JP5880048B2 - Electric vehicle control method and electric vehicle control apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電気自動車に設けられるモータを制御する電動車両の制御方法、及び電動車両の制御装置に係り、特に制振特性を向上させる技術に関する。 The present invention relates to an electric vehicle control method for controlling a motor provided in an electric vehicle and an electric vehicle control device, and more particularly to a technique for improving vibration damping characteristics.
従来における電動車両の制御方法として、例えば特許第3863719号公報(特許文献1)に開示されたものが知られている。該特許文献1では、電動車両に搭載されるモータからのトルクを用いて駆動可能な電気自動車において、モータの回転速度と駆動輪の回転速度とを用いてフィードバック制御して車両の振動を抑制するものが提案されている。
As a conventional method for controlling an electric vehicle, for example, the one disclosed in Japanese Patent No. 3863719 (Patent Document 1) is known. In
この装置では、モータの回転速度を駆動輪の回転速度に相当させた相当回転速度と駆動輪の平均回転速度との回転速度偏差に所定のフィードバックゲイン(k)を乗じて補正値を演算し、モータのトルク指令から補正値を減じてモータトルクを制御することにより、演算量の少ないフィードバック制御によって車両のトルク変化などに伴う振動を抑制している。 In this apparatus, a correction value is calculated by multiplying a rotational speed deviation between an equivalent rotational speed obtained by making the rotational speed of the motor equivalent to the rotational speed of the driving wheel and the average rotational speed of the driving wheel by a predetermined feedback gain (k), By controlling the motor torque by subtracting the correction value from the motor torque command, the vibration associated with a change in the torque of the vehicle is suppressed by feedback control with a small amount of calculation.
しかしながら、上述した特許文献1に開示された従来例では、フィードバックゲイン(k)を、モータの回転速度と駆動輪の回転速度と駆動軸のねじり角度とを変数として記述される電気自動車の駆動系の運動方程式と、トルク指令から前記補正値を減じて記述されるモータの入力トルクとを用いた制御系の状態方程式における特性方程式の極が実数となるよう定めるという構成としているので、CPUの演算遅れ、回転速度検出遅れ、トルク応答遅れといったフィードバック制御系に存在する遅れ時間が大きい場合に、制御系が発散するという欠点がある。
However, in the conventional example disclosed in
また、このようなフィードバック制御系の発散を確実に防止するため、安定性の指標(ゲイン余裕等)が充分大きくなるようにフィードバックゲイン(k)を小さく設定すると、上記した特性方程式の極が実数とならず制振性能が不足してしまうという問題が発生する。 In order to reliably prevent such divergence of the feedback control system, if the feedback gain (k) is set small so that the stability index (gain margin, etc.) is sufficiently large, the poles of the above characteristic equation are real numbers. However, there arises a problem that the damping performance is insufficient.
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、フィードバック制御系の発散を確実に防止し、且つ制振性能を向上させることが可能な電動車両の制御方法及び電動車両の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to reliably prevent the feedback control system from diverging and to improve the vibration damping performance. An object of the present invention is to provide an electric vehicle control method and an electric vehicle control device.
上記目的を達成するため、本発明に係る電動車両の制御方法は、電動車両に搭載されるモータの駆動を制御する電動車両の制御方法において、各種車両情報に基づいて定常トルク目標値(Tm*)を設定する定常トルク目標値設定工程と、定常トルク目標値(Tm*)を入力とし、予め設定される入力トルクとモータ回転速度との伝達特性の理想モデルGm(s)と、モデルGc(s)と、で構成される「Gm(s)/Gc(s)」なる伝達特性を有するフィルタを通して、第1のトルク目標値(Tm*1)を設定する第1のトルク目標値設定工程を備える。更に、モータの回転速度を取得するモータ回転速度取得工程と、電動車両に搭載される駆動輪の回転速度を取得する駆動輪回転速度取得工程と、モータ回転速度を駆動輪の回転速度に相当させた相当回転速度(ωm')と、駆動輪の回転速度(ωw)との偏差を求め、この偏差にフィードバックゲイン(k)を乗じて、第2のトルク目標値(Tm*2)を設定する第2のトルク目標値設定工程と、を有する。更に、第1のトルク目標値Tm*1から第2のトルク目標値Tm*2を減じて、モータトルク指令値Tm*cとして出力するモータトルク指令値演算工程と、モータトルク指令値Tm*cに、モータの出力トルクが追従するように、モータの駆動を制御するモータトルク制御工程とを有する。そして、モデルGc(s)を、第1のトルク目標値から前記モータの回転速度までの伝達特性に設定する。 In order to achieve the above object, an electric vehicle control method according to the present invention is an electric vehicle control method for controlling driving of a motor mounted on an electric vehicle. The steady torque target value (Tm *) is based on various vehicle information. ) To set the steady torque target value setting step and the steady torque target value (Tm *), and input the ideal model Gm (s) and the model Gc ( s) and a first torque target value setting step for setting the first torque target value (Tm * 1) through a filter having a transfer characteristic of “Gm (s) / Gc (s)”. Prepare. Furthermore, a motor rotation speed acquisition step for acquiring the rotation speed of the motor, a drive wheel rotation speed acquisition step for acquiring the rotation speed of the drive wheels mounted on the electric vehicle, and the motor rotation speed corresponding to the rotation speed of the drive wheels. Then, the deviation between the equivalent rotational speed (ωm ′) and the rotational speed (ωw) of the drive wheel is obtained, and the second torque target value (Tm * 2) is set by multiplying this deviation by the feedback gain (k). A second torque target value setting step. Further, a motor torque command value calculating step of subtracting the second torque target value Tm * 2 from the first torque target value Tm * 1 and outputting the result as a motor torque command value Tm * c, and a motor torque command value Tm * c And a motor torque control step for controlling the drive of the motor so that the output torque of the motor follows. Then, the model Gc (s) is set to a transfer characteristic from the first torque target value to the rotational speed of the motor.
本発明に係る電動車両の制御方法、及び装置では、フィードバック制御の特性に応じてフィードフォワード制御系(以下、F/F制御系とする)のフィルタ特性を設定することにより、F/B制御系の発散を防止する目的でフィードバックゲイン(k)を小さく設定した場合であっても、フィードバック制御系(以下、F/B制御系とする)による制振性能の不足分を正確にF/F制御系で補償することができる。従って、高い制振性能とF/B制御系の充分な安定性を両立することが可能となる。 In the method and apparatus for controlling an electric vehicle according to the present invention, an F / B control system is set by setting a filter characteristic of a feedforward control system (hereinafter referred to as an F / F control system) in accordance with the characteristic of feedback control. Even when the feedback gain (k) is set to a small value for the purpose of preventing divergence of noise, the F / F control accurately corrects the deficiency of the damping performance by the feedback control system (hereinafter referred to as the F / B control system). Can be compensated by the system. Therefore, it is possible to achieve both high vibration damping performance and sufficient stability of the F / B control system.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態の説明]
図1は、本発明の第1実施形態に係る電動車両の制御方法が適用されるモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、このモータ駆動装置は、車両のアクセル開度を検出するアクセル開度センサ11と、モータトルク設定部12と、制振制御部13と、モータトルク制御部14と、モータ15の回転角を検出しこの検出結果に基づいて該モータ15の回転速度を求めるモータ回転角センサ(モータ回転速度取得手段)16と、電動車両の左右の駆動輪18,19にそれぞれ設けられ、各駆動輪の回転角を検出しこの検出結果に基づいて各駆動輪18,19の回転速度を求める駆動輪回転角センサ(駆動輪回転速度取得手段)20,21と、を備えている。また、モータ15の出力軸は、減速機構を備えたディファレンシャルギヤ17に連結され、該ディファレンシャルギヤを介してモータ15の回転動力が左右の駆動輪18,19に伝達される。
[Description of First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive device to which a control method for an electric vehicle according to a first embodiment of the present invention is applied. As shown in FIG. 1, this motor drive device includes an
モータトルク設定部(定常トルク目標値設定手段)12は、モータ回転角センサ16より出力されるモータ15の回転速度と、アクセル開度センサ11で検出されるアクセル開度とに基づいて、定常トルク目標値Tm*を設定し、この定常トルク目標値Tm*を制振制御部13に出力する。
The motor torque setting unit (steady torque target value setting means) 12 is based on the rotational speed of the
制振制御部(第1のトルク目標値設定手段)13は、モータトルク設定部12より出力される定常トルク目標値Tm*と、モータ回転角センサ16より出力されるモータ15の回転速度、及び各駆動輪回転角センサ20,21より出力される各駆動輪18,19の回転速度に基づいて、モータトルク指令値Tm*cを決定し、このモータトルク指令値Tm*cをモータトルク制御部14に出力する。
The vibration suppression control unit (first torque target value setting means) 13 includes a steady torque target value Tm * output from the motor
モータトルク制御部(モータトルク制御手段)14は、インバータ(図示省略)を備えており、モータトルク指令値Tm*cに基づいてPWM信号を生成し、該PWM信号にてインバータを構成する電子スイッチ(IGBT等)を制御してモータ15を駆動する。即ち、モータ15の出力トルクがモータトルク指令値Tm*cに一致、或いは追従するようにPWM信号を生成し、このPWM信号を用いてモータ15の駆動を制御する。
The motor torque control unit (motor torque control means) 14 includes an inverter (not shown), generates a PWM signal based on the motor torque command value Tm * c, and constitutes an inverter with the PWM signal. (IGBT etc.) is controlled and the
図2は、図1に示す制振制御部13の後段側の構成を伝達特性で示したブロック線図である。図2に示すように制振制御部13はINV(インバース)フィルタ31を有しており、更に、その後段側には、伝達特性Gp(s)を有する制御対象32(モータ15及び駆動シャフト)と、フィードバックゲイン(k)を有する乗算器33と、減算器34,35を備えている。なお、以下では、INVフィルタ31から減算器34までの制御系がF/F制御系、乗算器33の出力を減算器34にフィードバックする制御系がF/B制御系とする。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the rear stage side of the vibration
INVフィルタ31は、「Gm(s)/Gc(s)」なる伝達特性を有するモデルとして構成され、モータトルク設定部12(図1参照)で算出された定常トルク目標値Tm*を入力として、第1トルク目標値Tm*1を算出する。ここで、伝達特性Gc(s)は、第1トルク目標値Tm*1から制御対象32に含まれるモータの回転速度(駆動輪換算値)ωm'までの伝達特性のモデルである。また、伝達特性Gm(s) は車両への入力トルクからモータ回転速度ωm'までの規範応答を示すモデルである。なお、各伝達特性Gc(s)、及びGm(s)の具体的な設定方法については後述する。
The
減算器35は、モータ回転角センサ16(図1参照)で求められるモータ回転速度ωm'と、各駆動輪回転角センサ20,21(図1参照)で求められる駆動輪速度ωwの偏差を算出する。この偏差は、乗算器33にてフィードバックゲイン(k)が乗じられ、この乗算結果は第2トルク目標値Tm*2として減算器34に出力される。即ち、減算器35及び乗算器33は、第2のトルク目標値設定手段としての機能を備えている。
The
ここで、乗算器33のフィードバックゲイン(k)は、F/B制御系の発散を確実に防止するために充分小さい値に設定する。例えば、CPU演算遅れ、回転速度検出遅れ、トルク応答遅れといったF/B制御系に存在する遅れ時間をモデル化して後述する制御対象モデルに組み込み、F/B制御系の周波数特性からゲイン余裕が12dB以上となるように設定する。
Here, the feedback gain (k) of the
更に、フィードバックゲイン(k)に、図3に示す特性を有するマップに基づき算出される補正係数(車速に応じて変化する特性を有する補正係数)を乗じることにより、モータ15と駆動輪18,19の回転速度偏差の検出精度が悪化する車速が低い領域において、フィードバックゲイン(k)をより小さく設定する。具体的には、予め設定した所定速度よりも遅い場合には、補正係数を低い数値に設定してフィードバックゲイン(k)が通常よりも小さくなるように設定する。
Further, by multiplying the feedback gain (k) by a correction coefficient calculated based on a map having the characteristics shown in FIG. 3 (correction coefficient having characteristics that change according to the vehicle speed), the
図2に示す減算器34は、第1トルク目標値Tm*1から第2トルク目標値Tm*2を減算し、この減算結果をトルク指令値Tm*cとして、モータトルク制御部14(図1参照)に出力する。即ち、減算器34は、モータトルク指令値演算手段としての機能を備えている。
The
次に、図2に示すINVフィルタ31で用いられるの各モデルGc(s)、及びGm(s)の具体的な設定方法について説明する。まず、F/F制御系を設計するための制御対象モデルとして、図4に例示するモデルについて考える。このモデルの運動方程式は、下記の(1),(2)式により記述することができる。(1),(2)式に示す各符号は次の通りである。
Next, a specific method for setting each model Gc (s) and Gm (s) used in the
J1:モータが含まれる動力装置の総慣性モーメント
J2:車両およびタイヤの等価慣性モーメント
id:モータから駆動輪までの減速比
Cs:駆動系シャフトとタイヤの合成された粘性係数
Ks:駆動系シャフトとタイヤの合成されたバネ定数
Tm:車両への入力トルク
Tm*1:第1トルク目標値
Tm*2:第2トルク目標値
ωm':モータの回転速度(駆動輪換算値)
ωw:駆動輪角速度
θ :駆動系シャフトのねじれ角度
ωw: Drive wheel angular velocity θ: Torsion angle of drive shaft
但し、(1)式に示す各係数a11、a13、a21、a23、b1、は、下記の通りである。
ここで、トルク応答遅れを無視した場合には、車両への入力トルクTmは、下記の(2)式により示すことができる。 Here, when the torque response delay is ignored, the input torque Tm to the vehicle can be expressed by the following equation (2).
Tm=Tm*1−Tm*2
=Tm*1−k・(ωm’−ωw) …(2)
従って、上記の(1),(2)式により制御系を構成した閉ループの状態方程式は次の(3)式となる。
= Tm * 1-k · (ωm′−ωw) (2)
Therefore, the closed-loop state equation constituting the control system by the above-described equations (1) and (2) is the following equation (3).
更に、(3)式に示した状態方程式の特性方程式は、ラプラス演算子sを用いることにより、下記の(4)式で示すことができる。
(4)式において、ωpは制御対象モデルの振動周波数、ζpは制御対象モデルの減衰係数(これを第1減衰係数とする)、ζcはF/B制御を施すことによって増加した減衰係数(これを第2減衰係数とする)を示している。また、第2減衰係数ζcは、上述した係数a13,a23に基づき、下記(5)式で示すことができる。
ここで、第2減衰係数ζcを(5)式のように決めることにより、変速機を有する電動車両のように走行条件に応じてモデルGc(s)が変化する場合において、モデルGc(s)が変化することによる制振性能の劣化を抑制することができる。 Here, the model Gc (s) is determined when the model Gc (s) changes according to the driving condition as in the case of an electric vehicle having a transmission by determining the second damping coefficient ζc as shown in equation (5). It is possible to suppress the deterioration of the vibration control performance due to the change of the.
そして、上記の(4)式より、「Gm(s)/Gc(s)」を、下記の(6)式で示されるフィルタ(図2に示すINVフィルタ31)とすることにより、定常トルク目標値Tm*からモータ回転速度ωm'までの伝達特性を、非振動特性とすることが可能となる。この際、実際の演算はタスティン近似等で離散化して得られた漸化式を用いて演算する。
次に、上記のように構成したINVフィルタ31を用いた場合のシミュレーション結果について、従来方式を採用した場合と対比して説明する。
Next, a simulation result when the
図5は、従来の制御方法を採用した場合で、時刻0.5[sec]にて定常トルク目標値をステップ的に増加させた場合の、車両の駆動トルクの変化を示す特性図である。以下に示す「k'」は従来技術に基づき算出されるフィードバックゲイン(k)の中で応答が最速となる値であり、下記の(7)式で算出される。
図5において、曲線S1(実線)は規範応答を示し、曲線S2(点線)はk=k’×1.0とした場合を示し、曲線S3(一点鎖線)はk=k’×0.5とした場合を示し、曲線S4(二点鎖線)はk=k’×0.25とした場合を示している。 In FIG. 5, a curve S1 (solid line) indicates a normative response, a curve S2 (dotted line) indicates a case where k = k ′ × 1.0, and a curve S3 (dashed line) indicates k = k ′ × 0.5. shows the case of a, curve S4 (two-dot chain line) shows the case of a k = k '× 0.25.
また、図6は、第1実施形態の制御方法を採用した場合で、時刻0.5[sec]にて定常トルク目標値をステップ的に増加させた場合の、車両の駆動トルクの変化を示す特性図である。そして、曲線S11(実線)は規範応答を示し、曲線S12(点線)はk'=1.0とした場合を示し、曲線S13(一点鎖線)はk'=0.5とした場合を示し、曲線S14(二点鎖線)はk'=0.25とした場合を示している。 FIG. 6 shows a change in the driving torque of the vehicle when the control method of the first embodiment is adopted and the steady torque target value is increased stepwise at time 0.5 [sec]. FIG. The curve S11 (solid line) shows the normative response, the curve S12 (dotted line) shows the case where k ′ = 1.0, the curve S13 (dotted line) shows the case where k ′ = 0.5, A curve S14 (two-dot chain line) shows a case where k ′ = 0.25.
そして、図5に示した従来の制御方法を採用した場合には、フィードバックゲイン(k)がk'×1.0では規範応答に近い良好な特性となる。しかし、フィードバックゲイン(k)が小さくなるほどトルク変動が大きくなってしまう。これに対して、図6に示した本実施形態の制御方法を採用した場合には、フィードバックゲイン(k)が小さくなった場合であっても、トルク変動をほぼ抑制できることが理解される。 When the conventional control method shown in FIG. 5 is adopted, the feedback gain (k) of k ′ × 1.0 provides good characteristics close to the normative response. However, the torque fluctuation increases as the feedback gain (k) decreases. On the other hand, when the control method of the present embodiment shown in FIG. 6 is adopted, it is understood that torque fluctuation can be substantially suppressed even when the feedback gain (k) is reduced.
このようにして、本実施形態に係るモータ駆動方法では、F/B制御の特性に応じてF/F制御系のフィルタ特性を設定することにより、F/B制御系の発散を防止する目的でフィードバックゲイン(k)を小さく設定した場合であっても、F/B制御系による制振性能の不足分を正確にF/F制御系で補償することができる。従って、高い制振性能と、F/B制御系の充分な安定性を両立することが可能となる。 Thus, in the motor driving method according to the present embodiment, the filter characteristic of the F / F control system is set according to the characteristic of the F / B control, thereby preventing the divergence of the F / B control system. Even when the feedback gain (k) is set to a small value, the shortage of the damping performance by the F / B control system can be accurately compensated by the F / F control system. Therefore, it is possible to achieve both high damping performance and sufficient stability of the F / B control system.
また、モータ15の回転速度と、駆動輪18,19の回転速度との間の回転速度偏差の検出精度が低下する車速条件(車速が所定速度よりも遅い場合)では、フィードバックゲイン(k)を通常の数値よりも小さい数値に設定するので、回転速度偏差の検出精度の低下に伴いF/B制御に生じる不要なトルク変動を抑制することが可能となる。
In a vehicle speed condition (when the vehicle speed is slower than a predetermined speed) in which the detection accuracy of the rotational speed deviation between the rotational speed of the
[第2実施形態の説明]
次に、本発明の第2実施形態に係るモータ駆動方法について説明する。図7は、本発明の第2実施形態に係る制振制御部13の後段側の構成を伝達特性で示したブロック線図である。図7に示すように、第2実施形態に係る制振制御部13は、F/F制御系に設けたINVフィルタ31(図2参照)の代わりに、第1フィルタ41、及び該第1フィルタ41に対して並列的に接続した第2フィルタ42、遅延器43、及び加算器44を追加している点で相違する。それ以外の構成は、図2に示したブロック線図と同様であるので同一符号を付して構成説明を省略する。
[Description of Second Embodiment]
Next, a motor driving method according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the rear stage side of the vibration damping
第1フィルタ41は、定常トルク目標値Tm*に対して、「Gm(s)/Gp(s) 」なる伝達特性を有するフィルタとされており、定常トルク目標値Tm*に対してこのフィルタ処理を加えることにより、トルク目標値Tm*1aを出力する。また、第2フィルタ42は、「Gm(s)/Gc'(s)」なる伝達特性を有するフィルタとされており、更に、この後段に設けられる遅延器43は、第2フィルタ42の出力信号をF/B制御系に存在する遅れ時間e−Lsだけ遅延させる。そして、定常トルク目標値Tm*に対して第2フィルタ42によるフィルタ処理を加え、更に、遅れ時間e−Lsだけ遅延させる。この遅延処理された信号を、トルク目標値Tm*1bとして出力する。なお、第1フィルタ41及び第2フィルタ42の設定方法については後述する。
The
加算器44は、トルク目標値Tm*1aと、トルク目標値Tm*1bとを加算し、この加算結果を第1トルク目標値Tm*1として減算器34に出力する。外乱が存在しない理想状態では、乗算器37より出力される第2トルク目標値Tm*2が、トルク目標値Tm*1bと相殺され、トルク目標値Tm*1aがトルク指令値Tm*cとなって出力されることとなる。
The
ここで、図7に示す第1フィルタ41の伝達特性「Gm(s)/Gp(s)」は、下記(8)式にて示すことができ、第2フィルタ42の伝達特性「Gm(s)/Gc'(s)」は、下記(9)式で示すことができる。但し、実際の演算はタスティン近似等で離散化して得られた漸化式を用いて演算する。
次に、上記のように構成した第1フィルタ41、及び第2フィルタ42を用いた場合のシミュレーション結果について、従来方式を採用した場合と対比して説明する。図8は、第2実施形態の制御方法を採用した場合で、時刻0.5[sec]にて定常トルク目標値をステップ的に増加させた場合の、車両の駆動トルクの変化を示す特性図である。そして、曲線S21(実線)は規範応答を示し、曲線S22(点線)はk=k’×1.0とした場合を示し、曲線S23(一点鎖線)はk=k’×0.5とした場合を示し、曲線S24(二点鎖線)はk=k’×0.25とした場合を示している。
Next, a simulation result in the case of using the
そして、図8と前述した図5を対比して理解されるように、第2実施形態を採用した場合には、フィードバックゲイン(k)の大きさによらず、規範応答に略一致させることができる。 As can be understood by comparing FIG. 8 with FIG. 5 described above, when the second embodiment is adopted, it is possible to substantially match the normative response regardless of the magnitude of the feedback gain (k). it can.
このようにして、第2実施形態に係る電動車両の制御方法では、遅延器43の遅れ時間をF/B制御系に存在する遅れ時間に相当するように設定することで、外乱のない理想状態においては、F/B制御系の出力が第2フィルタ42の出力と相殺され、遅れ時間の影響のない第1フィルタ41の出力のみがモータトルク指令値Tm*cとなる。その結果、耐外乱性能については前述した第1実施形態と同等を性能を維持し、目標値応答性能については、遅れ時間の影響を除去した分だけ改善することが可能となる。
In this way, in the method for controlling an electric vehicle according to the second embodiment, the delay time of the
以上、本発明の電動車両の制御方法、及び電動車両の制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。 As mentioned above, although the control method of the electric vehicle and the control apparatus of the electric vehicle of the present invention were explained based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this, and the configuration of each part has the same function. It can be replaced with one having any configuration.
本発明は、電動機の制振性能を向上させることに利用することができる。 The present invention can be used to improve the vibration damping performance of an electric motor.
11 アクセル開度センサ
12 モータトルク設定部
13 制振制御部
14 モータトルク制御部
15 モータ
16 モータ回転角センサ
17 ディファレンシャルギヤ
18,19 駆動輪
20,21 駆動輪回転角センサ
31 INVフィルタ
32 制御対象
33 乗算器
34 減算器
35 減算器
41 第1フィルタ
42 第2フィルタ
43 遅延器
44 加算器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
各種車両情報に基づいて定常トルク目標値(Tm*)を設定する定常トルク目標値設定工程と、
前記定常トルク目標値(Tm*)を入力とし、予め設定される入力トルクとモータ回転速度との伝達特性の理想モデルGm(s)と、前記車両への入力トルクからモータ回転速度までの伝達特性のモデルGp(s)で構成される「Gm(s)/Gp(s)」なる伝達特性を有する第1フィルタの出力、及び、前記理想モデルGm(s)と、モデルGc(s)で構成される「Gm(s)/Gc(s)」から前記第1フィルタの伝達特性「Gm(s)/Gp(s)」を減じた「Gm(s)/Gc’(s)」なる伝達特性を有する第2フィルタの出力を遅延手段にて遅延させた出力、の加算結果を第1のトルク目標値(Tm*1)として設定する第1のトルク目標値設定工程と、
前記モータの回転速度を検出または推定により取得するモータ回転速度取得工程と、
電動車両に搭載される駆動輪の回転速度を検出または推定により取得する駆動輪回転速度取得工程と、
モータ回転速度を駆動輪の回転速度に相当させた相当回転速度(ωm’)と、前記駆動輪の回転速度(ωw)との偏差を求め、この偏差に所定のフィードバックゲイン(k)を乗じて、第2のトルク目標値(Tm*2)を設定する第2のトルク目標値設定工程と、
前記第1のトルク目標値Tm*1から前記第2のトルク目標値Tm*2を減じて、モータトルク指令値Tm*cとして出力するモータトルク指令値演算工程と、
前記モータトルク指令値Tm*cに、前記モータの出力トルクが一致または追従するように、前記モータの駆動を制御するモータトルク制御工程とを有し、
前記モデルGc(s)を、前記第1のトルク目標値から前記モータの回転速度までの伝達特性に設定することを特徴とする電動車両の制御方法。 In the control method of the electric vehicle for controlling the drive of the motor mounted on the electric vehicle,
A steady torque target value setting step for setting a steady torque target value (Tm *) based on various vehicle information;
With the steady torque target value (Tm *) as an input, an ideal model Gm (s) of a preset transfer characteristic between the input torque and the motor rotation speed, and a transfer characteristic from the input torque to the motor rotation speed to the vehicle. The output of the first filter having the transfer characteristic “Gm (s) / Gp (s)” composed of the model Gp (s) of the above, and the ideal model Gm (s) and the model Gc (s) Transfer characteristic “Gm (s) / Gc ′ (s)” obtained by subtracting the transfer characteristic “Gm (s) / Gp (s)” of the first filter from “Gm (s) / Gc (s)”. A first torque target value setting step of setting, as a first torque target value (Tm * 1) , an addition result of an output obtained by delaying the output of the second filter having
A motor rotational speed acquisition step of detecting or estimating the rotational speed of the motor;
A drive wheel rotation speed acquisition step of detecting or estimating a rotation speed of a drive wheel mounted on the electric vehicle;
The deviation between the rotation speed (ωm ′) corresponding to the rotation speed of the motor and the rotation speed of the drive wheel and the rotation speed (ωw) of the drive wheel is obtained, and this deviation is multiplied by a predetermined feedback gain (k). A second torque target value setting step for setting a second torque target value (Tm * 2);
A motor torque command value calculation step of subtracting the second torque target value Tm * 2 from the first torque target value Tm * 1 and outputting the result as a motor torque command value Tm * c;
A motor torque control step for controlling the driving of the motor so that the output torque of the motor matches or follows the motor torque command value Tm * c,
A method for controlling an electric vehicle, wherein the model Gc (s) is set to a transfer characteristic from the first torque target value to a rotation speed of the motor.
前記第2減衰係数(ζc)は、モータが含まれる動力装置の総慣性モーメント(J1)、車両及びタイヤの等価慣性モーメント(J2)、モータから駆動輪までの減速比(id)、駆動系シャフトとタイヤの合成されたバネ定数(Ks)、前記フィードバックゲイン(k)に基づき、下記の式に設定することを特徴とする請求項1に記載の電動車両の制御方法。
The second damping coefficient (ζc) includes the total moment of inertia (J1) of the power unit including the motor, the equivalent moment of inertia (J2) of the vehicle and the tire, the reduction ratio (id) from the motor to the drive wheel, and the drive system shaft. 2. The method for controlling an electric vehicle according to claim 1 , wherein the following equation is set based on a combined spring constant (Ks) of the tire and the feedback gain (k) .
各種車両情報に基づいて定常トルク目標値(Tm*)を設定する定常トルク目標値設定工程と、
前記定常トルク目標値(Tm*)を入力とし、予め設定される入力トルクとモータ回転速度との伝達特性の理想モデルGm(s)と、モデルGc(s)と、で構成される「Gm(s)/Gc(s)」なる伝達特性を有するフィルタを通して、第1のトルク目標値(Tm*1)を設定する第1のトルク目標値設定工程と、
前記モータの回転速度を検出または推定により取得するモータ回転速度取得工程と、
電動車両に搭載される駆動輪の回転速度を検出または推定により取得する駆動輪回転速度取得工程と、
モータ回転速度を駆動輪の回転速度に相当させた相当回転速度(ωm’)と、前記駆動輪の回転速度(ωw)との偏差を求め、この偏差に所定のフィードバックゲイン(k)を乗じて、第2のトルク目標値(Tm*2)を設定する第2のトルク目標値設定工程と、
前記第1のトルク目標値Tm*1から前記第2のトルク目標値Tm*2を減じて、モータトルク指令値Tm*cとして出力するモータトルク指令値演算工程と、
前記モータトルク指令値Tm*cに、前記モータの出力トルクが一致または追従するように、前記モータの駆動を制御するモータトルク制御工程とを有し、
前記モデルGc(s)を、前記第1のトルク目標値から前記モータの回転速度までの伝達特性に設定し、且つ、
前記モデルGc(s)を、前記車両への入力トルクからモータ回転速度までの伝達特性のモデルGp(s)を2次遅れ系で近似した場合の第1減衰係数(ζp)に、F/B制御を施すことによって変化する第2減衰係数(ζc)を加算した特性に設定し、
前記第2減衰係数(ζc)は、モータが含まれる動力装置の総慣性モーメント(J1)、車両及びタイヤの等価慣性モーメント(J2)、モータから駆動輪までの減速比(id)、駆動系シャフトとタイヤの合成されたバネ定数(Ks)、前記フィードバックゲイン(k)に基づき、下記の式に設定することを特徴とする電動車両の制御方法。
A steady torque target value setting step for setting a steady torque target value (Tm *) based on various vehicle information;
With the steady torque target value (Tm *) as an input, an ideal model Gm (s) of a transfer characteristic between a preset input torque and a motor rotational speed, and a model Gc (s) are configured as “Gm ( a first torque target value setting step of setting a first torque target value (Tm * 1) through a filter having a transfer characteristic of “s) / Gc (s)”;
A motor rotational speed acquisition step of detecting or estimating the rotational speed of the motor;
A drive wheel rotation speed acquisition step of detecting or estimating a rotation speed of a drive wheel mounted on the electric vehicle;
The deviation between the rotation speed (ωm ′) corresponding to the rotation speed of the motor and the rotation speed of the drive wheel and the rotation speed (ωw) of the drive wheel is obtained, and this deviation is multiplied by a predetermined feedback gain (k). A second torque target value setting step for setting a second torque target value (Tm * 2);
A motor torque command value calculation step of subtracting the second torque target value Tm * 2 from the first torque target value Tm * 1 and outputting the result as a motor torque command value Tm * c;
A motor torque control step for controlling the driving of the motor so that the output torque of the motor matches or follows the motor torque command value Tm * c,
Setting the model Gc (s) to a transfer characteristic from the first torque target value to the rotational speed of the motor; and
The model Gc (s) is set to the first damping coefficient (ζp) obtained by approximating the model Gp (s) of the transfer characteristic from the input torque to the vehicle to the motor rotation speed by a second-order lag system. Set to a characteristic obtained by adding the second damping coefficient (ζc) that changes by applying the control,
The second damping coefficient (ζc) includes the total moment of inertia (J1) of the power unit including the motor, the equivalent moment of inertia (J2) of the vehicle and the tire, the reduction ratio (id) from the motor to the drive wheel, and the drive system shaft. And a tire spring constant (Ks) and the feedback gain (k), the following equation is set.
各種車両情報に基づいて定常トルク目標値(Tm*)を決定する定常トルク目標値設定手段と、A steady torque target value setting means for determining a steady torque target value (Tm *) based on various vehicle information;
前記定常トルク目標値(Tm*)を入力して、予め設定される入力トルクとモータ回転速度との伝達特性の理想モデルGm(s)と、モデルGc(s)と、で構成されるGm(s)/Gc(s)なる伝達特性を有するフィルタを通して、第1のトルク目標値(Tm*1)を設定する第1のトルク目標値設定手段と、By inputting the steady torque target value (Tm *), an ideal model Gm (s) of a transfer characteristic between a preset input torque and a motor rotational speed and a model Gc (s) composed of Gm ( first torque target value setting means for setting a first torque target value (Tm * 1) through a filter having a transfer characteristic of s) / Gc (s);
前記定常トルク目標値(Tm*)を入力とし、予め設定される入力トルクとモータ回転速度との伝達特性の理想モデルGm(s)と、前記車両への入力トルクからモータ回転速度までの伝達特性のモデルGp(s)で構成される「Gm(s)/Gp(s)」なる伝達特性を有する第1フィルタの出力、及び、前記理想モデルGm(s)と、モデルGc(s)で構成される「Gm(s)/Gc(s)」から前記第1フィルタの伝達特性「Gm(s)/Gp(s)」を減じた「Gm(s)/Gc’(s)」なる伝達特性を有する第2フィルタの出力を遅延手段にて遅延させた出力、の加算結果を第1のトルク目標値(Tm*1)として設定する第1のトルク目標値設定手段と、With the steady torque target value (Tm *) as an input, an ideal model Gm (s) of a preset transfer characteristic between the input torque and the motor rotation speed, and a transfer characteristic from the input torque to the motor rotation speed to the vehicle. The output of the first filter having the transfer characteristic “Gm (s) / Gp (s)” composed of the model Gp (s) of the above, and the ideal model Gm (s) and the model Gc (s) Transfer characteristic “Gm (s) / Gc ′ (s)” obtained by subtracting the transfer characteristic “Gm (s) / Gp (s)” of the first filter from “Gm (s) / Gc (s)”. First torque target value setting means for setting, as a first torque target value (Tm * 1), an addition result of an output obtained by delaying the output of the second filter having delay time by the delay means;
前記モータの回転速度を検出または推定により取得するモータ回転速度取得手段と、Motor rotation speed acquisition means for detecting or estimating the rotation speed of the motor;
電動車両に搭載される駆動輪の回転速度を検出または推定により取得する駆動輪回転速度取得手段と、Drive wheel rotation speed acquisition means for detecting or estimating the rotation speed of the drive wheel mounted on the electric vehicle;
モータ回転速度を駆動輪の回転速度に相当させた相当回転速度(ωm’)と、前記駆動輪の回転速度(ωw)との偏差を求め、更に求めた偏差に所定のゲインを乗じて、第2のトルク目標値(Tm*2)を設定する第2のトルク目標値設定手段と、The deviation between the rotation speed (ωm ′) corresponding to the rotation speed of the motor and the rotation speed of the drive wheel and the rotation speed (ωw) of the drive wheel is obtained, and the obtained gain is multiplied by a predetermined gain. Second torque target value setting means for setting a torque target value (Tm * 2) of 2;
前記第1のトルク目標値Tm*1から前記第2のトルク目標値Tm*2を減じて、モータトルク指令値Tm*cとして出力するモータトルク指令値演算手段と、Motor torque command value calculation means for subtracting the second torque target value Tm * 2 from the first torque target value Tm * 1 and outputting it as a motor torque command value Tm * c;
前記モータトルク指令値に、前記モータの出力トルクが一致または追従するように、前記モータの駆動を制御するモータトルク制御手段とを有し、Motor torque control means for controlling the driving of the motor so that the output torque of the motor matches or follows the motor torque command value;
前記モデルGc(s)を、前記第1のトルク目標値から前記モータの回転速度までの伝達特性に設定することを特徴とする電動車両の制御装置。The control apparatus for an electric vehicle, wherein the model Gc (s) is set to a transfer characteristic from the first torque target value to a rotation speed of the motor.
各種車両情報に基づいて定常トルク目標値(Tm*)を決定する定常トルク目標値設定手段と、
前記定常トルク目標値(Tm*)を入力して、予め設定される入力トルクとモータ回転速度との伝達特性の理想モデルGm(s)と、モデルGc(s)と、で構成されるGm(s)/Gc(s)なる伝達特性を有するフィルタを通して、第1のトルク目標値(Tm*1)を設定する第1のトルク目標値設定手段と、
前記モータの回転速度を検出または推定により取得するモータ回転速度取得手段と、
電動車両に搭載される駆動輪の回転速度を検出または推定により取得する駆動輪回転速度取得手段と、
モータ回転速度を駆動輪の回転速度に相当させた相当回転速度(ωm’)と、前記駆動輪の回転速度(ωw)との偏差を求め、更に求めた偏差にフィードバックゲイン(k)を乗じて、第2のトルク目標値(Tm*2)を設定する第2のトルク目標値設定手段と、
前記第1のトルク目標値Tm*1から前記第2のトルク目標値Tm*2を減じて、モータトルク指令値Tm*cとして出力するモータトルク指令値演算手段と、
前記モータトルク指令値に、前記モータの出力トルクが一致または追従するように、前記モータの駆動を制御するモータトルク制御手段とを有し、
前記モデルGc(s)を、前記第1のトルク目標値から前記モータの回転速度までの伝達特性に設定し、且つ、
前記モデルGc(s)を、前記車両への入力トルクからモータ回転速度までの伝達特性のモデルGp(s)を2次遅れ系で近似した場合の第1減衰係数(ζp)に、F/B制御を施すことによって変化する第2減衰係数(ζc)を加算した特性に設定し、
前記第2減衰係数(ζc)は、モータが含まれる動力装置の総慣性モーメント(J1)、車両及びタイヤの等価慣性モーメント(J2)、モータから駆動輪までの減速比(id)、駆動系シャフトとタイヤの合成されたバネ定数(Ks)、前記フィードバックゲイン(k)に基づき、下記の式に設定することを特徴とする電動車両の制御装置。
A steady torque target value setting means for determining a steady torque target value (Tm *) based on various vehicle information;
By inputting the steady torque target value (Tm *), an ideal model Gm (s) of a transfer characteristic between a preset input torque and a motor rotational speed and a model Gc (s) composed of Gm ( first torque target value setting means for setting a first torque target value (Tm * 1) through a filter having a transfer characteristic of s) / Gc (s);
Motor rotation speed acquisition means for detecting or estimating the rotation speed of the motor;
Drive wheel rotation speed acquisition means for detecting or estimating the rotation speed of the drive wheel mounted on the electric vehicle;
The deviation between the equivalent rotational speed (ωm ′) corresponding to the rotational speed of the driving wheel and the rotational speed (ωw) of the driving wheel is obtained, and the obtained deviation is multiplied by the feedback gain (k). Second torque target value setting means for setting a second torque target value (Tm * 2);
Motor torque command value calculation means for subtracting the second torque target value Tm * 2 from the first torque target value Tm * 1 and outputting it as a motor torque command value Tm * c;
Motor torque control means for controlling the driving of the motor so that the output torque of the motor matches or follows the motor torque command value;
Setting the model Gc (s) to a transfer characteristic from the first torque target value to the rotational speed of the motor; and
The model Gc (s) is set to the first damping coefficient (ζp) obtained by approximating the model Gp (s) of the transfer characteristic from the input torque to the vehicle to the motor rotation speed by a second-order lag system. Set to a characteristic obtained by adding the second damping coefficient (ζc) that changes by applying the control,
The second damping coefficient (ζc) includes the total moment of inertia (J1) of the power unit including the motor, the equivalent moment of inertia (J2) of the vehicle and the tire, the reduction ratio (id) from the motor to the drive wheels, and the drive system shaft. a combined spring constant of the tire (Ks), on the basis of the feedback gain (k), the control apparatus for an electric vehicle and sets the following formula.
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