JP7035926B2 - Control device and control method for inverters for electric vehicles - Google Patents

Control device and control method for inverters for electric vehicles Download PDF

Info

Publication number
JP7035926B2
JP7035926B2 JP2018170168A JP2018170168A JP7035926B2 JP 7035926 B2 JP7035926 B2 JP 7035926B2 JP 2018170168 A JP2018170168 A JP 2018170168A JP 2018170168 A JP2018170168 A JP 2018170168A JP 7035926 B2 JP7035926 B2 JP 7035926B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vibration damping
motor
torque
torque command
vibration
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
JP2018170168A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020043700A (en
Inventor
隆一 小川
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.)
Meidensha Corp
Original Assignee
Meidensha Corp
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 Meidensha Corp filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP2018170168A priority Critical patent/JP7035926B2/en
Publication of JP2020043700A publication Critical patent/JP2020043700A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7035926B2 publication Critical patent/JP7035926B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02T10/64Electric machine technologies in electromobility
    • 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

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

本発明は、電気自動車のパーキングロック解除時の振動抑制に関するものである。 The present invention relates to vibration suppression when the parking lock of an electric vehicle is released.

電気自動車は、一般的にバッテリ、バッテリの直流電圧を交流電圧に変換しモータに印加するインバータ、タイヤを回転させるモータ、などから構成される。前記インバータは、アクセル・ブレーキ等の動作から生成されるトルク指令に基づいて、モータが適正なトルクで運転できるような振幅・周波数の交流電圧を生成してモータへ印加する。 An electric vehicle is generally composed of a battery, an inverter that converts a DC voltage of the battery into an AC voltage and applies it to a motor, a motor that rotates a tire, and the like. The inverter generates an AC voltage having an amplitude and frequency so that the motor can be operated with an appropriate torque based on a torque command generated from the operation of the accelerator / brake or the like, and applies the AC voltage to the motor.

電気自動車の駆動トルク伝達系は、モータトルクがドライブシャフトを介してタイヤを回転させ、タイヤの回転運動が車体の前後運動へと伝わる2慣性系である。この慣性系は共振特性を持つため、モータトルク、もしくは外乱によって車体の共振(振動)が励起され、乗り心地を悪化させる。 The drive torque transmission system of an electric vehicle is a two-inertial system in which motor torque rotates a tire via a drive shaft and the rotational movement of the tire is transmitted to the front-rear movement of the vehicle body. Since this inertial system has resonance characteristics, the resonance (vibration) of the vehicle body is excited by the motor torque or disturbance, and the riding comfort is deteriorated.

外乱の生じる1つの事例として、パーキングロック解除時にドライブシャフトのねじれが解放されることによって生じるトルクの衝撃がある。 One example of the disturbance is the torque impact caused by the release of the twist of the drive shaft when the parking lock is released.

パーキングロック解除時のモータ振動を抑制する先行技術として、例えば特許文献1に記載の技術がある。特許文献1では、パーキングロック解除時の衝撃を抑えるために、検出した回転方向と逆方向のトルクを与えている(特許文献1の図2のフロー参照)。しかし特許文献1には、振動抑制の精度や定量的な効果については記載されていない。 As a prior art for suppressing motor vibration when the parking lock is released, for example, there is a technique described in Patent Document 1. In Patent Document 1, torque is applied in the direction opposite to the detected rotation direction in order to suppress the impact when the parking lock is released (see the flow of FIG. 2 in Patent Document 1). However, Patent Document 1 does not describe the accuracy and quantitative effect of vibration suppression.

また、他のパーキングロック解除時の衝撃を抑える先行技術として、例えば特許文献2に記載の技術がある。特許文献2は、共振成分(例えば0.1~1000Hz)を抽出してそれに基づく補償トルクをフィードバックする方式であり、以下にその共振抑制方式を説明する。 Further, as another prior art for suppressing the impact when the parking lock is released, for example, there is a technique described in Patent Document 2. Patent Document 2 is a method of extracting a resonance component (for example, 0.1 to 1000 Hz) and feeding back a compensation torque based on the extraction component, and the resonance suppression method thereof will be described below.

まず、図7は特許文献2に示されている電気自動車の全体構成図である。図7において、1は各種センサ2から取得した車両100の状態に関する車両情報に基づいて、モータ4を駆動させるための第1のトルク指令値Trefを出力する車両制御装置である。 First, FIG. 7 is an overall configuration diagram of an electric vehicle shown in Patent Document 2. In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a vehicle control device that outputs a first torque command value Tref for driving the motor 4 based on vehicle information regarding the state of the vehicle 100 acquired from various sensors 2.

3はモータ制御装置であり、共振抑制制御部31、ゲイン演算回路32、加算器33、電流指令演算部34、バッテリ8の直流電圧を交流電圧に変換してモータ4に供給するインバータ35を備えている。 Reference numeral 3 is a motor control device, which includes a resonance suppression control unit 31, a gain calculation circuit 32, an adder 33, a current command calculation unit 34, and an inverter 35 that converts the DC voltage of the battery 8 into an AC voltage and supplies it to the motor 4. ing.

モータ4はトランスミッション6を介して駆動輪(タイヤ)7に接続され、駆動輪7を回転させる。前記各種センサ2としては、ブレーキポジションセンサ21、シフトポジションセンサ22、アクセルポジションセンサ(図示省略)、車速センサ(図示省略)等が含まれる。 The motor 4 is connected to the drive wheels (tires) 7 via the transmission 6 and rotates the drive wheels 7. The various sensors 2 include a brake position sensor 21, a shift position sensor 22, an accelerator position sensor (not shown), a vehicle speed sensor (not shown), and the like.

共振抑制制御部31の第1の処理は、レゾルバセンサ5(モータ電気角センサ)を介してモータ4の回転速度(ω)を取得し、これに基づいて車両共振成分を抽出し、車両共振抑制値を算出するものである。この車両共振抑制値は、ゲイン演算回路32においてゲイン関数kが乗算されて第2のトルク指令値Tinhとして出力される。 The first process of the resonance suppression control unit 31 acquires the rotation speed (ω) of the motor 4 via the resolver sensor 5 (motor electric angle sensor), extracts the vehicle resonance component based on this, and suppresses the vehicle resonance. It calculates the value. This vehicle resonance suppression value is multiplied by the gain function k in the gain calculation circuit 32 and output as a second torque command value Tinh.

また共振抑制制御部31の第2の処理は、各種センサ2からの車両情報に基づいて共振抑制補償の必要性を判定し、必要性がないと判定した場合は、前記車両共振抑制値の出力を禁止し第2のトルク指令値Tinhを零とするものである。 Further, the second process of the resonance suppression control unit 31 determines the necessity of resonance suppression compensation based on the vehicle information from various sensors 2, and if it is determined that there is no need, the output of the vehicle resonance suppression value. Is prohibited and the second torque command value Tinh is set to zero.

加算器33は、第1のトルク指令値Trefおよび第2のトルク指令値Tinhを合算するが、Tinhが負のトルクであることから実際にはTrefからTinhの絶対値を差し引いた値を、共振抑制補償後の駆動トルク指令値として出力する。 The adder 33 adds up the first torque command value Tref and the second torque command value Tinh, but since Tinh is a negative torque, the value obtained by subtracting the absolute value of Tinh from Tref is actually resonated. It is output as the drive torque command value after suppression compensation.

電流指令値演算部34は、加算器33から出力される共振抑制補償後の駆動トルク指令値に基づいて、dq軸変換、2相/3相変換等の演算処理を行って、3相交流の制御電圧を生成する。 The current command value calculation unit 34 performs arithmetic processing such as dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the drive torque command value after resonance suppression compensation output from the adder 33 to perform three-phase alternating current. Generate a control voltage.

インバータ35のパワースイッチング素子(図示省略)は電流指令演算部34で生成された3相交流の制御電圧により駆動され、インバータ35はバッテリ8の直流電圧を所望の3相交流波形の交流電圧に変換してモータ4を駆動させる。 The power switching element (not shown) of the inverter 35 is driven by the control voltage of the three-phase AC generated by the current command calculation unit 34, and the inverter 35 converts the DC voltage of the battery 8 into the AC voltage of the desired three-phase AC waveform. Then, the motor 4 is driven.

次に、特許文献2に記載の制振制御システム(トルク制御システム)を従来法の制振制御システムとし、その従来法の制振制御システムについて、図8、図9とともに説明する。 Next, the vibration damping control system (torque control system) described in Patent Document 2 is used as a vibration damping control system of the conventional method, and the vibration damping control system of the conventional method will be described with reference to FIGS. 8 and 9.

図8は従来法のシステム構成を示しているが、特許文献2には加速度を用いた共振抑制について記述があることをふまえ、ここでは加速度から補償トルクを算出するシステム構成とした。 FIG. 8 shows the system configuration of the conventional method, but based on the fact that Patent Document 2 describes resonance suppression using acceleration, here, the system configuration is set so that the compensation torque is calculated from the acceleration.

図8の制振制御システムには、トルク指令T*と検出モータ位相θが入力される。トルク指令T*は図8の制振制御システムより上位、すなわち図7の車両制御装置1によって、運転状況、運転上の目標等に基づいて決められる任意のトルク指令とする。 The torque command T * and the detection motor phase θ are input to the vibration damping control system of FIG. The torque command T * is an arbitrary torque command higher than the vibration damping control system of FIG. 8, that is, determined by the vehicle control device 1 of FIG. 7 based on the driving situation, the driving target, and the like.

検出モータ位相θは、モータの電気角を検出して取得した位相であり、例えばモータ(図7のモータ4)に備え付けられているエンコーダにより検出される。 The detected motor phase θ is a phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and is detected by, for example, an encoder provided in the motor (motor 4 in FIG. 7).

51は、前記検出モータ位相θを微分して検出速度ωdet=dθ/dtを求め、さらにこれを微分した検出加速度dωdet/dtを出力する加速度演算部である。 Reference numeral 51 denotes an acceleration calculation unit that differentiates the detection motor phase θ to obtain the detection speed ωdet = dθ / dt, and further outputs the differentiated detection acceleration dωdet / dt.

52は、加速度演算部51から出力される検出加速度dωdet/dtを基に制振補償トルクTvを演算して出力する制振制御部である。 The vibration damping control unit 52 calculates and outputs the vibration damping compensation torque Tv based on the detected acceleration dωdet / dt output from the acceleration calculation unit 51.

57は、入力されたトルク指令T*から制振制御部52で演算された制振補償トルクTvを減算する減算器であり、その減算結果(偏差出力)は制振トルク指令T**として出力される。 Reference numeral 57 is a subtractor that subtracts the vibration damping compensation torque Tv calculated by the vibration damping control unit 52 from the input torque command T * , and the subtraction result (deviation output) is output as the vibration damping torque command T ** . Will be done.

制振制御部52は図9のように構成されている。図9において、61は、前記加速度演算部51で演算された検出加速度(検出角加速度)dωdet/dtから、車両の共振に関係する特定の周波数成分のみをフィルタリングするバンドパスフィルタである。バンドパスフィルタ61の出力にはゲイン乗算器62のゲインが乗算され、制振補償トルクTvとして出力される。 The vibration damping control unit 52 is configured as shown in FIG. In FIG. 9, reference numeral 61 denotes a bandpass filter that filters only specific frequency components related to vehicle resonance from the detected acceleration (detected angular acceleration) dωdet / dt calculated by the acceleration calculation unit 51. The output of the bandpass filter 61 is multiplied by the gain of the gain multiplier 62, and is output as the vibration damping compensation torque Tv.

なお、バンドパスフィルタ61は共振の抑制のためのフィルタであればよく、例えばローパスフィルタに置き換えてもよい。図8に示すようにトルク指令T*から制振補償トルクTvを減算するため、ゲイン乗算器62のゲインは0以上の正の値で適切な値を設定するものとする。 The bandpass filter 61 may be any filter for suppressing resonance, and may be replaced with, for example, a lowpass filter. As shown in FIG. 8, since the vibration damping compensation torque Tv is subtracted from the torque command T * , the gain of the gain multiplier 62 is set to an appropriate value with a positive value of 0 or more.

演算された制振補償トルクTvは制振制御部52から出力され、図8の減算器57においてトルク指令T*から制振補償トルクTvを減算した値が制振トルク指令T**となる。この制振トルク指令T**が図7の加算器33の出力に相当する。 The calculated vibration damping compensation torque Tv is output from the vibration damping control unit 52, and the value obtained by subtracting the vibration damping compensation torque Tv from the torque command T * in the subtractor 57 of FIG. 8 becomes the vibration damping torque command T ** . This vibration damping torque command T ** corresponds to the output of the adder 33 in FIG. 7.

制振トルク指令T**に基づいて、図7の電流指令演算部34がdq軸変換、2相/3相変換などの処理を行い、3相交流の制御電圧を生成し、インバータ35へ入力する。インバータ35は、3相交流の制御電圧と三角波キャリア信号との比較によってインバータ内の各パワースイッチング素子のゲート信号(オン、オフ信号)を生成し交流電圧(PWM電圧)を出力して、負荷であるモータ4を制御する。 Based on the vibration damping torque command T ** , the current command calculation unit 34 in FIG. 7 performs processing such as dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion to generate a 3-phase AC control voltage and input it to the inverter 35. do. The inverter 35 generates a gate signal (on / off signal) of each power switching element in the inverter by comparing the control voltage of the three-phase AC with the triangular wave carrier signal, outputs the AC voltage (PWM voltage), and loads the load. It controls a certain motor 4.

なお、この従来法の共振抑制技術は、パーキングロック解除時に限定するものではなく、電気自動車の走行中にも適用できる技術である。 The resonance suppression technique of this conventional method is not limited to the time when the parking lock is released, but is a technique that can be applied even while the electric vehicle is running.

特許第3903813号公報Japanese Patent No. 3903813 特開2014-72948号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-72948

図7~図9で述べた従来の制振制御法では、バンドパスフィルタ(61)で抽出した、特定の共振周波数成分の振動抑制については有効である。言い換えると、バンドパスフィルタで抽出した特定の共振周波数成分以外に対しての振動抑制効果は低い。 The conventional vibration damping control method described with reference to FIGS. 7 to 9 is effective for suppressing the vibration of a specific resonance frequency component extracted by the bandpass filter (61). In other words, the vibration suppression effect for other than the specific resonance frequency component extracted by the bandpass filter is low.

このため、パーキングロック解除時に生じるステップ状の衝撃、つまり共振周波数以外の多周波数成分を含む衝撃による振動を、完全に抑制することはできない。よって電気自動車の乗り心地がよくない、という問題があった。 Therefore, it is not possible to completely suppress the step-like impact generated when the parking lock is released, that is, the vibration caused by the impact containing a multi-frequency component other than the resonance frequency. Therefore, there is a problem that the ride quality of the electric vehicle is not good.

本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、パーキングロック解除時に生じる衝撃を、全周波数域に対し抑制することができる電気自動車用インバータの制御装置および制御方法を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a control device and a control method for an inverter for an electric vehicle capable of suppressing an impact generated when parking lock is released for the entire frequency range. be.

上記課題を解決するための請求項1に記載の電気自動車用インバータの制御装置は、
電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御装置であって、
前記制振トルク指令生成部は、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算する加速度演算部と、
前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力する制振制御部と、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求める速度演算部と、
前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力する速度制御部と、を備え、
パーキングロック解除時に、前記制振制御部から出力される制振補償トルクと前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを加算したトルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴としている。
The control device for an inverter for an electric vehicle according to claim 1 for solving the above problems is
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control device for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The vibration damping torque command generation unit is
An acceleration calculation unit that calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
A vibration damping control unit that calculates and outputs vibration damping compensation torque by filtering specific frequency components from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, and
A speed calculation unit that obtains the motor angular velocity by differentiating the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
It is provided with a speed control unit that performs proportional control with a speed of 0 as a target value and outputs a parking compensation torque with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit.
When the parking lock is released, the torque obtained by adding the vibration damping compensation torque output from the vibration damping control unit and the parking compensation torque output from the speed control unit is used as the compensation torque for suppressing the vibration. It is supposed to be.

また、請求項2に記載の電気自動車用インバータの制御装置は、
電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御装置であって、
前記制振トルク指令生成部は、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算する加速度演算部と、
前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力する制振制御部と、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求める速度演算部と、
前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力する速度制御部と、を備え、
パーキングロック解除時は、前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとし、パーキングロック解除時以外は、前記制振制御部から出力される制振補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴としている。
Further, the control device for the inverter for an electric vehicle according to claim 2 is
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control device for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The vibration damping torque command generation unit is
An acceleration calculation unit that calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
A vibration damping control unit that calculates and outputs vibration damping compensation torque by filtering specific frequency components from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, and
A speed calculation unit that obtains the motor angular velocity by differentiating the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
It is provided with a speed control unit that outputs parking compensation torque by performing proportional control with speed 0 as a target value with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit.
When the parking lock is released, the parking compensation torque output from the speed control unit is used as the compensation torque for suppressing the vibration, and the vibration damping compensation torque output from the vibration suppression control unit is used except when the parking lock is released. Is a compensation torque for suppressing the vibration.

また、請求項3に記載の電気自動車用インバータの制御方法は、
電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御方法であって、
前記制振トルク指令生成部に設けた加速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算し、
前記制振トルク指令生成部に設けた制振制御部が、前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力し、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求め、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度制御部が、前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力し、
パーキングロック解除時に、前記制振トルク指令生成部は、前記制振制御部から出力される制振補償トルクと前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを加算したトルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴としている。
Further, the control method for the inverter for an electric vehicle according to claim 3 is as follows.
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control method for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The acceleration calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor.
The vibration damping control unit provided in the vibration damping torque command generation unit filters the specific frequency component from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, calculates the vibration damping compensation torque, and outputs it.
The speed calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit detects the electric angle of the motor and differentiates the acquired detected motor phase to obtain the motor angular velocity.
The speed control unit provided in the vibration damping torque command generation unit performs proportional control with the speed 0 as the target value with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit, and outputs the parking compensation torque.
When the parking lock is released, the vibration damping torque command generation unit suppresses the vibration by adding the vibration damping compensation torque output from the vibration damping control unit and the parking compensation torque output from the speed control unit. It is characterized by the compensation torque for the purpose.

また、請求項4に記載の電気自動車用インバータの制御方法は、
電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御方法であって、
前記制振トルク指令生成部に設けた加速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算し、
前記制振トルク指令生成部に設けた制振制御部が、前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力し、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求め、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度制御部が、前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力し、
パーキングロック解除時は、前記制振トルク指令生成部が、前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとし、パーキングロック解除時以外は、前記制振トルク指令生成部が、前記制振制御部から出力される制振補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴としている。
Further, the control method for the inverter for an electric vehicle according to claim 4 is as follows.
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control method for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The acceleration calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor.
The vibration damping control unit provided in the vibration damping torque command generation unit filters the specific frequency component from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, calculates the vibration damping compensation torque, and outputs it.
The speed calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit detects the electric angle of the motor and differentiates the acquired detected motor phase to obtain the motor angular velocity.
The speed control unit provided in the vibration damping torque command generation unit performs proportional control with the speed 0 as the target value with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit, and outputs the parking compensation torque.
When the parking lock is released, the vibration damping torque command generation unit uses the parking compensation torque output from the speed control unit as the compensation torque for suppressing the vibration, and the vibration damping torque is used except when the parking lock is released. The command generation unit is characterized in that the vibration damping compensation torque output from the vibration damping control unit is used as the compensation torque for suppressing the vibration.

本発明によれば、速度0を目標値とする比例制御を行って出力される速度制御部のパーキング補償トルクを用いているので、パーキングロック解除時に生じる衝撃を、全周波数域に対して抑制することができる。このため、振動がより抑制されて電気自動車の乗り心地が改善される。 According to the present invention, since the parking compensation torque of the speed control unit output by performing proportional control with the speed 0 as the target value is used, the impact generated when the parking lock is released is suppressed for the entire frequency range. be able to. Therefore, the vibration is further suppressed and the ride quality of the electric vehicle is improved.

本発明の実施例1における制振トルク指令生成部の構成図。The block diagram of the vibration damping torque command generation part in Example 1 of this invention. 図1の速度制御部の詳細を示す構成図。The block diagram which shows the detail of the speed control part of FIG. パーキングロック解除時のシミュレーションに用いるモデルを表し、(a)は制振制御からトルク発生までのブロック図、(b)は車両慣性系のブロック図。The model used for the simulation when the parking lock is released is shown, (a) is a block diagram from vibration suppression control to torque generation, and (b) is a block diagram of the vehicle inertial system. パーキングロック解除直後のシミュレーション結果を表し、(a)は駆動トルクの波形図、(b)は制振トルク指令の波形図。The simulation result immediately after the parking lock is released is shown, (a) is a waveform diagram of the drive torque, and (b) is a waveform diagram of the vibration damping torque command. パーキングロック解除後の定常状態のシミュレーション結果を表し、(a)は駆動トルクの波形図、(b)は制振トルク指令の波形図。The simulation result of the steady state after the parking lock is released is shown, (a) is a waveform diagram of the drive torque, and (b) is a waveform diagram of the vibration damping torque command. 本発明の実施例2における制振トルク指令生成部の構成図。The block diagram of the vibration damping torque command generation part in Example 2 of this invention. 特許文献2に記載の電気自動車の全体構成図。The overall block diagram of the electric vehicle described in Patent Document 2. 従来の制振制御システムの一例を示す構成図。The block diagram which shows an example of the conventional vibration damping control system. 図8の制振制御部の詳細を示す構成図。The block diagram which shows the detail of the vibration damping control part of FIG.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。本発明では、トルクがもたらす車体の衝撃と共振への対策として、検出モータ速度に基いて速度制御を行って補償トルクを算出することで、トルク指令を補償する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. In the present invention, as a countermeasure against the impact and resonance of the vehicle body caused by torque, the torque command is compensated by performing speed control based on the detected motor speed and calculating the compensation torque.

図1、図2は、例えば図7の電気自動車に適用される、実施例1(提案法)による制振制御システム(本発明の制振トルク指令生成部)の構成を表し、図8、図9の従来法のシステム構成と同一部分は同一符号をもって示している。 1 and 2 show the configuration of the vibration damping control system (vibration damping torque command generation unit of the present invention) according to the first embodiment (proposal method), which is applied to the electric vehicle of FIG. 7, for example. The same parts as the system configuration of the conventional method of 9 are indicated by the same reference numerals.

図1のシステムには、従来法のシステムと同様にトルク指令T*と検出モータ位相θが入力される。トルク指令T*は従来法と同じく上位(例えば図7の車両制御装置1)で決められる任意のトルク指令である。検出モータ位相θはモータ4に備え付けられているエンコーダによって検出し、加速度演算部51と速度演算部53に入力される。 The torque command T * and the detection motor phase θ are input to the system of FIG. 1 as in the conventional system. The torque command T * is an arbitrary torque command determined by a higher level (for example, the vehicle control device 1 in FIG. 7) as in the conventional method. The detection motor phase θ is detected by the encoder provided in the motor 4 and input to the acceleration calculation unit 51 and the speed calculation unit 53.

加速度演算部51は従来法と同様に、検出モータ位相θを微分して検出速度ωdet=dθ/dtを求め、さらにこれを微分した検出加速度dωdet/dtを出力する。 Similar to the conventional method, the acceleration calculation unit 51 differentiates the detection motor phase θ to obtain the detection speed ωdet = dθ / dt, and further outputs the differentiated detection acceleration dωdet / dt.

制振制御部52は、従来法と同様に、加速度演算部51から出力される検出加速度dωdet/dtを基に、車両の共振に関係する特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクTvを演算して出力する。 Similar to the conventional method, the vibration damping control unit 52 calculates the vibration damping compensation torque Tv by filtering the specific frequency component related to the resonance of the vehicle based on the detected acceleration dωdet / dt output from the acceleration calculation unit 51. And output.

速度演算部53は、検出モータ位相θを微分演算することでモータ角速度ωdetを出力する。 The speed calculation unit 53 outputs the motor angular velocity ωdet by differentially calculating the detected motor phase θ.

速度制御部54は、速度演算部53で演算されたモータ角速度ωdetを基に、速度0を目標値(速度指令ωref=0)とする比例制御(Proportional control;以下、P制御と称することもある)を行ってパーキング補償トルクTpを出力する。 The speed control unit 54 is proportional control (Proportional control) in which the speed 0 is set as a target value (speed command ωref = 0) based on the motor angular velocity ωdet calculated by the speed calculation unit 53; hereinafter, it may be referred to as P control. ) To output the parking compensation torque Tp.

55は、速度制御部54から出力されるパーキング補償トルクTpと0値とを切り替えるパーキング切替スイッチであり、パーキングロック解除時のみON側(Tp側)とされ、それ以外はOFF側(0値側)とされる。 Reference numeral 55 denotes a parking changeover switch that switches between the parking compensation torque Tp output from the speed control unit 54 and the 0 value, and is set to the ON side (Tp side) only when the parking lock is released, and is set to the OFF side (0 value side) otherwise. ).

56は、制振制御部52から出力される制振補償トルクTvと、パーキング切替スイッチ55で切り替えられたトルク値(パーキング補償トルクTp又は0値)を加算する加算器である。 Reference numeral 56 denotes an adder that adds the vibration damping compensation torque Tv output from the vibration damping control unit 52 and the torque value (parking compensation torque Tp or 0 value) switched by the parking changeover switch 55.

加算器56の加算出力は補償トルクTc(本発明の、振動を抑制するための補償トルク)とされる。 The additional output of the adder 56 is a compensation torque Tc (compensation torque for suppressing vibration of the present invention).

前記パーキング切替スイッチ55がONの場合(パーキングロック解除時)は、制振補償トルクTvと、モータ角速度を基にP制御を行って求めたパーキング補償トルクTpとを加算したトルク値が補償トルクTcとなり、パーキング切替スイッチ55がOFFの場合(パーキングロック解除以外の場合)は、制振補償トルクTvと0値とを加算したトルク値が補償トルクTcとなる。 When the parking changeover switch 55 is ON (when the parking lock is released), the torque value obtained by adding the vibration damping compensation torque Tv and the parking compensation torque Tp obtained by performing P control based on the motor angular velocity is the compensation torque Tc. When the parking changeover switch 55 is OFF (other than when the parking lock is released), the torque value obtained by adding the vibration damping compensation torque Tv and the 0 value is the compensation torque Tc.

前記補償トルクTcは、減算器57においてトルク指令T*から減算される。減算器57の減算結果(偏差出力)は制振トルク指令T**として、例えば図7の電流指令演算部34に出力される。 The compensation torque Tc is subtracted from the torque command T * in the subtractor 57. The subtraction result (deviation output) of the subtractor 57 is output as a vibration damping torque command T ** to, for example, the current command calculation unit 34 in FIG. 7.

前記速度制御部54の具体的な構成の一例は図2となる。図2において、設定した速度指令ωrefと検出角速度(モータ角速度)ωdetの偏差をとる減算器58と、減算器58の偏差出力に比例ゲインKpを乗算するゲイン乗算器59とを備え、検出角速度ωdetに対して速度0を目標値とするP制御を行ってパーキング補償トルクTpを出力するように構成されている。 FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the speed control unit 54. In FIG. 2, a subtractor 58 for taking a deviation between a set speed command ωref and a detected angular velocity (motor angular velocity) ωdet, and a gain multiplier 59 for multiplying the deviation output of the subtractor 58 by a proportional gain Kp are provided, and the detected angular velocity ωdet is provided. It is configured to output parking compensation torque Tp by performing P control with a speed of 0 as a target value.

速度制御部54は、図2のように速度指令ωrefと検出角速度ωdetを入力とするが、パーキングロック解除時はモータが回転しないことが望ましいため、速度指令ωrefは0で固定される。 The speed control unit 54 inputs the speed command ωref and the detection angular velocity ωdet as shown in FIG. 2, but since it is desirable that the motor does not rotate when the parking lock is released, the speed command ωref is fixed at 0.

速度制御はP制御によって行われ、このときの比例ゲインはKpである。比例ゲインKpの値については、車両の重量やモータの性能などに合わせて、0以上の適切な値を設定する。P制御の演算結果がパーキング補償トルクTpとして、速度制御部54から出力され、図1に示すようにパーキング切替スイッチ55に入力される。 The speed control is performed by P control, and the proportional gain at this time is Kp. For the value of the proportional gain Kp, set an appropriate value of 0 or more according to the weight of the vehicle, the performance of the motor, and the like. The calculation result of the P control is output as the parking compensation torque Tp from the speed control unit 54, and is input to the parking changeover switch 55 as shown in FIG.

従来法の制振制御は共振成分の抑制効果は高いが、バンドパスフィルタで共振成分の抽出を行うため共振成分以外の抑制には不向きである。よって、パーキング時に自重(自動車に作用する重力)により蓄積したドライブシャフトのねじれがパーキングロック解除によって解放される際生じるステップ状のトルク、つまり多周波数成分を含むトルクについて、すべての衝撃を抑制することはできない。 Although the vibration damping control of the conventional method has a high effect of suppressing the resonance component, it is not suitable for suppressing other than the resonance component because the resonance component is extracted by the bandpass filter. Therefore, all impacts are suppressed for the stepped torque generated when the twist of the drive shaft accumulated by its own weight (gravity acting on the automobile) during parking is released by releasing the parking lock, that is, the torque including the multi-frequency component. Can't.

これを受けて本実施例による方式(以下、提案法と称することもある)においては、従来法で抽出できない周波数を抑制するために、図1に示すように、パーキングロック解除時に限り、トルク指令T*と検出モータ位相θという従来法と同じ入力を用いて、速度0を目標値とする速度制御を行うように構成したので、パーキングロック解除時の衝撃を全域の周波数に対して抑制することができる。 In response to this, in the method according to the present embodiment (hereinafter, also referred to as the proposed method), in order to suppress the frequency that cannot be extracted by the conventional method, as shown in FIG. 1, the torque command is given only when the parking lock is released. Since the speed control is configured to set the speed 0 as the target value using the same inputs as the conventional method of T * and the detection motor phase θ, the impact at the time of releasing the parking lock is suppressed for all frequencies. Can be done.

従来法と提案法について、以下で制御性能を確認する。 The control performance of the conventional method and the proposed method will be confirmed below.

制振制御をしなかった場合、従来法である制振制御を行った場合、提案法である制振制御とP制御による速度制御を行った場合の3種類について、パーキングロック解除時のシミュレーション結果を図4に示し、パーキングロック解除後の定常状態のシミュレーション結果を図5に示す。このシミュレーションでは、図3(a),(b)に示すブロック図のモデルを用いた。 Simulation results when the parking lock is released for the three types of vibration control control, the conventional method of vibration control, and the proposed method of vibration control and speed control by P control. Is shown in FIG. 4, and the simulation result of the steady state after the parking lock is released is shown in FIG. In this simulation, the block diagram model shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b) was used.

図3(a)は、制振トルク指令T**をインバータの電流制御系に入力し、インバータで行う電流制御を経てモータトルクTMとして出力されるまでを示すブロック図である。 FIG. 3A is a block diagram showing the input of the vibration damping torque command T ** to the current control system of the inverter, the current control performed by the inverter, and the output as the motor torque TM.

図3(b)は車両慣性系のブロック図を示しており、各部の定義は次のとおりである。Jmはモータの慣性モーメント、Jtはタイヤの慣性モーメント、Wcは車両の質量、Rtはタイヤ径、Gはギア比、Kdはドライブシャフトの弾性係数、Krはタイヤと路面の摩擦係数、ωmはモータ角速度、ωtはタイヤ角速度、Vcは車体速度、TMはモータトルク、Tdはドライブシャフトの駆動トルク、θdはドライブシャフトのねじれ角、Fcは車体駆動力、Fdistは車体への外乱、sはラプラス演算子を表している。 FIG. 3B shows a block diagram of the vehicle inertial system, and the definitions of each part are as follows. Jm is the moment of inertia of the motor, Jt is the moment of inertia of the tire, Wc is the mass of the vehicle, Rt is the tire diameter, G is the gear ratio, Kd is the elastic coefficient of the drive shaft, Kr is the friction coefficient between the tire and the road surface, and ωm is the motor. Angular velocity, ωt is tire angular velocity, Vc is vehicle body speed, TM is motor torque, Td is drive shaft drive torque, θd is drive shaft torsion angle, Fc is vehicle body driving force, Fdist is disturbance to vehicle body, s is Laplace calculation Represents a child.

図3(a)の入力にあたる制振トルク指令T**は従来法と提案法の各システム出力であり、もし制振制御を行わないとすれば、従来法と提案法の入力に相当する上位からのトルク指令T*がT**に該当する。ここでは、制振トルク指令T**が制御時間と電流制御の時定数だけ遅れる以外は変化することなくモータトルクTMとなり慣性系に与えられる理想的なトルク制御を想定している。 The vibration damping torque command T ** , which is the input of FIG. 3A, is the system output of the conventional method and the proposed method. The torque command T * from is corresponding to T ** . Here, it is assumed that the vibration damping torque command T ** becomes the motor torque TM without changing except that the control time and the time constant of the current control are delayed, and the ideal torque control given to the inertial system is assumed.

図3のブロック図に示されるモデルを用いたシミュレーションにおける、パーキングロック解除手順は以下のようになる。 The parking lock release procedure in the simulation using the model shown in the block diagram of FIG. 3 is as follows.

(1)常に車体に対し、自重(自動車に作用する重力)の坂道方向成分に相当する外乱Fdistが入る状態にして、坂道での停車を模擬する。また、運転開始前を想定し制御システムへの入力のトルク指令T*は常に0で保つ。 (1) Simulate a stop on a slope by always putting a disturbance Fdist corresponding to the slope direction component of its own weight (gravity acting on the vehicle) into the vehicle body. Also, assuming before the start of operation, the torque command T * input to the control system is always kept at 0.

(2)タイヤ角速度ωtを演算する積分部(1/Jtsのブロック)及びモータ角速度ωmを演算する積分部(1/Jmsのブロック)を初期値0にリセットし続けて、フットブレーキ、シフトブレーキともにかかった状態を模擬する。 (2) Continue to reset the integrator (1 / Jts block) that calculates the tire angular velocity ωt and the integrator (1 / Jms block) that calculates the motor angular velocity ωm to the initial value 0, and both the foot brake and the shift brake. Simulate the applied state.

(3)タイヤ角速度ωtの積分部のリセットのみ止めてωtが値を持つようにし、フットブレーキを離し、シフトブレーキのみかかった状態を模擬する。このとき自重を模擬した外乱Fdistによってドライブシャフトにねじりが発生する。 (3) Only the reset of the integral part of the tire angular velocity ωt is stopped so that ωt has a value, the foot brake is released, and the state where only the shift brake is applied is simulated. At this time, the drive shaft is twisted by the disturbance Fdist that simulates its own weight.

(4)タイヤ角速度ωtを再びリセットし続ける状態にして、再度フットブレーキ、シフトブレーキがかかった状態にする。このとき、ドライブシャフトのねじれはωtのリセットを再開する直前のねじれ量で固定される。 (4) The tire angular velocity ωt is continuously reset, and the foot brake and shift brake are applied again. At this time, the twist of the drive shaft is fixed by the twist amount immediately before restarting the reset of ωt.

(5)モータ角速度ωmのリセットのみ止めてωmが値を持つようにし、フットブレーキがかかり、シフトブレーキが解除された状態、つまりパーキングロック解除を模擬する。この際、ドライブシャフトのねじれが解放され、トルクが発生する。 (5) Only the reset of the motor angular velocity ωm is stopped so that ωm has a value, and the state where the foot brake is applied and the shift brake is released, that is, the parking lock release is simulated. At this time, the twist of the drive shaft is released and torque is generated.

パーキングロック解除時の制御性能については、人間の感じる乗り心地を確認するため、本来は車体前後運動の加速度を観測することが望ましいが、この手順では(5)のパーキングロック解除時にタイヤ角速度ωtは0にリセットされ続けるため、ドライブシャフトに生じたトルクが車体加速度まで伝わらず、加速度を観測しても制御性能を比較することができない。 Regarding the control performance when the parking lock is released, it is originally desirable to observe the acceleration of the vehicle body back and forth movement in order to confirm the ride comfort felt by humans, but in this procedure, the tire angular velocity ωt is set when the parking lock is released in (5). Since it is continuously reset to 0, the torque generated in the drive shaft is not transmitted to the vehicle body acceleration, and the control performance cannot be compared even if the acceleration is observed.

そこで、実車の車体加速度の変化量の大小とドライブシャフトの駆動トルクTdの変化量の大小は対応するものと考え、図4では駆動トルクTdを観測している。つまり、駆動トルクTdの変化量が小さいほど乗り心地がよいと想定した。 Therefore, it is considered that the magnitude of the change in the vehicle body acceleration of the actual vehicle corresponds to the magnitude of the change in the drive torque Td of the drive shaft, and the drive torque Td is observed in FIG. That is, it is assumed that the smaller the amount of change in the drive torque Td, the better the ride quality.

図4(a),図5(a)は駆動トルクTdを表し、図4(b),図5(b)は制振トルク指令T**を表している。図4、図5の各図において、破線は制振制御なしの場合の波形、一点鎖線は従来法である制振制御を行った場合の波形、実線は提案法である制振制御とP制御による速度制御を行った場合の波形を各々示している。 4 (a) and 5 (a) represent the drive torque Td, and FIGS. 4 (b) and 5 (b) represent the vibration damping torque command T ** . In each of FIGS. 4 and 5, the broken line is the waveform without vibration damping control, the alternate long and short dash line is the waveform with vibration damping control, which is the conventional method, and the solid line is the vibration damping control and P control, which is the proposed method. The waveforms when the speed is controlled by the above are shown.

図4のシミュレーション結果では、ドライブシャフトのねじりを生じさせる過程を省略しパーキングロック解除時のみをピックアップしている。図4(a)の駆動トルクTdのグラフに示される通り、制振制御なし(破線)ではパーキングロック解除時の衝撃で持続的な共振が発生している。 In the simulation result of FIG. 4, the process of causing the drive shaft to be twisted is omitted, and only when the parking lock is released is picked up. As shown in the graph of the drive torque Td in FIG. 4A, continuous resonance occurs due to the impact when the parking lock is released without the vibration damping control (broken line).

これに対して従来法の制振制御(一点鎖線)ではこの共振を抑えられている。しかし、パーキングロック解除直後についてだけは制振制御なし時の半分ほどのピークでトルクが生じている。これは、ステップ状の衝撃(多周波数成分を含む衝撃)に対し共振成分付近だけを抑制したため発生したものである。 On the other hand, this resonance is suppressed by the conventional vibration damping control (dashed line). However, only immediately after the parking lock is released, torque is generated at a peak of about half of that without vibration damping control. This is because the step-like impact (impact including a multi-frequency component) is suppressed only in the vicinity of the resonance component.

これに対し提案法の制振制御+P制御(実線)では、共振成分以外も抑制したため、持続的な共振を抑えるだけでなく始めのトルクも抑制し正方向へオーバーシュートすることなく0へと収束させている。図4(b)の制振トルク指令T**を見ると、提案法では従来法に比べてパーキングロック解除時のトルク指令が大きくなっており、これによってパーキングロック解除直後の衝撃を抑えていることがわかる。 On the other hand, in the proposed method of vibration suppression control + P control (solid line), since other than the resonance component is suppressed, not only the continuous resonance is suppressed but also the initial torque is suppressed and it converges to 0 without overshooting in the positive direction. I'm letting you. Looking at the vibration damping torque command T ** in FIG. 4B, the proposed method has a larger torque command when the parking lock is released than in the conventional method, which suppresses the impact immediately after the parking lock is released. You can see that.

また、従来法の制振制御では、図4の3.6秒付近で僅かに駆動トルクが発生している。これについては、パーキングロック解除から時間がたった後の定常状態を示す図5からわかるように、従来法では共振が落ち着いた後も制振制御が僅かなトルクを指令しているため、シャフトがバックラッシュ内で回転し続け、最後にはバックラッシュを抜けることによって駆動トルクが生じ、その駆動トルクを制振制御で抑制するということを繰り返している。つまり従来法では指令に残留トルクを生じる。この残留トルクについても、提案法では生じていない。 Further, in the vibration damping control of the conventional method, a slight drive torque is generated around 3.6 seconds in FIG. Regarding this, as can be seen from FIG. 5, which shows the steady state after a lapse of time from the release of the parking lock, in the conventional method, the shaft backs up because the vibration damping control commands a small torque even after the resonance has settled down. It keeps rotating in the rush, and finally the drive torque is generated by passing through the backlash, and the drive torque is suppressed by vibration damping control repeatedly. That is, in the conventional method, a residual torque is generated in the command. This residual torque also does not occur in the proposed method.

ここまで、パーキングロック解除状態の運転性能を考えてきたが、ここでモータが回転する通常走行についても検討する。従来法は、発生した共振を抑制するのみで、長期的にトルク指令を妨げることがなく、通常走行にも用いることができる制御システムである。 Up to this point, we have considered the operating performance in the parking lock release state, but here we will also consider normal driving in which the motor rotates. The conventional method is a control system that can be used for normal driving only by suppressing the generated resonance without interfering with the torque command for a long period of time.

これに対して提案法を通常走行で利用した場合、速度制御部54は速度0を目標値としたP制御であるため、モータ角速度が何らかの値になるように制御している通常走行時の入力トルク指令T*について、常にそれを妨げるような補償トルクを生じてしまう。よって提案法の速度制御は通常走行には適さず、提案法を利用する場合はパーキングロック解除時のみ用いられるようにパーキング切替スイッチ55で切り替えを行う。 On the other hand, when the proposed method is used in normal driving, since the speed control unit 54 is P control with speed 0 as the target value, the input during normal driving in which the motor angular velocity is controlled to be some value. With respect to the torque command T * , a compensating torque that hinders it is always generated. Therefore, the speed control of the proposed method is not suitable for normal driving, and when the proposed method is used, the speed is switched by the parking changeover switch 55 so that it is used only when the parking lock is released.

以上のように本実施例1によれば、速度制御部54によって、全域の周波数に対する速度制御を行っているため、パーキングロック解除時に生じるトルクのステップ状の衝撃を、正方向へのオーバーシュートなく抑制することができる。よって、振動がより抑制されて、電気自動車の乗り心地を改善することができる。 As described above, according to the first embodiment, since the speed control unit 54 controls the speed for all frequencies, the step-like impact of the torque generated when the parking lock is released is not overshooted in the positive direction. It can be suppressed. Therefore, the vibration is further suppressed, and the riding comfort of the electric vehicle can be improved.

実施例1の図1では、振動を抑制するための補償トルクTcを、制振補償トルクTvのみとするか、又は制振補償トルクTvとパーキング補償トルクTpを加算したトルクとするかを、パーキング切替スイッチ55で切り替えるように構成していた。 In FIG. 1 of the first embodiment, parking is determined whether the compensation torque Tc for suppressing vibration is only the vibration damping compensation torque Tv or the torque obtained by adding the vibration damping compensation torque Tv and the parking compensation torque Tp. It was configured to be switched by the changeover switch 55.

しかし、速度制御部54から出力されるパーキング補償トルクTpは全域の周波数成分の衝撃トルクを抑制するため、制振補償トルクTvを用いなくともパーキングロック解除時の衝撃を抑えるある程度の効果は得られる。 However, since the parking compensation torque Tp output from the speed control unit 54 suppresses the impact torque of the frequency component in the entire range, a certain effect of suppressing the impact at the time of releasing the parking lock can be obtained without using the vibration damping compensation torque Tv. ..

そこで本実施例2では、制振制御システム(制振トルク指令生成部)を図6のように構成した。図6において図1と同一部分は同一符号をもって示している。図6において図1と異なる点は、図1の加算器56を除去し、パーキング切替スイッチ55は、制振制御部52の制振補償トルクTvと速度制御部54のパーキング補償トルクTpを切り替えるスイッチとし、パーキングロック解除時のみON側(Tp側)とされ、それ以外はOFF側(Tv側)とされるように構成した点にあり、その他の部分は図1と同様に構成されている。 Therefore, in the second embodiment, the vibration damping control system (vibration damping torque command generation unit) is configured as shown in FIG. In FIG. 6, the same parts as those in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals. The difference from FIG. 1 in FIG. 6 is that the adder 56 in FIG. 1 is removed, and the parking changeover switch 55 switches between the vibration damping compensation torque Tv of the vibration damping control unit 52 and the parking compensation torque Tp of the speed control unit 54. The point is that it is set to the ON side (Tp side) only when the parking lock is released, and is set to the OFF side (Tv side) otherwise, and the other parts are configured in the same manner as in FIG.

本実施例2ではパーキング切替スイッチ55で切り替えられたトルク(Tv又はTp)が、振動を抑制するための補償トルクTcとされる。 In the second embodiment, the torque (Tv or Tp) switched by the parking changeover switch 55 is used as the compensation torque Tc for suppressing the vibration.

本実施例2によれば、パーキングロック解除時に、制振補償トルクTvを加算することなく、速度制御部54で求めたパーキング補償トルクTpを用いることにより、衝撃を全周波数域において抑制することができる。 According to the second embodiment, when the parking lock is released, the impact can be suppressed in the entire frequency range by using the parking compensation torque Tp obtained by the speed control unit 54 without adding the vibration damping compensation torque Tv. can.

4…モータ
5…レゾルバセンサ
6…トランスミッション
7…駆動輪
8…バッテリ
34…電流指令演算部
35…インバータ
51…加速度演算部
52…制振制御部
53…速度演算部
54…速度制御部
55…パーキング切替スイッチ
56…加算器
57、58…減算器
59、62…ゲイン乗算器
61…バンドパスフィルタ
4 ... Motor 5 ... Resolver sensor 6 ... Transmission 7 ... Drive wheel 8 ... Battery 34 ... Current command calculation unit 35 ... Inverter 51 ... Acceleration calculation unit 52 ... Vibration suppression control unit 53 ... Speed calculation unit 54 ... Speed control unit 55 ... Parking Changeover switch 56 ... Adder 57, 58 ... Subtractor 59, 62 ... Gain multiplier 61 ... Band path filter

Claims (4)

電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御装置であって、
前記制振トルク指令生成部は、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算する加速度演算部と、
前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力する制振制御部と、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求める速度演算部と、
前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力する速度制御部と、を備え、
パーキングロック解除時に、前記制振制御部から出力される制振補償トルクと前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを加算したトルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴とした電気自動車用インバータの制御装置。
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control device for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The vibration damping torque command generation unit is
An acceleration calculation unit that calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
A vibration damping control unit that calculates and outputs vibration damping compensation torque by filtering specific frequency components from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, and
A speed calculation unit that obtains the motor angular velocity by differentiating the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
It is provided with a speed control unit that performs proportional control with a speed of 0 as a target value and outputs a parking compensation torque with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit.
When the parking lock is released, the torque obtained by adding the vibration damping compensation torque output from the vibration damping control unit and the parking compensation torque output from the speed control unit is used as the compensation torque for suppressing the vibration. The control device for the inverter for electric vehicles.
電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御装置であって、
前記制振トルク指令生成部は、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算する加速度演算部と、
前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力する制振制御部と、
前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求める速度演算部と、
前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力する速度制御部と、を備え、
パーキングロック解除時は、前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとし、パーキングロック解除時以外は、前記制振制御部から出力される制振補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴とした電気自動車用インバータの制御装置。
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control device for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The vibration damping torque command generation unit is
An acceleration calculation unit that calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
A vibration damping control unit that calculates and outputs vibration damping compensation torque by filtering specific frequency components from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, and
A speed calculation unit that obtains the motor angular velocity by differentiating the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor, and
It is provided with a speed control unit that outputs parking compensation torque by performing proportional control with speed 0 as a target value with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit.
When the parking lock is released, the parking compensation torque output from the speed control unit is used as the compensation torque for suppressing the vibration, and the vibration suppression compensation torque output from the vibration suppression control unit is used except when the parking lock is released. Is a control device for an inverter for an electric vehicle, characterized in that the compensating torque for suppressing the vibration is used.
電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御方法であって、
前記制振トルク指令生成部に設けた加速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算し、
前記制振トルク指令生成部に設けた制振制御部が、前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力し、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求め、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度制御部が、前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力し、
パーキングロック解除時に、前記制振トルク指令生成部は、前記制振制御部から出力される制振補償トルクと前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを加算したトルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴とした電気自動車用インバータの制御方法。
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control method for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The acceleration calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor.
The vibration damping control unit provided in the vibration damping torque command generation unit filters the specific frequency component from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, calculates the vibration damping compensation torque, and outputs it.
The speed calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit detects the electric angle of the motor and differentiates the acquired detected motor phase to obtain the motor angular velocity.
The speed control unit provided in the vibration damping torque command generation unit performs proportional control with the speed 0 as the target value with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit, and outputs the parking compensation torque.
When the parking lock is released, the vibration damping torque command generation unit suppresses the vibration by adding the vibration damping compensation torque output from the vibration damping control unit and the parking compensation torque output from the speed control unit. A control method for an inverter for an electric vehicle, which is characterized by a compensating torque for the purpose.
電気自動車のタイヤを回転させるモータのトルク指令と、振動を抑制するための補償トルクとの偏差をとって制振トルク指令を求める制振トルク指令生成部と、
前記制振トルク指令生成部によって求められた制振トルク指令に基づいてdq軸変換および2相/3相変換を含む処理を行って制御電圧を演算する電流指令演算部と、
前記電流指令演算部で演算された制御電圧に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して前記モータに供給するインバータと、を備えた電気自動車用インバータの制御方法であって、
前記制振トルク指令生成部に設けた加速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相から検出加速度を演算し、
前記制振トルク指令生成部に設けた制振制御部が、前記加速度演算部で演算された検出加速度から特定周波数成分をフィルタリングして制振補償トルクを演算して出力し、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度演算部が、前記モータの電気角を検出して取得した検出モータ位相を微分してモータ角速度を求め、
前記制振トルク指令生成部に設けた速度制御部が、前記速度演算部で求められたモータ角速度に対して速度0を目標値とする比例制御を行ってパーキング補償トルクを出力し、
パーキングロック解除時は、前記制振トルク指令生成部が、前記速度制御部から出力されるパーキング補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとし、パーキングロック解除時以外は、前記制振トルク指令生成部が、前記制振制御部から出力される制振補償トルクを、前記振動を抑制するための補償トルクとすることを特徴とした電気自動車用インバータの制御方法。
A vibration damping torque command generator that obtains a vibration damping torque command by taking the deviation between the torque command of the motor that rotates the tires of an electric vehicle and the compensation torque for suppressing vibration.
A current command calculation unit that calculates the control voltage by performing processing including dq-axis conversion and 2-phase / 3-phase conversion based on the vibration suppression torque command obtained by the vibration damping torque command generation unit.
A control method for an electric vehicle inverter including an inverter that converts a DC voltage into an AC voltage based on a control voltage calculated by the current command calculation unit and supplies the DC voltage to the motor.
The acceleration calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit calculates the detected acceleration from the detected motor phase obtained by detecting the electric angle of the motor.
The vibration damping control unit provided in the vibration damping torque command generation unit filters the specific frequency component from the detected acceleration calculated by the acceleration calculation unit, calculates the vibration damping compensation torque, and outputs it.
The speed calculation unit provided in the vibration damping torque command generation unit detects the electric angle of the motor and differentiates the acquired detected motor phase to obtain the motor angular velocity.
The speed control unit provided in the vibration damping torque command generation unit performs proportional control with the speed 0 as the target value with respect to the motor angular velocity obtained by the speed calculation unit, and outputs the parking compensation torque.
When the parking lock is released, the vibration damping torque command generation unit uses the parking compensation torque output from the speed control unit as the compensation torque for suppressing the vibration, and the vibration damping torque is used except when the parking lock is released. A control method for an electric vehicle inverter, wherein the command generation unit uses the vibration damping compensation torque output from the vibration damping control unit as the compensation torque for suppressing the vibration.
JP2018170168A 2018-09-12 2018-09-12 Control device and control method for inverters for electric vehicles Active JP7035926B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018170168A JP7035926B2 (en) 2018-09-12 2018-09-12 Control device and control method for inverters for electric vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018170168A JP7035926B2 (en) 2018-09-12 2018-09-12 Control device and control method for inverters for electric vehicles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020043700A JP2020043700A (en) 2020-03-19
JP7035926B2 true JP7035926B2 (en) 2022-03-15

Family

ID=69798921

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018170168A Active JP7035926B2 (en) 2018-09-12 2018-09-12 Control device and control method for inverters for electric vehicles

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7035926B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111845375B (en) * 2020-07-08 2022-08-09 博格华纳驱动系统(苏州)有限公司 Zero-rotation-speed control method for single-pedal accelerator parking motor
JP6977849B1 (en) * 2020-09-30 2021-12-08 株式会社明電舎 Vibration suppression control device and vibration suppression control method for vehicle system

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014057910A1 (en) 2012-10-09 2014-04-17 日産自動車株式会社 Motor control device for electric vehicle and motor control method for electric vehicle
JP2014072948A (en) 2012-09-28 2014-04-21 Mitsubishi Electric Corp Vehicle resonance suppression control device
WO2016104427A1 (en) 2014-12-26 2016-06-30 日本精工株式会社 Electric power steering device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014072948A (en) 2012-09-28 2014-04-21 Mitsubishi Electric Corp Vehicle resonance suppression control device
WO2014057910A1 (en) 2012-10-09 2014-04-17 日産自動車株式会社 Motor control device for electric vehicle and motor control method for electric vehicle
WO2016104427A1 (en) 2014-12-26 2016-06-30 日本精工株式会社 Electric power steering device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020043700A (en) 2020-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6107928B2 (en) Electric power steering device
JP4468415B2 (en) Electric power steering control device
CN109070763B (en) Method for controlling electric vehicle and device for controlling electric vehicle
JP5862436B2 (en) Control device for electric vehicle
JP5414723B2 (en) Vehicle motor control device
JP6342747B2 (en) Control device for rotating electrical machine
WO2016021696A1 (en) Control device for rotating electrical machine
JPWO2014136516A1 (en) Electric power steering device
JP2018039346A (en) Vehicle turn control device
JP6090260B2 (en) Rotating electrical machine control device
JP7035926B2 (en) Control device and control method for inverters for electric vehicles
JP6102862B2 (en) Rotating electrical machine control device
JP5850171B2 (en) Electric vehicle control device and electric vehicle control method
JP6191777B2 (en) Electric vehicle control device and electric vehicle control method
JP6266652B2 (en) Traction control device and traction control method
JP2015043669A (en) Motor vibration damping controller for electric vehicle
JP5724207B2 (en) Control device for electric motor in electric vehicle
JP4419624B2 (en) Vibration suppression control device for vehicle
JP6686658B2 (en) Electric vehicle control method and electric vehicle control device
JP6880675B2 (en) Electric vehicle control method and electric vehicle control device
JP7415772B2 (en) Electric vehicle control method and electric vehicle control device
JP5883298B2 (en) Vehicle wobble prevention device having a steering shaft
JP6299094B2 (en) Electric vehicle power generation control device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210203

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220121

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: 20220201

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220214

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7035926

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150