JP6374795B2 - 車両制御装置 - Google Patents

車両制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6374795B2
JP6374795B2 JP2015001036A JP2015001036A JP6374795B2 JP 6374795 B2 JP6374795 B2 JP 6374795B2 JP 2015001036 A JP2015001036 A JP 2015001036A JP 2015001036 A JP2015001036 A JP 2015001036A JP 6374795 B2 JP6374795 B2 JP 6374795B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
speed
calculation
gain
time
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015001036A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016127739A (ja
Inventor
高木 正志
正志 高木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Original Assignee
Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Electric Manufacturing Ltd filed Critical Toyo Electric Manufacturing Ltd
Priority to JP2015001036A priority Critical patent/JP6374795B2/ja
Priority to CN201511019379.1A priority patent/CN105751917B/zh
Publication of JP2016127739A publication Critical patent/JP2016127739A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6374795B2 publication Critical patent/JP6374795B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • B60L15/2072Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for drive off
    • B60L15/2081Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for drive off for drive off on a slope
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/427Voltage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/429Current
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Description

本発明は、車両走行制御に関し、特に後退起動や勾配起動時の車両後退検知に関する。
車両制御装置は、車両(例えば電車)の走行を制御するために用いられる。車両制御装置には、例えば車両の電動機(モータ)に供給される電圧と電流から電動機の回転角周波数を演算で求めるものがある。ここで、一次角周波数が0の状態で運転を継続すると、回転角周波数の誤差が増加することが知られている。
例えば特許文献1は、一次角周波数の絶対値が設定値以下で、その変化率が設定された変化率以下の場合、誘導電動機のトルク指令を増加させるトルク指令調整器を設けることにより、実際の回転角周波数との誤差が増加することを回避する車両制御装置を開示する。
特開2000−116188号公報
ここで、車両制御装置には、車両の安全運行の観点から車両後退、すなわち車両の進行方向逆向きへの移動を検知すること(車両後退検知)が求められる。例えば、車両制御装置が同じように車両のモータへのトルク指令を与えても、地形が平坦であるか、坂道であるかによって車両の速度が異なり、特に停車している車両が登り坂で発進するような場合に車両が後退することがあり得る。車両制御装置は意図しない車両後退を検知した場合に、直ちに車両後退の状態から脱却させて、車両を安全走行させることが好ましい。
例えば特許文献1に開示される車両制御装置も、所定の時間を設定して、所定の時間を超えて同じ状態(例えば、電動機速度が基準値を下回る状態)が継続する場合に、車両後退であると判定することが可能である。しかし、特許文献1に開示される車両制御装置では、車両後退の判定に所定の時間の経過を必要とする。そのため、例えば車両後退の速度が速い場合には、車両後退の状態から脱却したときには、既に大きく車両が後退している可能性があった。
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、車両が大きく後退することを回避できる車両制御装置を提供することにある。
上述した課題を解決すべく、本発明に係る車両制御装置は、電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、前記電流、電動機速度、およびトルク指令を受け取り、前記電動機のトルクを制御する電圧指令を出力するトルク制御部と、前記電動機速度に基づいて、車両後退を検知する時素可変型車両後退検知部と、を備え、前記時素可変型車両後退検知部は、前記電動機速度に基づいて時素ゲインを演算する時素ゲイン演算部と、前記時素ゲインを積分して演算時素を生成する積分器と、前記演算時素が時素基準値を超える場合に車両後退であると判定する時素比較器と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る車両制御装置において、前記電流および前記電圧指令に基づいて演算で求められる演算速度を生成する速度演算部を更に備え、前記電動機速度を前記演算速度とすることが好ましい。
また、本発明に係る車両制御装置において、前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が第1閾値速度以下の場合に、前記時素ゲインを前記電動機速度と線形の関係にあるように演算し、前記電動機速度が前記第1閾値速度を超える場合に、前記時素ゲインを0とするように演算することが好ましい。
また、本発明に係る車両制御装置において、前記第1閾値速度を0とすることが好ましい。
また、本発明に係る車両制御装置において、前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が車両前進側に区分される第2閾値速度以下の場合に、前記時素ゲインが正値を取るように演算することが好ましい。
また、本発明に係る車両制御装置において、前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が負値である場合に車両後退側へ大きくなるにつれて、前記時素ゲインが正方向に大きくなるように演算することが好ましい。
本発明に係る車両制御装置によれば、車両が大きく後退することを回避できる。
本発明の一実施形態に係る車両制御装置のブロック図である。 時素可変型車両後退検知部の構成例を示すブロック図である。 時素ゲイン演算部の演算例を示す図である。 演算時素の変化例を示す図である。 比較例の車両制御装置のブロック図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
(車両制御装置の全体構成)
図1は、本発明の一実施形態に係る車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。本実施形態の車両制御装置は、電動機1(モータ)と、トルク制御部2と、電力変換器3と、電流検出器4と、速度演算部5と、速度検知器6と、時素可変型車両後退検知部7とを備える。
電動機1は、電力変換器3が出力する電圧vで駆動されるモータである。電動機1が回転することで、電動機1に連結されている車両の車輪が回転して、車両が移動する。本実施形態において、車両は電車であるが、車両は電動機1によって移動可能なものであればよく、種類が限定されるものではない。また、本実施形態において、電動機1は誘導電動機であるが、例えば三相交流電圧で駆動される交流モータでもよく、種類が限定されるものではない。
トルク制御部2は電動機1のトルクを制御する。本実施形態において、トルク制御部2は、電流検出器4によって検出される電流i、電動機1の回転角周波数である電動機速度、およびトルク指令τ*を受け取り、通常、電動機1のトルクをトルク指令τ*に追従させるように電圧指令v*を出力する。電動機速度は実速度を用いても演算で求めてもよいが、本実施形態において電動機速度は演算で求められる演算速度ωmcである。ここで、本実施形態において、トルク制御部2は、更に車両後退検知信号BKを受け取る。詳細は後述するが、トルク制御部2は、車両後退検知信号BKがオン状態の場合に、受け取ったトルク指令τ*に影響されることなく車両後退から脱却するのに必要な電圧指令v*を出力する。例えば、トルク制御部2は、車両後退検知信号BKがオン状態のとき、車両後退状態から早急に脱却する(車両を前進させる)ために電動機1のトルクが大きくなるようにトルク指令τ*を自身で操作する。
電力変換器3は、電圧指令v*を増幅して電動機1に電圧vを与えることにより電力を供給する。本実施形態において電力変換器3は主に増幅器として機能するが、他の実施形態として三相交流電圧に変換する機能等を有してもよい。
電流検出器4は電動機1に流れる電流iを検出する。電流検出器4は、例えばホ−ル素子等の磁界検出素子を備えたものであってもよいが、特に種類が限定されるものではない。
速度演算部5は、電流iおよび電圧指令v*に基づいて、演算速度ωmcを演算で求める。速度演算部5は、演算速度ωmcを生成するのに、以下の式(A),(B)を用いる。
Figure 0006374795
ここで、式(A),(B)は、誘導電動機の定常状態の特性方程式であって、誘導電動機に供給される電圧と電流から、誘導電動機の回転角周波数である電動機速度を演算するのに用いることができる。式(A),(B)において、R1は一次抵抗、R2は二次抵抗、L1は一次自己インダクタンス、L2は二次自己インダクタンス、Mは相互インダクタンス、ωは一次角周波数、ωsはすべり角周波数、i2は二次電流、jは虚数単位である。式(A)からωsが演算でき、式(B)でωmcが求められる。
速度検知器6は、電動機1の実速度ωmpgを検知する。速度検知器6は、例えばオプティカルエンコーダであるが、特に種類が限定されるものではない。
時素可変型車両後退検知部7は、電動機速度に基づいて車両後退を検知する。詳細は後述するが、時素可変型車両後退検知部7は、時素ゲインGTを電動機速度の非線形関数で定めて、得られる時素ゲインGTを時間で積分した演算時素TCに基づいて車両後退を判定する。そのため、従来の手法(例えば所定の時間を超えて電動機速度が基準値を下回る状態である場合に車両後退であると判定すること)と異なり、必要に応じて短時間で車両後退を判定できる。時素可変型車両後退検知部7は、車両後退であると判定する場合に車両後退検知信号BKをオン状態(例えばハイレベル)にし、車両後退でないと判定する場合に車両後退検知信号BKをオフ状態(例えばローレベル)にする。
(時素可変型車両後退検知部の構成)
図2は、時素可変型車両後退検知部7の構成例を示すブロック図である。時素可変型車両後退検知部7は、時素ゲイン演算部11と、積分器12と、時素比較器13とを備える。
時素ゲイン演算部11は、電動機速度である演算速度ωmcを受け取り、無次元の係数である時素ゲインGTを積分器12に出力する。時素ゲイン演算部11は、演算速度ωmcが負値である場合に車両後退側(マイナス側)に大きくなるにつれて、時素ゲインGTを正方向に大きくする。
積分器12は、時素ゲイン演算部11から時素ゲインGTを受け取り、時素ゲインGTを時間積分して得られる演算時素TCを時素比較器13に出力する。演算時素TCは、無次元の係数である時素ゲインGTを時間積分したものであるため時間量となる。本発明では特に制限を加えていないが、積分器12は、例えば演算時素TCが0未満の値になる場合に、演算時素TCを0にしてから出力する制限(下限を0とする制限)を有していてもよい。
時素比較器13は、積分器12から演算時素TCを受け取り、時素基準値T0と比較することで車両後退を判定する。本実施形態において、時素比較器13は、時素比較器13以外(例えば時素ゲイン演算部11)で算出された時素基準値T0を受け取るが、時素比較器13自体が時素基準値T0を算出してもよい。時素基準値T0は時間量であり、車両後退検知の基準となる時間(基準判定時間)を示すものであると同時に、演算時素TCと比較する際の閾値となる。なお、時素基準値T0の計算については後述する。
本実施形態において、時素比較器13は、演算時素TCが時素基準値T0を超える場合に車両後退であると判定し、車両後退検知信号BKをオン状態にする。なお、時素比較器13は、演算時素TCが時素基準値T0を下回る場合、車両後退検知信号BKをオフ状態にする。ここで、演算時素TCが時素基準値T0と等しい場合、時素比較器13は車両後退検知信号BKをオン状態にしてもよいし、オフ状態にしてもよい。本実施形態において、時素比較器13は、演算時素TCが時素基準値T0と等しい場合には車両後退検知信号BKをオフ状態とする。
時素可変型車両後退検知部7は、上述のような構成によって、演算速度ωmcの値に応じて演算時素TCの大きさを変えることが可能である。つまり、車両後退を検知するまでの時素を演算速度ωmcの値に対応させて変えることができる。本実施形態においては、時素ゲイン演算部11が生成する時素ゲインGTを演算速度ωmcの非線形関数で定める。そして、以下に説明するような非線形関数を選択することにより、例えば車両後退の速度が速い(演算速度ωmcの絶対値が大きい)場合に、車両後退を検知するまでの時素(車両後退を検知するまでに要する時間)を短くして、車両が大きく後退することを回避できる。
(時素ゲイン)
図3(a)は、本実施形態における時素ゲイン演算部11の時素ゲインGTの演算を示す図である。図3(a)の太い実線が、演算速度ωmcの非線形関数として得られる時素ゲインGTを示し、以下では「時素ゲイン特性」という。本実施形態では、演算速度ωmcが0未満(負値)の場合、車両後退側(車両が後退する方向)の速度である。一方、演算速度ωmcが0を超えている(正値)の場合、車両前進側(車両が前進する方向)の速度である。
本実施形態において、時素ゲインGT=1の場合(演算速度ωmcが車両後退側の速度基準値ω0の場合)に、車両後退検知までの時素が時素基準値T0となる。つまり、時素ゲイン演算部11は、図3(a)から演算速度ωmcが速度基準値ω0の場合の車両後退検知までの時素を算出して、その値を時素基準値T0とできる。
図3(a)に示されるように、演算速度ωmcが0以下の場合、時素ゲイン特性は負の傾きを持つ。そのため、演算速度ωmcが小さいほど、すなわち車両の後退速度が大きくなるほど、時素ゲインGTは大きくなる。時素ゲインGTが大きい場合、積分器12が時素ゲインGTを時間積分して得られる演算時素TCも短時間で大きくなる。そのため、時素比較器13が比較する演算時素TCが短時間で時素基準値T0を超える。例えば、図3(a)の例では、演算速度ωmcが速度基準値ω0より小さい場合に、時素比較器13は時素基準値T0よりも短い時間で車両後退であると判定し、車両後退検知信号BKをオン状態にする。
一方、図3(a)に示されるように、演算速度ωmcが0を超える場合、時素ゲイン特性は0のままである。そのため、車両が前進している場合には、時素ゲインGTは0のままであり、演算時素TCが大きくなることもない。そのため、車両が前進している場合には、時素比較器13が比較する演算時素TCが時素基準値T0を超えることはなく、車両後退のみを正しく検知できる。
このように、本実施形態における時素ゲイン演算部11は、図3(a)に示される時素ゲイン特性を用いることで、演算速度ωmcが小さいほど、すなわち車両の後退速度が大きくなるほど、演算時素TCが時素基準値T0を超えるまでの時間を短くできる。つまり、車両後退検知信号BKがオンするまでの時間を短くできる。そのため、本実施形態の車両制御装置は、車両の後退速度が大きい場合に車両後退を検知するまでの時間を短くすることができるので、車両が大きく後退することを回避できる。
(変形例)
ここで、時素ゲイン演算部11は、図3(a)に示される時素ゲイン特性だけでなく、別の時素ゲイン特性を使用することが可能である。以下に、いくつかの変形例を説明する。なお、以下の説明において、時素ゲイン特性が異なる以外は、上記の実施形態の車両制御装置と構成上の違いはないため、車両制御装置の構成については詳細な説明を省略する。
(第1変形例)
図3(b)は、第1変形例における時素ゲイン演算部11の時素ゲインGTの演算を示す図である。図3(b)の時素ゲイン特性は、演算速度ωmcが第1閾値速度ω1以下の場合に負の傾きを持ち、演算速度ωmcが第1閾値速度ω1を超える場合に0となる。そして、第1閾値速度ω1は、0でない正値である。言い換えると、図3(a)および図3(b)の時素ゲイン特性は、演算速度ωmcが第1閾値速度ω1以下の場合に、時素ゲインGTが演算速度ωmcと傾きを負とする線形の関係にあり、演算速度ωmcが第1閾値速度ω1を超える場合に、時素ゲインGTを0とする。そして、図3(a)の時素ゲイン特性では第1閾値速度ω1が0であるのに対し、図3(b)の時素ゲイン特性では第1閾値速度ω1が正値である。
第1変形例における時素ゲイン演算部11は、演算速度ωmcのリプル対策を含んだものとなっている。演算速度ωmcのリプルとは、演算速度ωmcのゆらぎである。例えば車両の加速が小さく、演算速度ωmcが0付近である状態が長く続く場合に、リプルの影響によって、演算速度ωmcがほぼ0を中心に正値側および負値側に脈動する(揺れる)。
時素ゲイン演算部11が図3(a)の時素ゲイン特性を有する場合の、演算速度ωmcのリプルの影響ついて説明する。図4(a)は図3(a)の領域Raを拡大したものであり、図4(b)は演算速度ωmcのリプルがある場合の演算時素TCの変化を示す。図4(a)の変動幅Rは、リプルの影響による演算速度ωmcの変動の範囲を例示する。図4(a)の領域GR-は、演算速度ωmcが負値側に変動する場合にとり得る時素ゲインGTを示す。演算速度ωmcが負値側にゆらぐ場合には、時素ゲインGTは正値となる。一方、図4(a)に示されるように、演算速度ωmcが正値側にゆらぐ場合には時素ゲインGTは0になる。したがって、演算速度ωmcのリプルがある場合、演算速度ωmcが正値側にゆらぐと演算時素TCは不変であるが、演算速度ωmcが負値側にゆらぐと演算時素TCは大きくなる。そして、演算速度ωmcが正値側、負値側のどちらにゆらいでも演算時素TCが小さくなることはないため、図4(b)に示されるように、時間の経過とともに時素基準値T0を超え得る。つまり、演算速度ωmcのリプルがある場合、演算速度ωmcは0付近(例えば車両はほぼ停止)であるのに、車両後退を示す車両後退検知信号BKを誤ってオン状態にする可能性がある。
次に、時素ゲイン演算部11が図3(b)の時素ゲイン特性を有する場合について説明する。図4(c)は図3(b)の領域Rbを拡大したものであり、図4(d)は演算速度ωmcのリプルがある場合の演算時素TCの変化を示す。図4(c)の変動幅R、領域GR-については図4(a)と同じである。図4(c)の領域GR+は、演算速度ωmcが正値側に変動する場合にとり得る時素ゲインGTを示す。演算速度ωmcが正値側にゆらぐ場合には、時素ゲインGTは負値となる。したがって、演算速度ωmcのリプルがある場合、演算速度ωmcが正値側にゆらぐと演算時素TCは小さくなり、演算速度ωmcが負値側にゆらぐと演算時素TCは大きくなる。そのため、図4(d)に示されるように、時間が経過しても、演算時素TCは0に近い値をとり、時素基準値T0を超えることもない。つまり、演算速度ωmcのリプルがある場合に、車両後退を示す車両後退検知信号BKを誤ってオン状態にすることはない。よって、演算速度ωmcのリプルが想定される場合には、第1閾値速度ω1を正値とする図3(b)の時素ゲイン特性が用いられることで、より正確に車両後退検知がなされる。ここで、第1閾値速度ω1の値は、想定される演算速度ωmcの変動幅Rに基づいて定められる。具体的には、第1閾値速度ω1の値は、R/2(変動幅Rの正値側分)よりも大きな値とする。
(第2変形例)
図3(c)は、第2変形例における時素ゲイン演算部11の時素ゲインGTの演算を示す図である。図3(c)の時素ゲイン特性は、演算速度ωmcが車両前進側に区分される第2閾値速度ω2以下の場合に、時素ゲインGTが正値を取る。
第2変形例における時素ゲイン演算部11は、電動機速度として速度演算部5からの演算速度ωmcを用いる場合に、演算速度ωmcの演算誤差への対策を含んだものとなっている。車両が後退しているのに演算誤差によって演算速度ωmcが正値(車両前進側)となる場合、車両後退を検知できない可能性がある。例えば、勾配起動で勾配とトルク指令τ*が平衡し電動機速度が0付近に停滞すると、演算誤差により演算速度ωmcが正値をとることがある。このとき、車両は後退しているとまでは言えないため、車両後退を検知しないことが正常とみることもできる。しかし、車両が停滞している状態であり、車両を直ちに前進させることが好ましい。そのため、このような場合にも、例えばトルク制御部2が電動機1のトルクをトルク指令τ*より大きくできるように、車両後退検知信号BKをオン状態とすることが好ましい。
図3(c)に示されるように、演算速度ωmcが第2閾値速度ω2以下の場合には、時素ゲインGTは正値となる。ここで、第2閾値速度ω2は、車両前進側に区分され(正値であり)、想定される最大の演算誤差に基づいて定められる。具体的には、第2閾値速度ω2は、想定される最大の演算誤差よりも大きな値に設定される。したがって、演算速度ωmcが最大の演算誤差を含む場合であっても、時素ゲインGTは正値となるので演算時素TCが大きくなり、より慎重に車両後退検知がなされる。
ここで、図3(c)に示される時素ゲイン特性を用いることで、上述の例のように勾配とトルク指令τ*が平衡している状態に限らず、車両が微小に後退している場合においても以下の効果がある。車両が微小に後退している場合には、演算速度ωmcは絶対値の小さな負値となるため、時素ゲインGTも小さい。しかし、図3(a)と比較すると、速度基準値ω0〜第2閾値速度ω2の範囲で時素ゲインGTはより大きくなる。そのため、車両が微小に後退している場合には、図3(a)に示される時素ゲイン特性を用いる場合よりも、後退検知までの時間を早めることができる。
(比較例)
以上のように、本実施形態および変形例(以下、まとめて本実施形態とする)の車両制御装置について説明したが、図5を参照して、比較例の車両制御装置を示しながら、本実施形態の車両制御装置の効果について説明する。なお、図5では図1と同じ要素には同じ符号を付して説明を省略する。
図5は、比較例の車両制御装置の概略構成を示すブロック図である。比較例の車両制御装置は、時素可変型車両後退検知部7に代えて時素固定型車両後退検知部100を用いるが、その他の機能ブロックは本実施形態の車両制御装置と同じである。時素固定型車両後退検知部100は、時素可変型車両後退検知部7と同様に、電動機速度として演算速度ωmcを受け取り、車両後退検知信号BKを出力する。
時素固定型車両後退検知部100も、時素基準値T0を用いるが、演算時素TCと比較する際の閾値として用いることはない。時素固定型車両後退検知部100は、時素ゲインGTを求めることも、時素ゲインGTを時間積分して演算時素TCを求めることもない。時素固定型車両後退検知部100では、演算誤差や演算リプルの影響を受けにくくするために、演算速度ωmcに関する状態が継続する基準時間として、時素基準値T0を用いる。例えば、時素固定型車両後退検知部100は、演算速度ωmcが速度基準値ω0よりも小さい状態が時素基準値T0以上継続する場合に車両後退であると判定し、車両後退検知信号BKをオン状態にする。時素固定型車両後退検知部100は、速度基準値ω0を可変にすることで更に演算誤差や演算リプルの影響を軽減することも可能ではあるが、車両後退の判定には少なくとも時素基準値T0だけ時間がかかる。
ここで、時素基準値T0を小さく設定すると、上述の演算誤差やリプルの影響を強く受けて、車両後退を誤って検知する可能性が高くなってしまう。例えば、後退速度が大きい状態から後退起動する場合等に、車両後退検知の遅れをなるべく少なくしたいとの要求があるが、比較例の車両制御装置では、後退速度に関わらず車両後退の判定に一定の時間(少なくとも時素基準値T0)を要する。また、例えば勾配とトルク指令τ*とが平衡したとき、演算誤差により演算速度ωmcが正値をとると、比較例の車両制御装置では車両後退を判定できないため、車両は車両後退状態から早急に脱却することはできない。
一方、本実施形態の車両制御装置は、時素可変型車両後退検知部7が、時素ゲイン演算部11と、積分器12と、時素比較器13と、を備えることにより、演算速度ωmcの非線形関数で定められる時素ゲインGTを時間積分して時素基準値T0と比較することで、車両後退を判定できる。そして、演算速度ωmcが小さいほど、すなわち車両の後退速度が大きくなるほど、時素ゲインGTは大きくなるように設定できる。このことにより、車両の後退速度が大きい場合に車両後退を検知するまでの時間を短くすることができるので、車両が大きく後退することを回避できる。また、本実施形態の車両制御装置は、様々な時素ゲイン特性を用いることが可能であり、第2閾値速度ω2以下の場合に、時素ゲインGTが正値を取る時素ゲイン特性(図3(c))を用いることで、演算誤差により演算速度ωmcが正値をとる場合でも車両後退検知が可能である。
本発明を図面および実施形態等に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロック、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックまたは複数のステップなどを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
例えば、上記の実施形態等において、速度演算部5は、トルク制御部2が出力した電圧指令v*から演算速度ωmcを生成する。ここで、電力変換器3の後段に電圧vの検出器(電圧センサー)を設けて、速度演算部5は電圧指令v*の代わりに検出器から電圧vを受け取り、電圧vから演算速度ωmcを生成してもよい。
また、例えば上記の実施形態等において、トルク制御部2および時素可変型車両後退検知部7は、電動機速度として演算速度ωmcを受け取るが、演算速度ωmcに代えて速度検知器6で検知した実速度ωmpgを受け取ってもよい。
また、車両後退検知信号BKは、トルク制御部2以外に出力されてもよい。例えば、車両が空気ブレーキのような機械的ブレーキを備えるものであれば、時素可変型車両後退検知部7は、機械ブレーキ装置に車両後退検知信号BKを与えてもよい。このとき、車両は車両後退状態から更に早急に脱却できる。
また、時素ゲイン演算部11は、時素ゲイン特性を選択可能であってもよい。例えば、時素ゲイン演算部11は、図3(a)〜図3(c)の時素ゲイン特性のそれぞれに対応するテーブルを内部の記憶部に記憶しており、状況に応じて選択可能であってもよい。また、時素ゲイン演算部11は、例えば第1閾値速度ω1および第2閾値速度ω2の少なくとも一方を設定可能であってもよい。例えば、第2閾値速度ω2に正値が設定される場合には、図3(c)に示されるような時素ゲイン特性が用いられてもよい。そして、第2閾値速度ω2が0または負値である場合には、第1閾値速度ω1の値に応じて図3(a)または図3(b)に示されるような時素ゲイン特性が用いられてもよい。
1 電動機
2 トルク制御部
3 電力変換器
4 電流検出器
5 速度演算部
6 速度検知器
7 時素可変型車両後退検知部
11 時素ゲイン演算部
12 積分器
13 時素比較器
100 時素固定型車両後退検知部

Claims (2)

  1. 電動機に流れる電流を検出する電流検出器と、
    前記電流、電動機速度、およびトルク指令を受け取り、前記電動機のトルクを制御する電圧指令を出力するトルク制御部と、
    前記電動機速度に基づいて、車両後退を検知する時素可変型車両後退検知部と、
    前記電流および前記電圧指令に基づいて演算で求められる演算速度を生成する速度演算部と、を備え、
    前記電動機速度を前記演算速度とし、
    前記時素可変型車両後退検知部は、
    前記電動機速度に基づいて時素ゲインを演算する時素ゲイン演算部と、前記時素ゲインを積分して演算時素を生成する積分器と、前記演算時素が時素基準値を超える場合に車両後退であると判定する時素比較器と、を備え、
    前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が車両前進側に区分される第2閾値速度以下の場合に、前記時素ゲインが正値を取るように演算する、車両制御装置。
  2. 前記時素ゲイン演算部は、前記電動機速度が負値である場合に車両後退側へ大きくなるにつれて、前記時素ゲインが正方向に大きくなるように演算する、請求項に記載の車両制御装置。
JP2015001036A 2015-01-06 2015-01-06 車両制御装置 Active JP6374795B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015001036A JP6374795B2 (ja) 2015-01-06 2015-01-06 車両制御装置
CN201511019379.1A CN105751917B (zh) 2015-01-06 2015-12-30 车辆控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015001036A JP6374795B2 (ja) 2015-01-06 2015-01-06 車両制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016127739A JP2016127739A (ja) 2016-07-11
JP6374795B2 true JP6374795B2 (ja) 2018-08-15

Family

ID=56342264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015001036A Active JP6374795B2 (ja) 2015-01-06 2015-01-06 車両制御装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6374795B2 (ja)
CN (1) CN105751917B (ja)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56121304A (en) * 1980-02-28 1981-09-24 Mitsubishi Electric Corp Variable timing circuit system for automatic train control device
JP2001008315A (ja) * 1999-06-16 2001-01-12 Yamaha Motor Co Ltd 電動車両の駆動制御装置
AU2005218818A1 (en) * 2004-03-05 2005-09-15 In Motion Technologies Method and apparatus for controlling an electric motor
JP4643391B2 (ja) * 2005-08-23 2011-03-02 株式会社東芝 電気車制御装置
CN101209681B (zh) * 2006-12-26 2010-09-29 比亚迪股份有限公司 电动汽车下坡状态下电机输出转矩控制系统及控制方法
US8924082B2 (en) * 2012-03-30 2014-12-30 Steering Solutions Ip Holding Corporation System and method for controlling a motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016127739A (ja) 2016-07-11
CN105751917A (zh) 2016-07-13
CN105751917B (zh) 2018-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5919431B2 (ja) パーキングブレーキによって生ぜしめられた締付力を供給するための方法
JP6647822B2 (ja) トルク制御装置及び方法、並びにモーター制御器
US9045055B2 (en) Preventing of slip in an electrically powered vehicle
US9829058B2 (en) Method and apparatus for the operation of a parking brake of a motor vehicle
CN105024605B (zh) 电机控制装置
US10715077B2 (en) Method of controlling motor and device of controlling motor
US9506954B2 (en) Extended current detecting method for controlling three-phase motor in event of emergency brake
CN104854009B (zh) 升降机速度控制
KR101272460B1 (ko) 전자식 주차브레이크의 모터 고장 검출 장치 및 검출 방법
JP2017039454A (ja) 電動ブレーキ装置
US9421998B2 (en) Method and apparatus for detecting motor error of motor driven power steering
JP6374795B2 (ja) 車両制御装置
KR102531230B1 (ko) 모터의 회전 속도 또는 토크를 제어하는 방법, 회전 속도 제어 시스템 및 제어 디바이스
JP2013123311A (ja) 電気車制御装置
KR102439814B1 (ko) 전동기 속도 추정 장치 및 방법
ITVA20080064A1 (it) Metodo di determinazione del guadagno di un bemf amplifier e relativo circuito di controllo di un motore ad induzione
KR102246044B1 (ko) 모터 감자 에러 감지 장치 및 방법
JP6439588B2 (ja) モータ制御装置
JP4999474B2 (ja) 誘導機制御装置
KR101348569B1 (ko) 전동 파워스티어링 장치 및 그의 과열방지방법
KR101260552B1 (ko) 인터락 기능 제공 방법 및 장치
JP2006094669A (ja) 電動車の駆動制御装置
JP5288957B2 (ja) 抵抗値補償機能を有した電動機制御装置
CN112305417A (zh) 永磁同步电机中永磁体状态的检测方法、装置和车辆
KR102300785B1 (ko) 전동식 파워 스티어링 구동용 모터의 제어장치 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170721

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180418

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180424

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180717

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180720

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6374795

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150