トルクTQVUBは、目標回転数NMCが検出回転数NMに対して有する時間的な遅れに起因する成分を含んでいない。
つまり、制振トルクTQVUBは、いわば検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)に基づいて算出されている。
この制振トルクTQVUBによれば、目標回転数NMCが検出回転数NMに対して有する時間的な遅れに起因する成分が除去されていない比較例での制振トルクのように、回転数の過渡状態に起因して適宜の制限値を超えるようなずれが生じることは防止される。
つまり、制振トルクTQVUBは、いわば検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)に基づいて算出されている。
この制振トルクTQVUBによれば、目標回転数NMCが検出回転数NMに対して有する時間的な遅れに起因する成分が除去されていない比較例での制振トルクのように、回転数の過渡状態に起因して適宜の制限値を超えるようなずれが生じることは防止される。
トルク指令補正部25は、例えば、制振トルク演算部24から出力された制振トルクTQVUBをトルク指令設定部(トルク制御部)12から出力されたトルク指令に加算するなどによって、トルク指令設定部(トルク制御部)12から出力されたトルク指令を補正し、補正後のトルク指令を出力する。
電流制御部14は、例えば、制振制御部13から出力されるトルク指令と、パワードライブユニット11から走行用モータ(M)に通電される電流を検出する電流センサ32から出力される検出信号とに基づき、走行用モータ(M)に通電される電流のフィードバック制御などを行なう。また、パワードライブユニット11の電力変換動作を制御するための制御信号を出力する。
本実施形態による電動車両のモータ制御装置10は、上記構成を備えており、次に、電動車両のモータ制御装置10の動作、特に、制振トルクTQVUBを演算してトルク指令を補正する処理について説明する。
先ず、例えば図5に示すステップS01においては、走行用モータ(M)の検出回転数NMを取得する。
次に、ステップS02においては、後述する制振トルク算出の処理を実行して、制振トルクTQVUBを算出する。
次に、ステップS03においては、例えば電動車両1のアクセル開度および車速などに応じた要求駆動力に基づくトルク指令を、制振トルクTQVUBにより補正して、補正後のトルク指令を演算し、エンドに進む。
次に、ステップS02においては、後述する制振トルク算出の処理を実行して、制振トルクTQVUBを算出する。
次に、ステップS03においては、例えば電動車両1のアクセル開度および車速などに応じた要求駆動力に基づくトルク指令を、制振トルクTQVUBにより補正して、補正後のトルク指令を演算し、エンドに進む。
以下に、上述したステップS02における、制振トルク算出の処理について説明する。
先ず、例えば図6に示すステップS11においては、回転数センサ(回転数検出部)31から出力された検出回転数NMに対して、例えばBS(バンドストップ)フィルタによる所定の周波数帯域の振動周波数成分を減衰させるフィルタ処理を実行し、このフィルタ処理によって得られる回転数NMFを目標回転数NMCとする。
先ず、例えば図6に示すステップS11においては、回転数センサ(回転数検出部)31から出力された検出回転数NMに対して、例えばBS(バンドストップ)フィルタによる所定の周波数帯域の振動周波数成分を減衰させるフィルタ処理を実行し、このフィルタ処理によって得られる回転数NMFを目標回転数NMCとする。
次に、ステップS12においては、目標回転数NMCから検出回転数NMを減算して第1回転数偏差NMVIBERRを算出する。
次に、ステップS13においては、後述する制振トルク算出用回転数偏差算出の処理を実行する。
次に、ステップS13においては、後述する制振トルク算出用回転数偏差算出の処理を実行する。
次に、ステップS14においては、所定の制振トルクゲインGAVIBを設定する。
次に、ステップS15においては、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23から出力された第2回転数偏差NMVIBに所定の制振トルクゲインGAVIBを乗算して制振トルクTQVUBを演算し、リターンに進む。
次に、ステップS15においては、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23から出力された第2回転数偏差NMVIBに所定の制振トルクゲインGAVIBを乗算して制振トルクTQVUBを演算し、リターンに進む。
以下に、上述したステップS13における、制振トルク算出用回転数偏差算出の処理について説明する。
例えば図7に示すステップS21においては、第1回転数偏差NMVIBERRに対して、所定の高域遮断周波数未満の周波数成分を減衰させるハイパスフィルタ処理を実行する。そして、このハイパスフィルタ処理により得られる回転数偏差(処理後NMVIBERR)を、制振トルク算出用回転数偏差である第2回転数偏差NMVIBとして出力し、リターンに進む。
例えば図7に示すステップS21においては、第1回転数偏差NMVIBERRに対して、所定の高域遮断周波数未満の周波数成分を減衰させるハイパスフィルタ処理を実行する。そして、このハイパスフィルタ処理により得られる回転数偏差(処理後NMVIBERR)を、制振トルク算出用回転数偏差である第2回転数偏差NMVIBとして出力し、リターンに進む。
上述したように、本実施形態による電動車両のモータ制御装置10によれば、制御対象である走行用モータ(M)の出力トルクに対して密接な関係を有する回転数から簡便に目標回転数NMCを設定する。そのうえで、この目標回転数NMCと検出回転数NMの偏差(第1回転数偏差NMVIBERR)から、回転数の過渡状態に起因する偏差成分を除去することによって、演算処理が複雑化することを防止しつつ、走行用モータ(M)の出力トルクの変動を適切かつ精度良く抑制することができる。更に、走行用モータ(M)の駆動に要する電力消費を削減し、加速性能を向上させることができる。
つまり、検出回転数NMに基づき設定された目標回転数(第1目標回転数)NMCと検出回転数NMとによる第1回転数偏差NMVIBERRには、回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分が含まれる。このことに対して、第2回転数偏差NMVIBには、回転数の過渡状態に起因する偏差成分が含まれない。いわば第2回転数偏差NMVIBは、検出回転数NMと、検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)との偏差になる。
したがって、第2回転数偏差NMVIBを用いることによって、回転数の過渡状態に起因する時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)によって、走行用モータ(M)の出力トルクを適切かつ精度良く制御することができる。
したがって、第2回転数偏差NMVIBを用いることによって、回転数の過渡状態に起因する時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)によって、走行用モータ(M)の出力トルクを適切かつ精度良く制御することができる。
さらに、第1回転数偏差NMVIBERRに含まれる回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分を、第1回転数偏差NMVIBERRにおける所定の高域の遮断周波数未満の周波数成分を成す定常偏差として、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23によって第1回転数偏差NMVIBERRから除去する。このことによって、いわば検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)による第2回転数偏差NMVIBを容易に適切かつ精度良く得ることができる。
なお、上述した実施形態において制振制御部13は、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23を備えるとしたが、これに限定されず、例えば図8に示す変形例のように、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23の代わりに、ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)41と、差分算出部(除去部、差分算出部)42とを備えてもよい。
この変形例において、ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)41は、回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)22から出力された第1回転数偏差NMVIBERRにおいて、所定の低域遮断周波数より高い周波数成分を減衰させるローパスフィルタ処理により得られる回転数偏差を、処理後回転数偏差NMVIBLPとして出力する。
差分算出部(除去部、差分算出部)42は、回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)22から出力された第1回転数偏差NMVIBERRから、ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)41から出力された処理後回転数偏差NMVIBLPを減算して得られる回転数偏差を、制振トルク算出用回転数偏差である第2回転数偏差NMVIBとして出力する。
差分算出部(除去部、差分算出部)42は、回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)22から出力された第1回転数偏差NMVIBERRから、ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)41から出力された処理後回転数偏差NMVIBLPを減算して得られる回転数偏差を、制振トルク算出用回転数偏差である第2回転数偏差NMVIBとして出力する。
第1回転数偏差NMVIBERRには、目標回転数NMCが検出回転数NMに対して時間的な遅れを有することに起因して、回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分が含まれている。
これにより、例えば走行用モータ(M)の加速時における回転数の過渡状態においては、図9に示すように、第1回転数偏差NMVIBERRが負側に大きくずれた値となり、一方、走行用モータ(M)の減速時における回転数の過渡状態においては、第1回転数偏差NMVIBERRが正側に大きくずれた値となる。
これにより、例えば走行用モータ(M)の加速時における回転数の過渡状態においては、図9に示すように、第1回転数偏差NMVIBERRが負側に大きくずれた値となり、一方、走行用モータ(M)の減速時における回転数の過渡状態においては、第1回転数偏差NMVIBERRが正側に大きくずれた値となる。
これに対して、処理後回転数偏差NMVIBLPは、第1回転数偏差NMVIBERRから、回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分、つまり所定の低域遮断周波数以下の周波数成分のみが抽出されて得られる。
そして、第2回転数偏差NMVIBは、処理後回転数偏差NMVIBLPを第1回転数偏差NMVIBERRから除去することによって得られることから、いわば、検出回転数NMと、検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)との偏差になる。
そして、第2回転数偏差NMVIBは、処理後回転数偏差NMVIBLPを第1回転数偏差NMVIBERRから除去することによって得られることから、いわば、検出回転数NMと、検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)との偏差になる。
この変形例において、上述した実施形態でのステップS13における制振トルク算出用回転数偏差算出の処理は、下記ステップS31,ステップS32の処理になる。
例えば図10に示すステップS31においては、第1回転数偏差NMVIBERRに対して、所定の低域遮断周波数より高い周波数成分を減衰させるローパスフィルタ処理を実行し、このローパスフィルタ処理により得られる回転数偏差(処理後NMVIBERR)を、処理後回転数偏差NMVIBLPとして出力する。
次に、ステップS32においては、第1回転数偏差NMVIBERRから処理後回転数偏差NMVIBLPを減算して得られる回転数偏差を、制振トルク算出用回転数偏差である第2回転数偏差NMVIBとして出力し、リターンに進む。
例えば図10に示すステップS31においては、第1回転数偏差NMVIBERRに対して、所定の低域遮断周波数より高い周波数成分を減衰させるローパスフィルタ処理を実行し、このローパスフィルタ処理により得られる回転数偏差(処理後NMVIBERR)を、処理後回転数偏差NMVIBLPとして出力する。
次に、ステップS32においては、第1回転数偏差NMVIBERRから処理後回転数偏差NMVIBLPを減算して得られる回転数偏差を、制振トルク算出用回転数偏差である第2回転数偏差NMVIBとして出力し、リターンに進む。
この変形例によれば、第1回転数偏差NMVIBERRに含まれる回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分を、第1回転数偏差NMVIBERRにおける所定の低域遮断周波数以下の周波数成分を成す定常偏差として、ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)41によって第1回転数偏差NMVIBERRから抽出する。これと共に、この抽出結果を第1回転数偏差NMVIBERRから除去することによって、いわば検出回転数NMに対して時間的な遅れの無い目標回転数(第2目標回転数)による第2回転数偏差NMVIBを容易に適切かつ精度良く得ることができる。
なお、上述した実施形態において、振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21はBS(バンドストップ)フィルタに限定されず、他のフィルタであってもよい。
また、上述した実施形態において、振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21により減衰される周波数帯域と、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23に抽出される周波数帯域とは、異なる周波数帯域を有するように設定されることが好ましい。
また、上述した実施形態の変形例において、振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21により減衰される周波数帯域と、ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)41により減衰される周波数帯域とは、異なる周波数帯域を有するように設定されることが好ましい。
また、上述した実施形態において、振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21により減衰される周波数帯域と、ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)23に抽出される周波数帯域とは、異なる周波数帯域を有するように設定されることが好ましい。
また、上述した実施形態の変形例において、振動除去フィルタ(目標回転数設定部)21により減衰される周波数帯域と、ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)41により減衰される周波数帯域とは、異なる周波数帯域を有するように設定されることが好ましい。
以上、説明した本実施形態は、本発明を実施するうえでの一例を示すものであり、本発明が前記した実施形態に限定して解釈されるものではないことは言うまでもない。
本発明にかかる電動車両のモータ制御装置によれば、制御対象であるモータのトルクに対して密接な関係を有する回転数から簡便に目標回転数を設定したうえで、目標回転数と検出回転数の偏差から、回転数の過渡状態に起因する偏差成分を除去することによって、演算処理が複雑化することを防止しつつ、モータの出力トルクの変動を適切かつ精度良く抑制することができる。
1…電動車両
10…電動車両のモータ制御装置
11…パワードライブユニット(PDU)
12…トルク指令設定部(トルク制御部)
13…制振制御部
14…電流制御部
21…振動除去フィルタ(目標回転数設定部)
22…回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)
23…ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)
24…制振トルク演算部
25…トルク指令補正部
31…回転数センサ(回転数検出部)
32…電流センサ
41…ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)
42…差分算出部(除去部、差分算出部)
M…走行用モータ
T/M…トランスミッション
W…駆動輪
10…電動車両のモータ制御装置
11…パワードライブユニット(PDU)
12…トルク指令設定部(トルク制御部)
13…制振制御部
14…電流制御部
21…振動除去フィルタ(目標回転数設定部)
22…回転数偏差演算部(回転数偏差算出部)
23…ハイパスフィルタ(除去部、高域通過フィルタ)
24…制振トルク演算部
25…トルク指令補正部
31…回転数センサ(回転数検出部)
32…電流センサ
41…ローパスフィルタ(除去部、低域通過フィルタ)
42…差分算出部(除去部、差分算出部)
M…走行用モータ
T/M…トランスミッション
W…駆動輪
Claims (3)
- 車輪を駆動するモータと、
前記モータを制御するパワードライブユニットと、
要求トルクに応じて、前記モータの出力トルクを制御するトルク制御部と、
前記トルク制御部から出力されるトルク指令と、前記パワードライブユニットから前記モータに通電される電流を検出する電流センサからの検出信号とに基づき、前記パワードライブユニットの電力変換動作を制御する電流制御部と、
前記モータの回転数を検出して、検出結果である検出回転数の信号を出力する回転数検出部と、
前記回転数検出部から出力された前記検出回転数を用いて、前記モータのトルク変動を抑制するための目標回転数を設定する目標回転数設定部と、
前記目標回転数設定部により設定された前記目標回転数と、前記検出回転数との偏差である第1回転数偏差を算出する回転数偏差算出部と、
前記回転数偏差算出部により算出された前記第1回転数偏差のうちから、前記回転数の過渡状態に起因して発生した偏差成分のみを除去して得られる第2回転数偏差の信号を出力する除去部と、
を備え、
前記トルク制御部は、前記除去部から出力された前記第2回転数偏差に基づいて前記出力トルクを制御する
ことを特徴とする電動車両のモータ制御装置。 - 前記除去部は、
前記第1回転数偏差のうちから所定の高域周波数以上の周波数成分のみを抽出して、抽出結果の信号を出力する高域通過フィルタを備える
ことを特徴とする請求項1に記載の電動車両のモータ制御装置。 - 前記除去部は、
前記第1回転数偏差のうちから所定の低域周波数以下の周波数成分のみを抽出して、抽出結果の信号を出力する低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタから出力された前記抽出結果の回転数偏差と前記第1回転数偏差との差分を算出して算出結果の信号を出力する差分算出部と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の電動車両のモータ制御装置。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07284290A (ja) * | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Fujitsu General Ltd | ブラシレスモータの制御方法およびその装置 |
JPH1023614A (ja) * | 1996-07-01 | 1998-01-23 | Denso Corp | 電気自動車の走行制御装置 |
JP2004272741A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Nissan Motor Co Ltd | 振動抑制制御装置 |
JP2009095145A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Denso Corp | 回転機の制御装置 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1167695A (fr) | 1959-05-09 | 1958-11-27 | Ibm | Encodeur-décodeur |
JPH07143606A (ja) | 1993-11-17 | 1995-06-02 | Toyota Motor Corp | 電気自動車の制御装置 |
DE4407475C2 (de) * | 1994-03-07 | 2002-11-14 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Fahrzeugs |
US6792344B2 (en) * | 1997-04-25 | 2004-09-14 | Hitachi, Ltd. | Automotive control apparatus and method |
JP2000308215A (ja) | 1999-04-16 | 2000-11-02 | Toyota Motor Corp | 電気自動車の制御装置 |
JP2003529713A (ja) * | 2000-04-04 | 2003-10-07 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 車両における駆動ユニットの制御方法および装置 |
US8015886B2 (en) * | 2004-08-16 | 2011-09-13 | Transense Technologies Plc | Torque measurement within a powertrain |
KR100923822B1 (ko) * | 2005-05-31 | 2009-10-27 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 전동기 제어 장치 |
JP5453522B2 (ja) * | 2010-03-17 | 2014-03-26 | 日立建機株式会社 | アクチュエータの制御装置およびこれを備えた作業機械 |
CN103339007B (zh) * | 2011-01-31 | 2016-07-06 | 铃木株式会社 | 混合动力车辆的驱动控制设备和控制方法及混合动力车辆 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07284290A (ja) * | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Fujitsu General Ltd | ブラシレスモータの制御方法およびその装置 |
JPH1023614A (ja) * | 1996-07-01 | 1998-01-23 | Denso Corp | 電気自動車の走行制御装置 |
JP2004272741A (ja) * | 2003-03-11 | 2004-09-30 | Nissan Motor Co Ltd | 振動抑制制御装置 |
JP2009095145A (ja) * | 2007-10-09 | 2009-04-30 | Denso Corp | 回転機の制御装置 |
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