JP6540443B2 - Electric rotating machine controller - Google Patents
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Description
本発明は、回転電機制御装置に関する。 The present invention relates to a rotating electrical machine control device.
従来、車両の駆動源となる車両用モータを制御する車両用モータ制御装置が知られている。例えば特許文献1では、モータ駆動トルク値の共振周波数成分を補償し、補償されたモータ駆動トルク値で車両用モータを駆動させることにより、車両の共振を抑制している。 2. Description of the Related Art Conventionally, a motor control device for a vehicle that controls a motor for a vehicle that is a drive source of a vehicle is known. For example, in Patent Document 1, the resonance frequency component of the motor drive torque value is compensated, and the vehicle motor is driven with the compensated motor drive torque value to suppress the resonance of the vehicle.
特許文献1では、共振成分抽出部は、共振周波数成分抽出フィルタを通して共振周波数成分を抽出している。そのため、対象とする振動周波数以外の周波数成分も抽出されるため、共振周波数成分を補償することで、他の振動成分が増幅される虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、振動を適切に抑制可能な回転電機制御装置を提供することにある。
In Patent Document 1, the resonant component extraction unit extracts resonant frequency components through a resonant frequency component extraction filter. Therefore, since frequency components other than the target vibration frequency are also extracted, there is a possibility that other vibration components may be amplified by compensating the resonance frequency component.
This invention is made in view of the above-mentioned subject, The objective is to provide the rotary electric machine control apparatus which can suppress a vibration appropriately.
本発明の回転電機制御装置は、車両(90)の駆動源である回転電機(12)を制御するものであって、第1振動成分抽出部(41)と、第2振動成分抽出部(42)と、制振トルク演算部(45)と、指令補正部(49)と、を備える。
第1振動成分抽出部は、回転電機の回転速度から第1の周波数を含む周波数帯の振動成分である第1振動成分を抽出する。第2振動成分抽出部は、前記回転電機の回転速度から第1の周波数とは異なる第2の周波数を含む周波数帯の振動成分である第2振動成分を抽出する。
The rotating electrical machine control device of the present invention controls a rotating electrical machine (12) which is a drive source of a vehicle (90), and comprises a first vibration component extraction unit (41) and a second vibration component extraction unit (42). , A damping torque calculation unit (45), and a command correction unit (49).
The first vibration component extraction unit extracts a first vibration component that is a vibration component of a frequency band including the first frequency from the rotational speed of the rotating electrical machine. The second vibration component extraction unit extracts a second vibration component that is a vibration component of a frequency band including a second frequency different from the first frequency from the rotation speed of the rotating electrical machine.
制振トルク演算部は、第1振動成分を抑制する制振トルクを、第2振動成分に応じたゲインを用いて演算する。補正指令部は、フィードバックされる制振トルクに基づき、回転電機の駆動に係るトルク指令値を補正する。
第1振動成分を抑制する制振トルクを、第2振動成分に応じたゲインを用いて演算することで、第2振動成分を許容範囲内に抑えつつ、第1振動成分を適切に抑制することができる。
The damping torque calculation unit calculates damping torque suppressing the first vibration component using a gain corresponding to the second vibration component. The correction command unit corrects a torque command value related to driving of the rotary electric machine based on the damping torque to be fed back.
The first vibration component is appropriately suppressed while the second vibration component is suppressed within the allowable range by calculating the damping torque suppressing the first vibration component using the gain according to the second vibration component. Can.
以下、本発明による回転電機制御装置を図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
本発明の一実施形態による回転電機制御装置を、図1〜図6に基づいて説明する。
まず、駆動システムを図1に示す。図1に示すように、駆動システム1は、エンジン11、回転電機としてのモータジェネレータ12、変速機15、クラッチ17、18、ダンパ19、インバータ20、バッテリ25、回転電機制御装置としてのモータジェネレータ制御部30、および、エンジン制御部50等を備える。駆動システム1が搭載される車両90は、エンジン11およびモータジェネレータ12の駆動力にて走行する、所謂「ハイブリッド車両」である。以下、「モータジェネレータ」を「MG」と記載する。また、図中、制御部を「ECU」と記載する。
Hereinafter, a rotating electrical machine control apparatus according to the present invention will be described based on the drawings.
(One embodiment)
A rotating electrical machine control apparatus according to an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 6.
First, the drive system is shown in FIG. As shown in FIG. 1, the drive system 1 includes an
エンジン11は、複数の気筒を有する内燃機関である。エンジン11の駆動力は、第1クラッチ17を介してMG12に伝達される。
MG12は、バッテリ25からの電力で駆動されることによりトルクを発生する電動機としての機能、および、エンジン11による駆動力あるいは車両90の制動時に駆動されて発電する発電機としての機能を有する。本実施形態のMG12は、永久磁石式同期型の3相交流の回転電機である。以下、MG12が電動機として機能する場合を中心に説明する。MG12には、MG12の回転状態を検出する回転センサ13が設けられる。本実施形態の回転センサ13は、回転角θを検出する回転角センサである。
MG12の駆動力は、第2クラッチ18を経由して変速機15に伝達される。
The
The MG 12 has a function as a motor that generates torque by being driven by electric power from the
The driving force of the MG 12 is transmitted to the
変速機15は、無段階に変速可能な無段変速機(CVT)である。変速機15は、複数段の変速段の中から変速段を段階的に切り替える有段変速機であってもよい。変速機15の出力軸16の動力は、ギア機構91、および、ドライブシャフト92等を経由して、駆動輪95に伝達される。
第1クラッチ17は、エンジン11とMG12との間に設けられ、エンジン11とMG12との間の動力伝達を断続可能である。第2クラッチ18は、MG12と変速機15との間に設けられ、MG12と変速機15との間の動力伝達を断続可能である。クラッチ17、18は、油圧駆動式の油圧クラッチであってもよいし、電磁駆動式の電磁クラッチであってもよい。
The
The
ダンパ19は、周知のトーションダンパであって、エンジン11とMG12との間に設けられる。本実施形態では、ダンパ19は、第1クラッチ17のエンジン11側に設けられるが、第1クラッチ17のMG12側に設けてもよい。
本実施形態では、エンジン11から駆動輪95に至る駆動力の伝達に係る一連の構成を、パワートレインプラント100とする。
The
In this embodiment, a series of configurations relating to transmission of driving force from the
ここで、パワートレインプラント100にて生じる振動について説明する。
パワートレインプラント100では、ドライブシャフト92、および、ダンパ19において、共振が生じやすい。ドライブシャフト92の共振は、変速機15の変速状態、クラッチ17、18の断接状態、および、路面状態等に応じたトルクがドライブシャフト92に加わり、ドライブシャフト92に捩れが生じることで発生する。
また、ダンパ19の共振は、エンジン11の駆動状態、変速機15の変速状態、クラッチ17、18の断接状態、および、路面状態等に応じたトルクがダンパ19に加わり、ダンパ19に捻れが生じることで発生する。
Here, the vibration generated in the
In the
Further, the resonance of the
図2に、車両90における振動の周波数特性を示す。図2は、横軸が周波数、縦軸が振動成分量である。なお、縦軸は、ボード線図における「ゲイン」に相当するものであるが、後述の制振トルク演算に用いるゲインKとの混同を避けるため、ここでは振動成分量とする。
図2に示すように、車両90の周波数特性によれば、ドライブシャフト92の共振周波数であるDS共振周波数f1、および、ダンパ19の共振周波数であるダンパ共振周波数f2に、比較的大きなピークが存在する。本実施形態では、制振対象をドライブシャフト92とし、ダンパ19の共振を許容範囲内に抑えつつ、ドライブシャフト92の振動を抑制する制振制御処理を行う。制振制御処理の詳細は、後述する。
FIG. 2 shows frequency characteristics of vibration in the
As shown in FIG. 2, according to the frequency characteristics of the
図1に戻り、インバータ20は、MG12とバッテリ25との間に設けられ、バッテリ25の直流電力を交流電力に変換してMG12へ供給する。また、インバータ20は、MG12により発電された交流電力を直流電力に変換し、バッテリ25へ供給する。
バッテリ25は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の充放電可能な二次電池により構成される直流電源である。バッテリ25に替えて、電気二重層キャパシタ等の蓄電装置を直流電源として用いてもよい。
Returning to FIG. 1, the
The
MG制御部30、エンジン制御部50、および、車両制御部60は、いずれもマイコンを主体として構成される。MG制御部30、エンジン制御部50、および、車両制御部60における各処理は、ROM等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。MG制御部30と、エンジン制御部50と、車両制御部60とは、CAN(Controller Area Network)等を経由して、相互に情報伝達可能である。
The
エンジン制御部50は、エンジン回転数やクランク角等に基づき、エンジン11の駆動を制御する。
車両制御部60は、いずれも図示しないアクセルセンサ、シフトスイッチ、ブレーキスイッチ、車速センサ等からの信号を取得し、取得されたこれらの信号等に基づき、車両90全体の制御を司る。車両制御部60は、アクセル開度や車速V等に基づいてモータジェネレータ12の駆動に係るトルク指令値trq*を演算する。トルク指令値trq*は、MG制御部30に出力される。
The
The
MG制御部30は、後述する補正後トルク指令値trq**に基づき、インバータ20のスイッチング素子のオンオフ作動を制御することで、MG12の駆動を制御する。MG12の回転数Nは、外乱等の影響により、乱れが生じる。図3では、外乱の影響を加算器で表現している。本実施形態では、MG制御部30は、回転数Nから振動成分を抽出し、抽出された振動成分に基づいて振動を抑制する制振制御を行っている。
図3に示すように、MG制御部30は、機能ブロックとして、第1周波数演算部31、第2周波数演算部32、フィードバック処理部40、および、指令補正部49等を有する。
第1周波数演算部31は、車両情報を車両制御部60から取得する。車両情報には、変速機15の変速状態、クラッチ17、18の断接状態、および、路面状態等が含まれる。第1周波数演算部31は、車両情報に基づき、制振対象周波数である第1の周波数を演算する。本実施形態では、振動を抑制する制御対象をドライブシャフト92とするので、第1周波数を、ドライブシャフト92の共振周波数であるDS共振周波数f1とする。
As shown in FIG. 3, the
The
第2周波数演算部32は、車両情報を車両制御部60から取得し、エンジン11の駆動状態をエンジン制御部50から取得する。第2周波数演算部32は、車両情報、および、エンジン11の駆動状態等に基づき、第2の周波数を演算する。本実施形態では、第2の周波数を、ダンパ19の共振周波数であるダンパ共振周波数f2とする。
The second
フィードバック処理部40は、第1振動成分抽出部41、第2振動成分抽出部42、振幅演算部43、ゲイン演算部44、制振トルク演算部45、および、上下限ガード部47を有する。以下適宜、フィードバックを「FB」と記載する。
第1振動成分抽出部41は、MG12の回転数Nから、DS共振周波数f1を含む周波数帯の回転振動成分である第1振動成分を抽出するバンドパスフィルタである。回転数Nは、回転センサ13から取得される回転角θに基づき、図示しない速度演算部にて演算される。以下、第1振動成分の振幅をDS共振振幅Adsとし、許容されるDS共振振幅の上限値をDS共振上限値Ads_maxとする。
The
The first vibration
第2振動成分抽出部42は、MG12の回転数Nから、ダンパ共振周波数f2を含む周波数帯の回転振動成分である第2振動成分を抽出するバンドパスフィルタである。第2振動成分抽出部42には、第1振動成分抽出部41よりも高次のバンドパスフィルタが用いられる。
The second vibration
振幅演算部43は、第2振動成分抽出部42にて抽出された第2振動成分の振幅であるダンパ共振振幅Atdを演算する。本実施形態では、ダンパ共振振幅Atdが「振幅」に対応する。また、許容されるダンパ共振振幅Atdの上限値をダンパ共振上限値Atd_maxとする。
The
ゲイン演算部44は、振幅演算部43にて演算されたダンパ共振振幅Atdに基づき、制振トルクtrq_vの演算に用いるゲインKを演算する。
ゲインKは、図4に示すゲイン演算マップを用い、ダンパ共振振幅Atdがダンパ共振上限値Atd_maxより大きくならないように演算される。図4に示すように、ダンパ共振振幅Atdが閾値Ath以下の場合、ドライブシャフト92の制振効果が最大限に発揮されるように、ゲインKを最大値Kmaxとする。閾値Athは、ゲインKを最大値Kmaxとして制振制御を行ったとしても、ダンパ共振振幅Atdがダンパ共振上限値Atd_maxを超えない値に設定される。
また、ダンパ共振振幅Atdが閾値Athより大きい場合、ダンパ共振振幅Atdが大きくなるほど、ゲインKが小さくなるように設定されている。なお図4では、ダンパ共振振幅Atdが閾値Athより大きい場合、ダンパ共振振幅Atdの増加に伴ってゲインKが線形的に減少するが、非線形的に減少するように設定してもよい。
The
The gain K is calculated using the gain calculation map shown in FIG. 4 so that the damper resonance amplitude Atd does not become larger than the damper resonance upper limit value Atd_max. As shown in FIG. 4, when the damper resonance amplitude Atd is equal to or less than the threshold Ath, the gain K is set to the maximum value Kmax so that the damping effect of the
When the damper resonance amplitude Atd is larger than the threshold Ath, the gain K is set to be smaller as the damper resonance amplitude Atd is larger. In FIG. 4, when the damper resonance amplitude Atd is larger than the threshold Ath, the gain K linearly decreases with the increase of the damper resonance amplitude Atd, but may be set so as to decrease nonlinearly.
図2に戻り、制振トルク演算部45は、制振トルクtrq_vを演算する。詳細には、制振トルク演算部45は、第1振動成分をトルク換算し、トルク換算値にゲイン演算部44で演算されたゲインKを乗じて、制振トルクtrq_vを演算する。
Returning to FIG. 2, damping
上下限ガード部47は、制振トルクtrq_vの上下限ガード処理を行い、制振FBトルクtrq_fbを演算する。
具体的には、上下限ガード部47は、制振トルクtrq_vが上限ガード値trq_Hより大きい場合、制振FBトルクtrq_fbを、上限ガード値trq_Hとする。
上下限ガード部47は、制振トルクtrq_vが下限ガード値trq_Lより小さい場合、制振FBトルクtrq_fbを下限ガード値trq_Lとする。
The upper and lower limit guard unit 47 performs upper and lower limit guard processing of the damping torque trq_v to calculate a damping FB torque trq_fb.
Specifically, when the damping torque trq_v is larger than the upper limit guard value trq_H, the upper and lower limit guard unit 47 sets the damping FB torque trq_fb as the upper limit guard value trq_H.
When the damping torque trq_v is smaller than the lower limit guard value trq_L, the upper and lower limit guard unit 47 sets the damping FB torque trq_fb as the lower limit guard value trq_L.
上下限ガード部47は、制振トルクtrq_vが下限ガード値trq_L以上、上限ガード値trq_H以下である場合、制振FBトルクtrq_fbを制振トルクtrq_vとする。すなわち、制振トルクtrq_vが下限ガード値trq_L以上、上限ガード値trq_H以下であれば、制振トルクtrq_vと制振FBトルクtrq_fbとが一致する。
上下限を制限することで、例えば制振制御で使用する入力信号の異常時や、CPUの演算異常時に、フィードバックされる制振FBトルクtrq_fbが異常値とならないようにしている。
When the damping torque trq_v is equal to or more than the lower limit guard value trq_L and equal to or less than the upper limit guard value trq_H, the upper and lower limit guard unit 47 sets the damping FB torque trq_fb as the damping torque trq_v. That is, when the damping torque trq_v is equal to or greater than the lower limit guard value trq_L and equal to or less than the upper limit guard value trq_H, the damping torque trq_v and the damping FB torque trq_fb match.
By limiting the upper and lower limits, for example, the damping FB torque trq_fb to be fed back is prevented from becoming an abnormal value at the time of abnormality of the input signal used in damping control or at the time of arithmetic operation abnormality of the CPU.
指令補正部49は、車両制御部60から取得されるトルク指令値trq*を、フィードバックされる制振FBトルクtrq_fbで補正し、補正後トルク指令値trq**を演算する。本実施形態では、トルク指令値trq*から制振FBトルクtrq_fbを減算した値を補正後トルク指令値trq**とする。
MG12は、補正後トルク指令値trq**に基づいて制御される。
The
The
本実施形態では、第1振動成分抽出部41がバンドパスフィルタであるため、DS共振周波数f1以外の周波数の振動成分も第1振動成分として抽出される。そのため、DS共振周波数f1の振動成分を打ち消すようなトルクでトルク指令値trq*を補正してMG12を制御することで、DS共振周波数f1とは異なる周波数であるダンパ共振周波数f2の振動成分を増幅させる虞がある。
In the present embodiment, since the first vibration
ところで、ドライブシャフト92の振動成分量、および、ダンパ19の振動成分量は、車両ごとに異なる。また、ドライブシャフト92の振動成分量、および、ダンパ19の振動成分量は、エンジン11の駆動状態、変速機15の変速状態やクラッチ17、18の断接状態、または、路面状態等によっても異なる。
そこで本実施形態では、ダンパ共振振幅Atdに応じ、制振トルクtrq_vの演算に用いるゲインKを可変にしている。
By the way, the vibration component amount of the
So, in this embodiment, according to damper resonance amplitude Atd, gain K used for calculation of damping torque trq_v is made variable.
ここで、DS共振周波数f1およびダンパ共振周波数f2における回転振動成分を図5〜図7に基づいて説明する。図5〜図7では、いずれも(a)がDS共振周波数f1における回転数、(b)がダンパ共振周波数f2における回転数を示し、横軸が時間、縦軸がそれぞれの回転数である。また、図5〜図7においては、実線が制振制御を行った場合の回転振動成分を示し、破線が制振制御を行わない場合の回転振動成分を示す。以下、制振制御前のDS共振振幅Adsを、制御前DS共振振幅Ads_b、制振制御後のDS共振振幅Adsを、制御後DS共振振幅Ads_aとする。また、制振制御前のダンパ共振振幅Atdを、制御前ダンパ共振振幅Atd_b、制振制御後のダンパ共振振幅Atdを、制御後ダンパ共振振幅Atd_aとする。
図5〜図7では、説明を簡単にするため、回転振動成分が一定であるものとした。また、図中、煩雑になることを避けるため、振幅については、正側または負側の一方に記載し、他方における記載を省略した。
Here, rotational vibration components at the DS resonance frequency f1 and the damper resonance frequency f2 will be described based on FIGS. In each of FIGS. 5 to 7, (a) indicates the number of rotations at the DS resonance frequency f1, (b) indicates the number of rotations at the damper resonance frequency f2, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the respective number of rotations. Further, in FIG. 5 to FIG. 7, the solid line indicates the rotational vibration component when the damping control is performed, and the broken line indicates the rotational vibration component when the damping control is not performed. Hereinafter, the DS resonance amplitude Ads before damping control is referred to as a DS resonance amplitude Ads_b before control, and the DS resonance amplitude Ads after damping control is referred to as a DS resonance amplitude Ads_a after control. Further, the damper resonance amplitude Atd before damping control is taken as a pre-control damper resonance amplitude Atd_b, and the damper resonance amplitude Atd after damping control is taken as a post-control damper resonance amplitude Atd_a.
In FIGS. 5 to 7, in order to simplify the explanation, it is assumed that the rotational vibration component is constant. Further, in the drawing, in order to avoid complication, the amplitude is described on one of the positive side and the negative side, and the description on the other side is omitted.
図5(a)に示すように、制御前DS共振振幅Ads_bは、DS共振上限値Ads_maxより大きい。また、図5(b)に示すように、制御前ダンパ共振振幅Atd_bは、閾値Athより大きい。
ここで、図7の参考例について説明する。図7の例では、制御前DS共振振幅Ads_b、および、制御前ダンパ共振振幅Atd_bは、図5と同じであるものとする。図7では、ダンパ共振振幅Atdによらず、ゲインKを固定値(ここでは、最大値Kmax)とする。図7(a)に示すように、ゲインKを最大値Kmaxとすることで、制御後DS共振振幅Ads_aをDS共振上限値Ads_maxより小さくすることができ、ドライブシャフト92の振動が抑制される。一方、図7(b)に示すように、ゲインKを最大値Kmaxとして演算される制振トルクtrq_vに基づいて制振制御することで、ダンパ19の共振が増幅され、制御後ダンパ共振振幅Atd_aがダンパ共振上限値Atd_maxより大きくなる。換言すると、ダンパ19の共振が、許容範囲を超えている。
As shown in FIG. 5A, the DS resonance amplitude Ads_b before control is larger than the DS resonance upper limit value Ads_max. Also, as shown in FIG. 5B, the pre-control damper resonance amplitude Atd_b is larger than the threshold Ath.
Here, the reference example of FIG. 7 will be described. In the example of FIG. 7, it is assumed that the pre-control DS resonance amplitude Ads_b and the pre-control damper resonance amplitude Atd_b are the same as those in FIG. 5. In FIG. 7, regardless of the damper resonance amplitude Atd, the gain K is set to a fixed value (here, the maximum value Kmax). As shown in FIG. 7A, by setting the gain K to the maximum value Kmax, the DS resonance amplitude Ads_a after control can be made smaller than the DS resonance upper limit Ads_max, and the vibration of the
そこで本実施形態では、ゲインKをダンパ共振振幅Atdに応じて可変にしている。図5の例では、制御前ダンパ共振振幅Atd_bが閾値Athより大きいので、ゲインKを、図4に示すゲイン演算マップにて演算される最大値Kmaxより小さい値とする。演算されたゲインKを用いて演算される制振トルクtrq_vに基づいて制振制御を行うことで、制御後ダンパ共振振幅Atd_aをダンパ共振上限値Atd_maxより小さい値に抑えつつ、制御後DS共振振幅Ads_aをDS共振上限値Ads_maxより小さくすることができる。これにより、ダンパ19の共振を許容範囲内に抑えつつ、ドライブシャフト92の共振が適切に抑制される。
Therefore, in the present embodiment, the gain K is made variable according to the damper resonance amplitude Atd. In the example of FIG. 5, since the pre-control damper resonance amplitude Atd_b is larger than the threshold Ath, the gain K is set to a value smaller than the maximum value Kmax calculated by the gain calculation map shown in FIG. By performing damping control based on damping torque trq_v calculated using calculated gain K, the post-control damper resonance amplitude Atd_a is suppressed to a value smaller than the damper resonance upper limit value Atd_max while the post-control DS resonance amplitude Ads_a can be made smaller than the DS resonance upper limit value Ads_max. Thereby, the resonance of the
図6に示す例では、制御前ダンパ共振振幅Atd_bは、閾値Athより小さい。そのため、ゲインKを最大値Kmaxとして演算される制振トルクtrq_vに基づいて制振制御を行うことで、制御後DS共振振幅Ads_aをDS共振上限値Ads_maxより小さくすることができる。また、制御後ダンパ共振振幅Atd_aは、制御前ダンパ共振振幅Atd_bよりも大きくなるものの、ダンパ共振上限値Atd_maxより小さい値に抑えられる。これにより、ダンパ19の共振を許容範囲内に抑えつつ、ドライブシャフト92の振動を高効率に抑制することができる。
In the example shown in FIG. 6, the pre-control damper resonance amplitude Atd_b is smaller than the threshold Ath. Therefore, by performing the damping control based on the damping torque trq_v calculated with the gain K as the maximum value Kmax, the post-control DS resonance amplitude Ads_a can be made smaller than the DS resonance upper limit Ads_max. Further, although the after-control damper resonance amplitude Atd_a is larger than the pre-control damper resonance amplitude Atd_b, it is suppressed to a value smaller than the damper resonance upper limit value Atd_max. Thereby, the vibration of the
なお、図示はしていないが、ダンパ共振振幅Atdがダンパ共振上限値Atd_maxを超えないことを優先して比較的小さい値に設定された固定値のゲインを用いて制振制御を行うと、図6の例のように、制御前ダンパ共振振幅Atd_bが比較的小さい場合、ゲインKを最大値Kmaxとする場合と比較し、ドライブシャフト92の制振効果が低減する。
Although not shown, when damping control is performed using a gain of a fixed value set to a relatively small value in order to prioritize that the damper resonance amplitude Atd does not exceed the damper resonance upper limit value Atd_max, as shown in FIG. As in the example 6, when the damper resonance amplitude before control Atd_b is relatively small, the damping effect of the
以上説明したように、本実施形態のMG制御部30は、車両90の駆動源であるMG12を制御するものであって、第1振動成分抽出部41と、第2振動成分抽出部42と、制振トルク演算部45と、指令補正部49と、を備える。
第1振動成分抽出部41は、MG12の回転数NからDS共振周波数f1を含む周波数帯の振動成分である第1振動成分を抽出する。
第2振動成分抽出部42は、MG12の回転数NからDS共振周波数f1とは異なるダンパ共振周波数f2を含む周波数帯の振動成分である第2振動成分を抽出する。
As described above, the
The first vibration
The second vibration
制振トルク演算部45は、第1振動成分を抑制する制振トルクtrq_vを、第2振動成分に応じたゲインKを用いて演算する。
指令補正部49は、フィードバックされる制振トルクtrq_vに基づき、MG12の駆動に係るトルク指令値trq*を補正する。なお、制振トルクtrq_vの上下限を制限した制振FBトルクtrq_fbに基づいてトルク指令値trq*を補正することは、「フィードバックされる制振トルクに基づいてトルク指令値を補正する」という概念に含まれるものとする。
第1振動成分を抑制する制振トルクtrq_vを、第2振動成分に応じたゲインKを用いて演算することで、第2振動成分を許容範囲内に抑えつつ、第1振動成分を適切に抑制することができる。
Damping
The
By calculating the damping torque trq_v suppressing the first vibration component using the gain K according to the second vibration component, the first vibration component is appropriately suppressed while suppressing the second vibration component within the allowable range. can do.
MG制御部30は、振幅演算部43と、ゲイン演算部44と、をさらに備える。
振幅演算部43は、第2振動成分の振幅であるダンパ共振振幅Atdを演算する。ゲイン演算部44は、ダンパ共振振幅Atdに応じて、ゲインKを演算する。
制振トルク演算部45は、ゲインKを用いて第1振動成分をトルク換算した値を、制振トルクtrq_vとする。
これにより、ダンパ共振振幅Atdに応じて適切にゲインKを適切に設定することができ、制振トルクtrq_vを適切に演算することができる。
The
The
Damping
Thus, the gain K can be appropriately set according to the damper resonance amplitude Atd, and the damping torque trq_v can be appropriately calculated.
第1の周波数であるDS共振周波数f1は、ドライブシャフト92の共振周波数であり、第2の周波数であるダンパ共振周波数f2は、エンジン11とMG12との間に設けられるダンパ19の共振周波数である。
これにより、比較的共振の大きい部材であるダンパ19の共振が許容範囲を超えることなく、ドライブシャフト92の振動を適切に抑制することができる。
The first frequency DS resonance frequency f1 is a resonance frequency of the
Thereby, the vibration of the
第1振動成分抽出部41、および、第2振動成分抽出部42は、バンドパスフィルタである。これにより、DS共振周波数f1の振動成分、および、ダンパ共振周波数f2の振動成分を適切に抽出することができる。
第2振動成分抽出部42は、第1振動成分抽出部41より高次のバンドパスフィルタである。これにより、第2振動成分抽出部42にて抽出される周波数帯が、第1振動成分抽出部41にて抽出される周波数帯より狭くなるので、ダンパ共振振幅Atdをより適切に演算することができる。
The first vibration
The second vibration
(他の実施形態)
(ア)第1周波数、第2周波数
上記実施形態では、制振対象をドライブシャフトとし、第1の周波数をドライブシャフトの共振周波数とする。他の実施形態では、制振対象は、パワートレインプラントに含まれるドライブシャフト以外としてもよく、第1の周波数を、制振対象に応じた周波数としてもよい。
(Other embodiments)
(A) First Frequency, Second Frequency In the above embodiment, the vibration suppression target is a drive shaft, and the first frequency is a resonance frequency of the drive shaft. In another embodiment, the damping target may be other than the drive shaft included in the power tray implant, and the first frequency may be a frequency according to the damping target.
また、上記実施形態では、第2の周波数をダンパの共振周波数とする。他の実施形態では、第2の周波数は、ダンパの共振周波数以外の周波数としてもよい。第2の周波数がダンパ共振周波数でない場合、ダンパを省略してもよい。
また、第2の周波数として、複数の周波数を選択してもよい。この場合、例えば、複数の第2振動成分抽出部を設け、抽出される周波数帯ごとに、振幅および振幅に基づくゲインを演算し、演算されたゲインのうち、最小値を制振トルクの演算に用いる。これにより、車両の周波数特性に含まれる複数のピークを考慮し、各ピークをそれぞれの許容範囲内に抑えつつ、制振対象の振動を抑制することができる。
Further, in the above embodiment, the second frequency is set as the resonance frequency of the damper. In another embodiment, the second frequency may be a frequency other than the resonant frequency of the damper. If the second frequency is not the damper resonant frequency, the damper may be omitted.
Further, a plurality of frequencies may be selected as the second frequency. In this case, for example, a plurality of second vibration component extraction units are provided, the gain based on the amplitude and the amplitude is calculated for each extracted frequency band, and the minimum value among the calculated gains is used to calculate the damping torque. Use. Thereby, in consideration of the plurality of peaks included in the frequency characteristic of the vehicle, it is possible to suppress the vibration of the vibration control target while suppressing each peak within the respective allowable range.
上記実施形態では、第1の周波数は、車両情報に基づいて演算される。車両情報には、変速機の変速状態、クラッチの断接状態、および、路面状態等が含まれる。他の実施形態では、制振対象周波数の演算に用いる情報として、変速機の変速状態、クラッチの断接状態、および、路面状態の一部を省略してもよいし、これら以外の情報を用いてもよい。第2の周波数の演算についても同様である。 In the above embodiment, the first frequency is calculated based on the vehicle information. The vehicle information includes the shift state of the transmission, the connection / disconnection state of the clutch, the road surface state, and the like. In another embodiment, as the information used to calculate the vibration suppression target frequency, part of the transmission gear shift state, the clutch disconnection / engagement state, and the road surface state may be omitted, or other information may be used. May be The same applies to the calculation of the second frequency.
上記実施形態では、第1の周波数および第2の周波数は、車両状態等に応じて可変である。他の実施形態では、第1の周波数および第2の周波数の少なくとも一方は、車両状態によらず、車両ごとに設定される固定値としてもよい。このようにしても、車両特性に応じて、最適なゲインを設定することができる。
第1の周波数を固定値とする場合、第1周波数演算部を省略可能である。また、第2の周波数を固定値とする場合、第2周波数演算部を省略可能である。
In the above embodiment, the first frequency and the second frequency are variable according to the vehicle state and the like. In another embodiment, at least one of the first frequency and the second frequency may be a fixed value set for each vehicle regardless of the vehicle state. Even in this case, an optimal gain can be set in accordance with the vehicle characteristics.
When the first frequency is a fixed value, the first frequency calculator can be omitted. When the second frequency is a fixed value, the second frequency calculator can be omitted.
(イ)振動成分抽出部
上記実施形態では、第1振動成分抽出部および第2振動成分抽出部は、回転電機の回転速度として回転数を用い、回転数の振動成分を抽出する。他の実施形態では、第1振動成分抽出部および第2振動成分抽出部は、回転数に替えて、回転角速度を回転電機の回転速度として、回転角速度の振動成分を抽出するようにしてもよい。また、他の実施形態では、回転角センサに替えて、回転電機の回転角速度を検出する回転速度センサを回転センサとして設けてもよい。
上記実施形態では、第1振動成分抽出部および第2振動成分抽出部は、バンドパスフィルタである。他の実施形態では、第1振動成分抽出部および第2振動成分抽出部の少なくとも一方は、バンドパスフィルタ以外のものであってもよい。例えば、第1の周波数の振動成分を、FFT(高速フーリエ変換)により抽出してもよい。第2の周波数の振動成分も同様である。
(A) Vibration Component Extraction Unit In the above embodiment, the first vibration component extraction unit and the second vibration component extraction unit extract the vibration component of the number of rotations, using the number of rotations as the rotation speed of the rotating electrical machine. In another embodiment, the first vibration component extraction unit and the second vibration component extraction unit may extract the vibration component of the rotational angular velocity, using the rotational angular velocity as the rotational velocity of the rotating electrical machine, instead of the rotational speed. . Further, in another embodiment, in place of the rotation angle sensor, a rotation speed sensor that detects the rotation angular velocity of the rotary electric machine may be provided as the rotation sensor.
In the above embodiment, the first vibration component extraction unit and the second vibration component extraction unit are band pass filters. In another embodiment, at least one of the first vibration component extraction unit and the second vibration component extraction unit may be other than the band pass filter. For example, the vibration component of the first frequency may be extracted by FFT (Fast Fourier Transform). The same applies to the vibration component of the second frequency.
(ウ)回転電機制御装置
上記実施形態では、MG制御部が回転電機制御装置に対応する。他の実施形態では、MG制御部にて行われる処理の一部または全部がMG制御部以外の制御部(例えば車両制御部)にて行われてもよい。すなわち、回転電機制御装置がMG制御部以外の制御部であってもよいし、複数の制御部にて構成されていてもよい。
(エ)回転電機
上記実施形態では、回転電機は、永久磁石式同期型の3相交流の回転電機である。他の実施形態では、永久磁石式同期型の3相回転機に限らず、どのような回転電機を用いてもよい。
(C) Rotating Electric Machine Control Device In the above embodiment, the MG control unit corresponds to the rotating electric machine control device. In another embodiment, part or all of the processing performed by the MG control unit may be performed by a control unit other than the MG control unit (for example, a vehicle control unit). That is, the rotating electrical machine control device may be a control unit other than the MG control unit, or may be configured by a plurality of control units.
(D) Rotating Electric Machine In the above embodiment, the rotating electric machine is a permanent magnet synchronous three-phase AC rotating electric machine. In other embodiments, any rotating electric machine may be used without being limited to the permanent magnet synchronous three-phase rotating machine.
(オ)車両
上記実施形態では、車両は、駆動源としてエンジンおよび1つの回転電機を備えるハイブリッド車両である。他の実施形態では、駆動源として用いられる回転電機は、複数であってもよい。また、エンジンを省略し、車両が、回転電機を駆動源とする、所謂「EV車両」であってもよい。また、他の実施形態では、車両は、バッテリに替えて燃料電池を用いる燃料電池車両であってもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
(E) Vehicle In the above embodiment, the vehicle is a hybrid vehicle including an engine and one rotating electric machine as a drive source. In another embodiment, a plurality of rotary electric machines may be used as the drive source. Also, it may be a so-called "EV vehicle" in which the engine is omitted and the vehicle is driven by the rotating electrical machine. In another embodiment, the vehicle may be a fuel cell vehicle that uses a fuel cell instead of a battery.
As mentioned above, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment at all, and can be implemented in various forms in the range which does not deviate from the meaning of an invention.
12・・・モータジェネレータ(回転電機)
30・・・MG制御部(回転電機制御装置)
41・・・第1振動成分抽出部
42・・・第2振動成分抽出部
43・・・振幅演算部
44・・・ゲイン演算部
45・・・制振トルク演算部
49・・・指令補正部
12 ・ ・ ・ Motor generator (rotary electric machine)
30: MG control unit (rotary electric machine control device)
41 ... first vibration
Claims (5)
前記回転電機の回転速度から第1の周波数を含む周波数帯の振動成分である第1振動成分を抽出する第1振動成分抽出部(41)と、
前記回転電機の回転速度から前記第1の周波数とは異なる第2の周波数を含む周波数帯の振動成分である第2振動成分を抽出する第2振動成分抽出部(42)と、
前記第1振動成分を抑制する制振トルクを、前記第2振動成分に応じたゲインを用いて演算する制振トルク演算部(45)と、
フィードバックされる前記制振トルクに基づき、前記回転電機の駆動に係るトルク指令値を補正する指令補正部(49)と、
を備える回転電機制御装置。 A rotary electric machine control device for controlling the drive of a rotary electric machine (12) which is a drive source of a vehicle (90), comprising:
A first vibration component extraction unit (41) that extracts a first vibration component that is a vibration component of a frequency band including a first frequency from the rotational speed of the rotating electrical machine;
A second vibration component extraction unit (42) for extracting a second vibration component that is a vibration component of a frequency band including a second frequency different from the first frequency from the rotational speed of the rotating electrical machine;
A damping torque calculation unit (45) that calculates damping torque suppressing the first vibration component using a gain according to the second vibration component;
A command correction unit (49) that corrects a torque command value related to driving of the rotating electrical machine based on the damping torque to be fed back;
A rotating electrical machine control device comprising:
前記振幅に基づき、前記ゲインを演算するゲイン演算部(44)と、
をさらに備え、
前記制振トルク演算部は、前記ゲインを用いて前記第1振動成分をトルク換算した値を前記制振トルクとする請求項1に記載の回転電機制御装置。 An amplitude calculator (43) for calculating the amplitude of the second vibration component;
A gain calculation unit (44) that calculates the gain based on the amplitude;
And further
The rotary electric machine control apparatus according to claim 1, wherein the damping torque calculation unit uses a value obtained by converting the first vibration component into torque using the gain as the damping torque.
前記第2の周波数は、エンジン(11)と前記回転電機との間に設けられるダンパ(19)の共振周波数である請求項1または2に記載の回転電機制御装置。 The first frequency is a resonant frequency of the drive shaft (92),
The rotary electric machine control device according to claim 1 or 2, wherein the second frequency is a resonance frequency of a damper (19) provided between an engine (11) and the rotary electric machine.
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