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Hintergrund der Erfindung
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1. Erfindungsgebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug, und insbesondere eine Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern eines Motors (elektrischer Motor und elektrische Drehmaschine), der als eine Antriebsquelle eines Fahrzeugs, wie zum Beispiel ein Automobil dient.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Es ist bekannt, dass Oszillationsquellen, wie zum Beispiel eine Welligkeit in einem Drehmoment, die erzeugt wird, während ein Motor angetrieben wird, eine Resonanz eines elastischen Systems erzeugt, wie zum Beispiel eine Aufhängung bzw. Federung eines Fahrzeuges in einem elektrischen Fahrzeug, das einen Motor als Antriebsquelle des Fahrzeugs aufweist, und einem Hybridfahrzeug, das sowohl einen Verbrennungsmotor als auch einen Motor als Antriebskraft des Fahrzeugs aufweist. Diese Resonanz erzeugt Oszillationen und Geräusche an dem Fahrzeug, was zu einer Verschlechterung des Komfortgefühls der Fahrzeuginsassen führt.
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Als Gegenmaßnahme für eine Resonanz eines Fahrzeugs, die durch Oszillationsquellen wie eine Welligkeit des Drehmoments erzeugt wird, schlägt die
Japanische veröffentlichte Patentanmeldung mit der Nr. Hei 10-23614 eine Konfiguration zum Bereitstellen einer Drehmomentkompensation zum direkten Beschränken der Drehmomentwelligkeit unter Verwendung einer Information über die Rotation des Motors vor.
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Darüber hinaus schlägt die
Japanische veröffentlichte Patentanmeldung mit der Nr. 2007-221896 eine Konfiguration zum Beschränken von Drehmomentwelligkeitskomponenten eines Motordrehmoment-Anweisungswertes mittels eines Lag-Filters erster Ordnung vor, der eine Zeitkonstante verwendet, die gemäß einer Motordrehzahl bestimmt wird, um eine Drehmomentwelligkeit zu beschränken, da die Drehmomentwelligkeit gemäß einer Variation der Motorrotation erzeugt wird, wenn der Motordrehmoment-Anweisungswert aus einem Ausgabeanweisungswert, der an den Motor gerichtet ist, und der Drehzahl des Motors berechnet wird.
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Die Resonanz des Fahrzeugs betrifft einen Zustand, wobei das gesamte Fahrzeug aufgrund von Oszillationsquellen, wie zum Beispiel eine Drehmomentwelligkeit, aus diesem Anlass eine natürliche Oszillation darstellt. Die Resonanzfrequenz des Fahrzeugs ist eine natürliche Frequenz, die durch das Gewicht des Fahrzeugs und Federkonstanten und Viskositätskoeffizienten elastischer Systeme, wie zum Beispiel die Aufhängung, bestimmt wird. Wenn mit anderen Worten die Frequenzkomponenten der Oszillationsquellen, wie zum Beispiel eine Drehmomentwelligkeit, der natürlichen Resonanzfrequenz überlagert ist, die eindeutig durch das Fahrzeug bestimmt ist, treten die überlagerten Frequenzen als die Resonanz des Fahrzeugs auf (siehe 4).
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Die Konfiguration nach der
Japanischen veröffentlichten Patentanmeldung mit der Nr. Hei 10-23614 führt eine Korrektur einer Drehmomentwelligkeit an Frequenzkomponenten außer den Frequenzkomponenten der Resonanzfrequenz des Fahrzeugs durch, und die Korrektur erfolgt somit an den Drehmomentwelligkeitskomponenten, die als Ergebnis keine Oszillationen und Geräusche verursachen. Ein Problem besteht somit darin, dass die Korrektursteuerung unnötige höhere Harmonische erzeugt, und neue Oszillationen und Rauschanteile auftreten können.
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Die Konfiguration nach der
Japanischen veröffentlichten Patentanmeldung mit der Nr. 2007-221896 berechnet den Drehmomentanweisungswert aus dem ausgegebenen Anweisungswert, der an den Motor gerichtet ist, und der Drehzahl des Motors, und ein Problem besteht somit darin, dass die Konfiguration nicht für ein System geeignet ist, das einen Motor gemäß einer Drehmomentanweisung antreibt, die an den Motor gerichtet ist, sowie ein Problem, dass der Lag-Filter erster Ordnung verwendet wird, was zu einer Korrektur führt, die an Drehmomentwelligkeitskomponenten ausgeführt wird, die keine Oszillationen und Geräusche an dem Fahrzeug verursachen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung erfolgte vor dem Hintergrund der oben erwähnten Probleme, und hat somit die Aufgabe, eine Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die eine Resonanz eines Fahrzeugs eliminieren kann, die durch Oszillationsquellen, wie zum Beispiel eine Drehmomentwelligkeit eines Motors, verursacht wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern eines Fahrmotors bereit, der in einem Fahrzeug angebracht ist, umfassend: eine erste Drehmomenterzeugungseinheit zum Erzeugen eines ersten Drehmomentanweisungswerts zum Steuern des Antriebs des Motors zum Fahren gemäß einer Zustandsgröße des Fahrzeugs, die von zumindest einer Art eines Sensors geliefert wird, der an dem Fahrzeug bereitgestellt wird; eine zweite Drehmomenterzeugungseinheit zum Extrahieren einer Frequenzkomponente, die eine Resonanz des Fahrzeugs erzeugt, bei der es sich um eine von Frequenzkomponenten einer Oszillationsquelle des Fahrzeugs handelt, die erzeugt wird, wenn der Motor zum Fahren angetrieben wird, und zum Erzeugen eines zweiten Drehmomentanweisungswerts, der als ein Resonanzkompensationswert für den ersten Drehmomentanweisungswert dient, auf Grundlage der extrahierten Frequenzkomponenten; und eine Antriebsdrehmoment-Erzeugungseinheit zum Subtrahieren des zweiten Drehmomentanweisungswerts, der durch die zweite Drehmomenterzeugungseinheit erzeugt wird, von dem ersten Drehmomentanweisungswert, der durch die erste Drehmomenterzeugungseinheit erzeugt wird, wodurch ein Resultat der Subtraktion als ein Antriebsdrehmoment-Anweisungswert für den Motor zum Fahren ausgegeben wird, wobei der Motor zum Fahren auf Grundlage des Antriebsdrehmoment-Anweisungswerts angetrieben wird.
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Die vorliegende Erfindung stellt die Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug zum Steuern des Fahrmotors bereit, der in dem Fahrzeug angebracht ist, umfassend: die erste Drehmomenterzeugungseinheit zum Erzeugen des ersten Drehmomentanweisungswerts zum Steuern des Antriebs des Motors zum Fahren gemäß der Zustandsgröße des Fahrzeugs, die von zumindest der einen Art eines Sensors geliefert wird, der an dem Fahrzeug bereitgestellt wird; die zweite Drehmomenterzeugungseinheit zum Extrahieren der Frequenzkomponente, die die Resonanz des Fahrzeugs erzeugt, bei der es sich um die von den Frequenzkomponenten der Oszillationsquelle des Fahrzeugs handelt, die erzeugt wird, wenn der Motor zum Fahren angetrieben wird, und zum Erzeugen des zweiten Drehmomentanweisungswerts, der als ein Resonanzkompensationswert für den ersten Drehmomentanweisungswert dient, auf Grundlage der extrahierten Frequenzkomponenten; und die Antriebsdrehmoment-Erzeugungseinheit zum Subtrahieren des zweiten Drehmomentanweisungswerts, der durch die zweite Drehmomenterzeugungseinheit erzeugt wird, von dem ersten Drehmomentanweisungswert, der durch die erste Drehmomenterzeugungseinheit erzeugt wird, wodurch das Resultat der Subtraktion als der Antriebsdrehmoment-Anweisungswert für den Motor zum Fahren ausgegeben wird, wobei der Motor zum Fahren auf Grundlage des Antriebsdrehmoment-Anweisungswerts angetrieben wird. Daher ist es möglich, die Resonanz des Fahrzeugs zu eliminieren, die durch Oszillationsquellen verursacht wird, wie zum Beispiel die Drehmomentwelligkeit des Motors, Oszillationen und Rauschanteile bzw. Geräusche zu beschränken, die durch die Resonanz an dem Fahrzeug erzeugt werden, und den Fahrzeuginsassen ein Komfortgefühl bereitzustellen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist ein allgemeines Konfigurationsdiagramm zur Darstellung einer allgemeinen Konfiguration eines Fahrzeugsystems mit einer Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung, in der Form eines Graphen, eines Lead/Lag-Filters erster Ordnung zum Extrahieren von Fahrzeugresonanz-Frequenzkomponenten in der Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3 ist ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Feedback-Verarbeitung in Bezug auf eine Fahrzeugresonanzkompensation in der Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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4 ist ein erläuterndes Diagramm zur Darstellung einer Beziehung zwischen der Resonanzfrequenz des Fahrzeugs und Oszillationsfrequenzen, wie zum Beispiel eine Drehmomentwelligkeit eines Motors, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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[Erste Ausführungsform]
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Im Folgenden wird eine Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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1 stellt eine allgemeine Konfiguration der Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, und illustriert eine der bevorzugten Ausführungsformen.
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Ein Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform ist ein elektrisches Fahrzeug (EV), und eine allgemeine Konfiguration davon wird in 1 dargestellt. Das Fahrzeug, für das die vorliegende Erfindung verwendet wird, ist nicht auf das elektrische Fahrzeug beschränkt, und kann ein Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Motor sein. Anstelle von nur einem Motor kann das elektrische Fahrzeug ferner Motoren im Rad aufweisen, die jeweils in jedem der Räder bereitgestellt werden.
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Wie in 1 dargestellt, wird eine Fahrzeugsteuervorrichtung 1, eine Batterie 8 und ein Motor zum Fahren 3 (elektrischer Motor) mit einer Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug 2 (im Folgenden einfach als die Motorsteuervorrichtung 2 bezeichnet) gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden. Die Motorsteuervorrichtung 2 gemäß der vorliegenden Erfindung extrahiert Frequenzkomponenten, die eine Fahrzeugresonanz erzeugen, aus Frequenzkomponenten von Oszillationsquellen, wie zum Beispiel eine Drehmomentwelligkeit, die während des Motorantriebs erzeugt wird, führt eine Feedback-Steuerung für die extrahierten Frequenzkomponenten durch, und beschränkt eine Resonanz des Fahrzeugs, die durch die Oszillationsquellen des Motors zum Fahren 3 verursacht wird.
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Der Motor zum Fahren 3 wird mit einem elektrischen Motorwinkelsensor 4 (Drehmelder) bereitgestellt, und der elektrische Winkel des Motors zum Fahren 3 wird dadurch erfasst. Darüber hinaus ist der Motor zum Fahren 3 über ein Getriebe (T/M) 5 mit Antriebsrädern 6 verbunden, wobei die Antriebsräder 6 durch das Drehmoment des Motors zum Fahren 3 rotiert werden, und das Fahrzeug erlangt eine Antriebskraft durch eine Auflagekraft von dem Erdboden. Das Getriebe 5 kann ein einfaches Untersetzungsgetriebe sein, oder kann ein Zahnradwechselgetriebe mit einem Mechanismus sein, der unter verschiedenen Untersetzungsverhältnissen je nach den Umständen wechseln kann.
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Eine Additionseinheit 20, eine Stromanweisungs-Berechnungseinheit 21, ein Wandler 22, und eine Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 werden in der Motorsteuervorrichtung 2 bereitgestellt. Darüber hinaus wird ein Fahrzeug-Resonanzkomponentenextraktionsfilter 24, eine Verstärkerfunktionseinheit 25 und eine Begrenzungseinheit 26 in der Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 bereitgestellt. Es wird vermerkt, dass der Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilter 24 durch einen Lead/Lag-Filter erster Ordnung ausgebildet ist.
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Verschiedene Sensoren 7 werden mit der Fahrzeugsteuervorrichtung 1 verbunden, wodurch jeweilige Zustandsgrößen des Fahrzeugs erfasst werden. Ein Beschleunigerpositionssensor (nicht gezeigt) zum Erfassen einer Betätigungsgröße eines Beschleuniger- bzw. Gaspedals durch einen Fahrer, ein Bremspositionssensor (nicht gezeigt) zum Erfassen einer Betätigungsgröße eines Bremspedals, und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) zum Erfassen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs sind als die verschiedenen Sensoren 7 zu diesem Anlass mit der Fahrzeugsteuervorrichtung 1 verbunden, und die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 bestimmt einen Drehmomentanweisungswert, der an die Motorsteuervorrichtung 2 gerichtet ist, gemäß der Eingabegrößen an dem Beschleuniger und der Bremse von dem Fahrer und der Fahrzeuggeschwindigkeit, und gibt den Drehmomentanweisungswert als eine erste Drehmomentanweisung Tref aus. Ein Verfahren zum Berechnen des ersten Drehmomentanweisungswerts kann jede der wohlbekannten Technologien einsetzen, die im Allgemeinen verwendet werden, und eine Beschreibung davon wird somit weggelassen. Obwohl beschrieben wurde, dass drei Sensoren vorliegen, d. h. der Beschleunigerpositionssensor, der Bremspositionssensor und der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor als die verschiedenen Sensoren 7, sind die verschiedenen Sensoren nicht auf diesen Fall beschränkt, und die Anzahl der Sensoren kann geringer als drei oder mehr als drei sein, und die Sensorart kann andere Arten von Sensoren umfassen, als diejenigen die hier beschrieben wurden.
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In der Motorsteuervorrichtung 2 wird zuerst ein Resonanzkompensationswert zum Beschränken der Oszillation, die durch die Resonanz des Fahrzeugs verursacht wird, durch die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 berechnet, und der Resonanzkompensationswert wird als eine zweite Drehmomentanweisung Tcmp ausgegeben. Die Additionseinheit 20 subtrahiert dann den zweiten Drehmomentwert von der ersten Drehmomentanweisung, der durch die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 berechnet wurde, wodurch eine Differenz zwischen diesen Drehmomentanweisungen berechnet wird. Die Ausgabe von der Additionseinheit 20 wird einer dq-Achsen-Transformation und der Dreiphasen-Transformation durch die Stromanweisungs-Berechnungseinheit 21 unterworfen, und auf Grundlage dessen werden Leistungsschaltelemente (nicht gezeigt) in dem Wandler 22 angesteuert, so dass bewirkt wird, dass eine DC-Komponente von der Batterie 8 gewünschte Dreiphasen-AC-Wellenformen ausgibt, wodurch eine Steuerung zum Antrieb des Motors zum Fahren 3 bereitgestellt wird.
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Im Folgenden wird eine Beziehung zwischen der Drehmomentwelligkeit und der Resonanz des Fahrzeugs beschrieben, auf die in 4 verwiesen wird. Die Drehmomentwelligkeit wird im Wesentlichen durch höhere Harmonische der Spannung erzeugt, und es wird angenommen, dass ein Hauptanteil davon im Allgemeinen die 6f-Komponenten der Motorfrequenz ist. Als ein Ergebnis ändert sich die Frequenz der Drehmomentwelligkeit gemäß der Drehzahl des Motors, und die Frequenz der Drehmomentwelligkeit ändert sich auch gemäß der Motorform und der Art der Wicklungen.
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Andererseits hängt die Resonanz des Fahrzeugs mit einem Zustand zusammen, bei dem das gesamte Fahrzeug eine natürliche Oszillation bereitstellt, aufgrund von Oszillationsquellen, wie zum Beispiel eine Drehmomentwelligkeit bei dieser Gelegenheit. Die Resonanzfrequenz des Fahrzeugs ist eine natürliche Frequenz, die durch das Gewicht des Fahrzeugs, Federkonstanten und Viskositätskoeffizienten elastischer Systeme, wie zum Beispiel der Aufhängung bestimmt werden. Wenn, mit anderen Worten, Frequenzkomponenten von Oszillationsquellen, wie zum Beispiel die Drehmomentwelligkeit des Motors, der natürlichen Frequenz überlagert sind, die durch das Fahrzeug eindeutig bestimmt ist, tritt eine Resonanz des Fahrzeugs auf (siehe das linke Diagramm der 4). Wenn andererseits die Frequenzkomponenten der Oszillationsquellen, wie zum Beispiel die Drehmomentwelligkeit der natürlichen Frequenz des Fahrzeugs nicht überlagert sind, tritt die Resonanz des Fahrzeugs nicht auf (siehe das rechte Diagramm der 4).
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Die Drehmomentwelligkeit des Motors bedeutet, dass das Drehmoment des Motors pulsiert bzw. schwingt. Die Drehmomentwelligkeit des Motors beeinflusst die Drehzahl des Motors. Daraus ist es somit möglich, die Drehmomentwelligkeitskomponente des Motors gemäß dem elektrischen Winkel des Motors zu identifizieren. Die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 führt die Drehmomentkompensation mittels einer Feedback-Steuerung gemäß des elektrischen Motorwinkels durch, wodurch Drehmomentwelligkeitskomponenten bezüglich der Resonanz des Fahrzeugs entfernt werden. Bei dieser Steuerung handelt es sich um ein Programm, das in jeder kurzen Periode wiederholt wird.
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Im Folgenden wird das Berechnungsprogramm des Drehmomentkompensationswerts mit Bezug auf ein Flussdiagramm der 3 beschrieben. Im Schritt S201 wird der elektrische Winkel ω des Motors von dem elektrischen Motorwinkelsensor 4, der an dem Motor zum Fahren 3 bereitgestellt ist, in die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 eingegeben. obwohl hier das Beispiel beschrieben wird, bei dem der elektrische Winkel ω des Motors als Antriebszustand (Daten) des Motors zum Fahren 3 von dem elektrischen Motorwinkelsensor 4 zu diesem Anlass eingegeben wird, ist der Antriebszustand (Daten) nicht auf den elektrischen Winkel ω des Motors beschränkt, und der elektrische Winkel ω, die Motorgeschwindigkeit, das Motordrehmoment, der Motorstrom, ein elektrischer Motorwinkel, der aus dem Motorstrom und dergleichen geschätzt wird, und/oder eine Motorgeschwindigkeit, die aus dem Motordrehmoment und dergleichen geschätzt wird, können zum Beispiel als Antriebszustand (Daten) des Motors zum Fahren 3 verwendet werden.
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Im Schritt S202 wird dann ωfil berechnet, wobei es sich um eine Fahrzeugresonanz-Frequenzkomponente handelt, die mittels des Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilters 24 aus dem elektrischen Winkel ω des Motors extrahiert wird. Der Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilter 24 weist eine Transferkennlinie G(s) mit Lead/Lag-Elementen auf, die durch die folgende Gleichung (1) dargestellt wird. G(s) = (τ2s + 1)/(τ1s + 1) (1)
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In der oben erwähnten Gleichung ist s der Laplace-Operator, und τ1 und τ2 sind Zeitkonstanten, die durch die folgenden Gleichungen (2) und (3) dargestellt sind. τ1 = 1/2·π·fmax (2) τ2 = 1/2·π·fmin (3)
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In diesem Zusammenhang ist, wie in 2 dargestellt, fmin das Minimum der Fahrzeugresonanzfrequenz, fmax ist das Maximum der Fahrzeugresonanzfrequenz, und es wird beabsichtigt, dass der Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilter 24 ein Signal mit einer Frequenzkomponente in einem Resonanzfrequenzband (oder das Band und eine Umgebung davon) des Fahrzeugs extrahiert. Wenn zum Beispiel fmin und fmax auf 8 Hz bzw. 25 Hz eingestellt werden, bestimmt der Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilter 24 die Zeitkonstanten τ1 und τ2 unter Verwendung dieser Werte, über die Berechnung gemäß der oben erwähnten Gleichungen (2) und (3), wodurch nur Frequenzkomponenten von 8 Hz bis 25 Hz extrahiert werden.
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Zu diesem Anlass können das Minimum fmin und das Maximum fmax der Fahrzeugresonanzfrequenz (und zwar die Zeitkonstanten τ1 und τ2) fixiert werden, können jedoch gemäß dem Zustand des Fahrzeugs auch variabel sein. Wenn mit anderen Worten das Fahrzeug ein Oszillationserfassungsmittel (nicht gezeigt) aufweist, wie zum Beispiel einen Beschleunigungssensor als Fahrzeugresonanz-Frequenzerfassungsmittel, und eine Fahrzeugresonanzfrequenz erfasst, die tatsächlich vorhanden ist, auf Grundlage einer erfassten Beschleunigung, wodurch das Minimum fmin und das Maximum fmax der Fahrzeugresonanzfrequenz (und zwar die Zeitkonstanten τ1 und τ2) auf Grundlage der Fahrzeugresonanzfrequenz geändert werden, die tatsächlich vorhanden ist, ist es möglich, eine Resonanz des Fahrzeugs zu beschränken, die durch einen unerwarteten externen Faktor erzeugt wird.
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Wenn darüber hinaus kein Oszillationserfassungsmittel, wie zum Beispiel ein Beschleunigungssensor, vorliegt, kann, da es ersichtlich ist, dass sich die Resonanzfrequenz des Fahrzeugs gemäß dem Fahrzeuggewicht und der Neigung der Straßenoberfläche ändert, bei denen es sich um Faktoren handelt, die die Resonanzfrequenz zusätzlich zu den elastischen Systemen bestimmt, die Frequenz durch die Bereitstellung von Mitteln (Sensoren) zum Erfassen des Fahrzeuggewichts und der Neigung der Straßenoberfläche als das Fahrzeugresonanz-Frequenzerfassungsmittel beschränkt werden, und das Minimum fmin und das Maximum fmax der Fahrzeugresonanzfrequenz (und zwar der Zeitkonstanten τ1 und τ2) kann auf Grundlage der erfassten Werte geändert werden.
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Wenn zum Beispiel das Fahrzeuggewicht ansteigt, wird die Fahrzeugresonanzfrequenz verringert, und es ist somit notwendig, geringere Werte für das Minimum fmin und das Maximum fmax der Fahrzeugresonanzfrequenz einzustellen. Wenn darüber hinaus Gewichte gemäß der Neigung der Straßenoberfläche ansteigen, die den elastischen Systemen auferlegt sind, die als Resonanzquellen wirken, ist es ebenso notwendig, geringere Werte für das Minimum fmin und das Maximum fmax der Fahrzeugresonanzfrequenz einzustellen. Wenn eine Konfiguration bereitgestellt wird, bei der das Minimum fmin und das Maximum fmax der Fahrzeugresonanzfrequenz automatisch geändert werden mittels der Sensoren (nicht gezeigt) für das Fahrzeuggewicht und die Neigung, kann die Resonanz des Fahrzeugs effizienter beschränkt werden.
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Im Schritt S203 wird dann in der Verstärkerfunktionseinheit 25 unter Verwendung der Frequenzkomponenten ωfil die durch den Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilter 24 extrahiert wird, und einer vorab eingestellten Verstärkung k die folgende Berechnung ausgeführt, wodurch Tfil erlangt wird. Tfil = k·ωfil (4)
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Eine Fahrzeugresonanz-Kompensationskomponente wird dann in der Begrenzungseinheit 26 im Schritt S204 angepasst. Eine Hauptaufgabe der Begrenzungseinheit 26 besteht darin, zu verhindern, dass eine unerwartete externe Störung einen großen Wert in der Motorwinkelgeschwindigkeit erzeugt und die Steuerung nachteilig beeinflusst. Die Begrenzungseinheit 26 dient zum Einstellen oberer und unterer Grenzwerte für den zweiten Drehmomentanweisungswert, bei dem es sich um den Resonanzkompensationswert handelt, der durch die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 erzeugt wird, um die durch die Resonanz des Fahrzeugs verursachte Oszillation zu beschränken. Mit anderen Worten führt die Begrenzungseinheit 26 eine Operation durch die Tfil durch den oberen Grenzwert ersetzt, wenn Tfil, wie durch die Verstärkerfunktionseinheit 25 erzeugt, gleich oder größer als ein vorbestimmter oberer Grenzwert ist, und Tfil durch den unteren Grenzwert ersetzt, wenn Tfil, wie durch die Verstärkerfunktionseinheit 25 erzeugt, gleich oder geringer als ein vorbestimmter unterer Grenzwert ist.
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Die Beschränkungseinheit 26 kann gemäß einem anderen Beispiel arbeiten. Die Fahrzeugresonanzfrequenz ist im Allgemeinen gering, und die Resonanz des Fahrzeugs, die durch eine Oszillationsquelle verursacht wird, weist ein Merkmal auf, wobei die Resonanz nur erzeugt wird, wenn die Frequenz der Oszillationsquelle gering ist, d. h., nur in einem Bereich geringer Fahrzeuggeschwindigkeiten. Daher kann die Begrenzungseinheit 26 bereitgestellt werden für den Betrieb zum Ausführen der Resonanzkompensation nur auf der Seite geringer Geschwindigkeiten, auf Grundlage der Fahrzeuggeschwindigkeitsinformationen, die von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor (nicht gezeigt) erfasst werden. Insbesondere kann die Begrenzungseinheit 26 eine Fahrzeuggeschwindigkeits-Eingabeeinheit enthalten, zum Empfangen eines Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der an dem Fahrzeug bereitgestellt ist, und kann die Ausgabe des zweiten Drehmomentanweisungswerts an die Additionseinheit 20 gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit an-/ausschalten (ausführen/unterlassen). Wenn mit anderen Worten die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als ein vorab eingestellter vorbestimmter Schwellenwert ist, wird der zweite Drehmomentanweisungswert Tcmp nicht an die Additionseinheit 20 ausgegeben, und der Motor zum Fahren 3 wird direkt gemäß dem ersten Drehmomentanweisungswert Tref gesteuert, genauso wie dieser durch die Fahrzeugsteuereinheit 1 erzeugt wird, ohne die Resonanzkompensation auszuführen, und wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als der vorab eingestellte vorbestimmte Schwellenwert ist, wird der zweite Drehmomentanweisungswert an die Additionseinheit 20 ausgegeben, wodurch der erste Drehmomentanweisungswert kompensiert wird, und der Antrieb des Motors zum Fahren 3 gemäß einem Drehmomentanweisungswert Tref_cmp nach der Resonanzkompensation gesteuert wird. Anstelle der Begrenzungseinheit 26 kann die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 alternativ das Schalten gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit ausführen. Mit anderen Worten kann die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 eine Fahrzeuggeschwindigkeit-Eingabeeinheit enthalten, zum Empfangen eines Signals von dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, der in dem Fahrzeug bereitgestellt ist, und kann den Erzeugungsbetrieb des zweiten Drehmomentanweisungswerts durch die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 gemäß der Fahrzeuggeschwindigkeit an-/ausschalten (ausführen/unterlassen). Wenn mit anderen Worten die Fahrzeuggeschwindigkeit gleich oder größer als der vorab eingestellte vorbestimmte Schwellenwert ist, wird der zweite Drehmomentanweisungswert Tcmp nicht erzeugt, und wenn andererseits die Fahrzeuggeschwindigkeit geringer als der vorab eingestellte vorbestimmte Schwellenwert ist, kann die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 den zweiten Drehmomentanweisungswert Tcmp erzeugen.
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Im Schritt S205 wird dann der numerische Wert, der nach der Berechnung durch die Begrenzungseinheit 26 erhalten wird, als der zweite Drehmomentanweisungswert Tcmp zur Verwendung als Drehmomentkompensationswert bestimmt.
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Im Schritt S206 berechnet die Additionseinheit 20 den Drehmomentanweisungswert Tref_cmp aus den Resonanzkompensationswert Tcmp (zweiter Drehmomentanweisungswert), der durch die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 berechnet wird, und dem Drehmomentanweisungswert Tref (erster Drehmomentanweisungswert), der von der Fahrzeugsteuervorrichtung 1 eingegeben wird, unter Verwendung der folgenden Gleichung (5). Tref_cmp = Tref (erster Drehmomentanweisungswert) – Tcmp (zweiter Drehmomentanweisungswert) (5)
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Nachdem die Routine zum Berechnen des Drehmomentkompensationswerts der 3 den Drehmomentanweisungswert Tref_cmp erlangt, nach der Drehmomentwelligkeitskompensation auf diese Art und Weise, werden die verschiedenen Berechnungen, wie zum Beispiel die dq-Achsen-Transformation und die Dreiphasen-Wandlung durch die Stromanweisungs-Berechnungseinheit 21 ausgeführt, auf Grundlage des Drehmomentanweisungswerts Tref_cmp nach der Drehmomentwelligkeitskompensation, die Steuerung für den Dreiphasen-Wechselstrom wird bestimmt, und die Leistungsschaltungselemente (nicht gezeigt) in dem Wandler 22 werden so angesteuert, dass bewirkt wird, dass die DC-Komponente von der Batterie 8 die gewünschten Dreiphasen-AC-Wellenformen ausgeben, wodurch der Motor zum Fahren 3 angetrieben wird.
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Der Motor zum Fahren 3 ist über das Getriebe 5 mit den Antriebsrädern 6 verbunden, wobei die Antriebsräder 6 durch das Drehmoment des Motors zum Fahren 3 rotiert werden, und das Fahrzeug die Antriebskraft durch die Auflagekraft von dem Erdboden erlangt. Das Getriebe 5 kann ein einfaches Untersetzungsgetriebe sein, oder kann ein Zahnradwechselgetriebe sein mit einem Mechanismus, der bei Bedarf unter mehreren Geschwindigkeitsreduktionsverhältnissen wechseln kann.
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Wie oben beschrieben, umfasst die Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform: die Fahrzeugsteuervorrichtung 1 zum Erzeugen des ersten Drehmomentanweisungswerts Tref gemäß den Zustandsgrößen des Fahrzeugs, die von den verschiedenen Sensoren 7 erhalten werden; die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 zum Extrahieren der Frequenzkomponenten, wie zum Beispiel die Drehmomentwelligkeit, die eine Fahrzeugresonanz erzeugen, aus den Oszillationsquellen-Komponenten, die erfasst werden können gemäß dem Motorantriebszustand, wie zum Beispiel der elektrische Winkel ω des Fahrzeugs zum Fahren 3, mittels des Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilters 24, und zum Erzeugen des zweiten Drehmomentanweisungswerts Tcmp, bei dem es sich um den Resonanzkompensationswert handelt zum Ausführen der Feedback-Steuerung für die extrahierten Frequenzkomponenten; und die Additionseinheit 20 zum Erzeugen des Drehmomentanweisungswerts Tref_cmp, durch Subtrahieren des zweiten Drehmomentanweisungswerts Tcmp von dem ersten Drehmomentanweisungswert Tref, und wobei der Motor zum Fahren 3 gemäß dem Drehmomentanweisungswert gesteuert wird. Es ist somit möglich, eine bevorzugte Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die die Feedback-Steuerung für Resonanzfrequenz-Komponenten des Fahrzeugs aus den Oszillationsquellen bereitstellen kann, wie zum Beispiel die Drehmomentwelligkeit, die von dem Motorantriebszustand erfasst wird, wie zum Beispiel die Winkelgeschwindigkeit ω des Motors, wodurch die Resonanzfrequenz des Fahrzeugs eliminiert wird, Oszillationen und Geräusche beschränkt werden, die an dem Fahrzeug durch die Resonanz erzeugt werden, und wodurch den Passagieren ein Komfortgefühl bereitgestellt wird.
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Obwohl die Beschreibung unter der Annahme gegeben ist, dass eine Steuereinheit zum Ausführen der Berechnung in Bezug auf die Fahrzeugresonanz-Kompensationsberechnungseinheit 23 und der Stromanweisungs-Berechnungseinheit 21 und einer Wandlereinheit vereinheitlicht sind, können die Steuereinheit und die Wandlereinheit unabhängig voneinander bereitgestellt werden. Mit anderen Worten kann der Wandler 22 außerhalb der Motorsteuervorrichtung 2 bereitgestellt werden.
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Obwohl ferner der Motor zum Fahren 3 als ein Dreiphasen-AC-Motor beschrieben ist, kann der Motor zum Fahren 3 ein Permanentmagnet-Motor oder ein Induktionsmotor sein, und die Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug kann für alle Motoren verwendet werden, die möglicherweise eine Drehmomentwelligkeit erzeugen. Die Motorsteuervorrichtung für ein Fahrzeug kann in diesem Fall den gleichen Effekt wie die erste Ausführungsform bereitstellen.
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Obwohl ferner der Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilter 24 als ein Lead/Lag-Filter erster Ordnung beschrieben ist, kann der Fahrzeug-Resonanzkomponenten-Extraktionsfilter 24 ein Filter zweiter Ordnung sein, und ein wohlbekannter Filter, der ein Signal in einer Umgebung der Resonanzfrequenz extrahieren kann, ist ebenfalls anwendbar. In diesem Fall kann die Steuerung bereitgestellt werden, während die Frequenz stärker beschränkt ist.
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Obenstehend wurde die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die vorliegende Erfindung kann mit verschiedenen Modifikationen implementiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 10-23614 [0003, 0006]
- JP 2007-221896 [0004, 0007]
