JP2014072948A - Vehicle resonance suppression control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、駆動源としてモータを備える車両の共振に伴う振動及び騒音を抑制する車両共振抑制制御装置に関するものである。 The present invention relates to a vehicle resonance suppression control device that suppresses vibration and noise associated with resonance of a vehicle including a motor as a drive source.
車両の駆動源としてモータ（電動機、回転電機）を備える電気自動車（ＥＶ）、及び内燃機関とモータの両方を備えるハイブリッド自動車（ＨＥＶ）において、車両発進時または減速時に振動や騒音が発生することがある。これは、動力伝達系のねじれ共振に起因するものである。従来、このねじれ共振が発生しないようなトルク指令値を生成するために、モータ回転速度に応じて車両振動成分をフィードバックし、トルク指令値に加算する方法が提案されている。 In an electric vehicle (EV) including a motor (electric motor, rotating electric machine) as a vehicle drive source and a hybrid vehicle (HEV) including both an internal combustion engine and a motor, vibration and noise may be generated when the vehicle starts or decelerates. is there. This is due to the torsional resonance of the power transmission system. Conventionally, in order to generate a torque command value that does not cause this torsional resonance, a method has been proposed in which a vehicle vibration component is fed back in accordance with the motor rotation speed and added to the torque command value.
例えば特許文献１に提示された車両の制御装置では、低速走行時にコギングトルクによる車両振動を抑制するために、振動抑制補償トルクを演算する際に用いる振動抑制ゲインをモータの回転数に応じて変える（モータの回転数が所定値以下のときの振動抑制ゲインを、所定値より大きいときの振動抑制ゲインより大きくする）ことにより、極低速走行時に車両に発生する振動を効果的に抑制するようにしている。 For example, in the vehicle control device presented in Patent Document 1, the vibration suppression gain used when calculating the vibration suppression compensation torque is changed according to the rotational speed of the motor in order to suppress the vehicle vibration due to the cogging torque during low-speed traveling. By making the vibration suppression gain when the motor rotation speed is less than or equal to a predetermined value larger than the vibration suppression gain when the motor rotation speed is greater than the predetermined value, vibration generated in the vehicle during extremely low speed traveling is effectively suppressed. ing.
しかしながら、特許文献１に示された制御装置では、停車時の乗員の乗り降り等で車両が揺れた際の振動等に対しても、これを抑制するモータトルクを発生させてしまい、不必要な電力を消費するという問題があった。また、極低速走行時の振動を取り除くため、モータの回転数が所定値以下のときの振動抑制ゲインを大きく設定しており、振動抑制補償トルクに起因する騒音が発生する可能性がある。また、振動抑制制御による制動系への影響が免れず、運転者のドライバビリティを低下させるという問題があった。 However, the control device disclosed in Patent Document 1 generates a motor torque that suppresses vibration even when the vehicle shakes due to the passenger getting on and off when the vehicle is stopped, and unnecessary power is generated. There was a problem of consuming. Further, in order to remove vibration at extremely low speeds, the vibration suppression gain when the motor rotation speed is equal to or less than a predetermined value is set large, and noise due to vibration suppression compensation torque may occur. In addition, there is a problem that the influence on the braking system due to vibration suppression control is unavoidable and the drivability of the driver is lowered.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、不必要な共振抑制制御による電力消費とドライバビリティの低下を抑え、効率的な共振抑制制御を行うことが可能な共振抑制制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of performing efficient resonance suppression control by suppressing power consumption and drivability deterioration due to unnecessary resonance suppression control. An object is to provide a suppression control device.
本発明に係る車両共振抑制制御装置は、駆動トルク指令に基づいて車両駆動用モータを制御する車両に搭載される車両共振抑制制御装置であって、車両の状態に関する車両情報に基づいてモータを駆動させるための第１のトルク指令値を出力する第１のトルク生成手段と、モータの回転速度に基づいて車両共振成分を抽出し、車両の共振に伴う振動を抑制するための第２のトルク指令値を出力する第２のトルク生成手段と、車両の状態に関する車両情報に基づいて共振抑制補償の必要性を判定し、その結果に基づいて第２のトルク生成手段の出力を制御する共振抑制制御判定手段と、第１のトルク指令値と第２のトルク指令値に基づいて駆動トルク指令値を出力する駆動トルク生成手段を備えたものである。 A vehicle resonance suppression control apparatus according to the present invention is a vehicle resonance suppression control apparatus mounted on a vehicle that controls a vehicle drive motor based on a drive torque command, and drives the motor based on vehicle information relating to the vehicle state. A first torque generating means for outputting a first torque command value for generating the second torque command, and a second torque command for extracting a vehicle resonance component based on the rotational speed of the motor and suppressing vibration associated with the vehicle resonance. Second torque generating means for outputting a value, and resonance suppression control for determining the necessity of resonance suppression compensation based on vehicle information relating to the state of the vehicle and controlling the output of the second torque generating means based on the result A determination means and a drive torque generation means for outputting a drive torque command value based on the first torque command value and the second torque command value are provided.
本発明に係る車両共振抑制制御装置によれば、モータを駆動させるための第１のトルク
指令値を出力する第１のトルク生成手段と、モータの回転速度に基づいて車両共振成分を抽出し、車両の共振に伴う振動を抑制するための第２のトルク指令値を出力する第２のトルク生成手段を備え、さらに、車両の状態に関する車両情報に基づいて共振抑制補償の必要性を判定し、その結果に基づいて第２のトルク生成手段の出力を制御する共振抑制制御判定手段を備えることにより、不必要な共振抑制制御による電力消費とドライバビリティの低下を抑えることができ、効率的な共振抑制制御を行うことが可能である。
According to the vehicle resonance suppression control apparatus according to the present invention, the vehicle torque component is extracted based on the first torque generating means for outputting the first torque command value for driving the motor and the rotational speed of the motor, A second torque generating means for outputting a second torque command value for suppressing vibration associated with vehicle resonance, further determining the necessity of resonance suppression compensation based on vehicle information relating to the vehicle state; By providing the resonance suppression control determination means for controlling the output of the second torque generation means based on the result, it is possible to suppress power consumption and drivability deterioration due to unnecessary resonance suppression control, and to achieve efficient resonance. It is possible to perform suppression control.
実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１に係る車両共振抑制制御装置について、図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る車両共振抑制制御装置を含む車両システムの全体構成を示している。本実施の形態１では、車両１００として電気自動車を例に挙げて説明するが、本発明は、駆動トルク指令に基づいて車両駆動用モータ４を制御する車両に適用されるものであり、電気自動車に限らず、内燃機関とモータの両方を備えたハイブリッド自動車であってもよい。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a vehicle resonance suppression control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an overall configuration of a vehicle system including a vehicle resonance suppression control device according to Embodiment 1 of the present invention. In the first embodiment, an electric vehicle will be described as an example of the vehicle 100, but the present invention is applied to a vehicle that controls the vehicle driving motor 4 based on a driving torque command. However, the present invention is not limited to this and may be a hybrid vehicle including both an internal combustion engine and a motor.
また、本実施の形態１に係る車両共振抑制制御装置は、以下に説明する第１のトルク生成手段、第２のトルク生成手段、共振抑制制御判定手段、及び駆動トルク生成手段から構成されるものであるが、これらは必ずしも装置として一体化されているものではない。実際には、車両１００に分散して配置され、配線等により互いに接続されている。図１に示す例では、第２のトルク生成手段と共振抑制制御判定手段を含む共振抑制制御部３１は、モータ制御装置３に備えられているが、配線やプログラムの簡易化等の都合により車両制御装置１に備えられていてもよい。 The vehicle resonance suppression control apparatus according to the first embodiment includes a first torque generation unit, a second torque generation unit, a resonance suppression control determination unit, and a drive torque generation unit described below. However, these are not necessarily integrated as a device. Actually, they are distributed in the vehicle 100 and connected to each other by wiring or the like. In the example illustrated in FIG. 1, the resonance suppression control unit 31 including the second torque generation unit and the resonance suppression control determination unit is provided in the motor control device 3. However, for convenience of wiring and programs, the vehicle The control device 1 may be provided.
第１のトルク生成手段である車両制御装置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、車両駆動用モータ４（以下モータ４と略す）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１に接続される各種センサ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）、及び車速センサ（図示省略）等が含まれる。 The vehicle control device 1 serving as the first torque generating means is a first for driving a vehicle driving motor 4 (hereinafter abbreviated as a motor 4) based on vehicle information regarding the state of the vehicle 100 acquired from various sensors 2. Torque command value (Tref) is output. Various sensors 2 connected to the vehicle control device 1 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.
ブレーキポジションセンサ２１は、ブレーキペダルの踏み込み量を検知し、ブレーキトルクを出力する。シフトポジションセンサ２２は、パーキング、ニュートラル、及びドライブ時のギアポジションを検知し、シフトポジションを出力する。また、アクセルポジションセンサは、ドライバーのアクセルペダルの踏み込み量を検知し、車速センサは車両１００の速度を検知する。第１のトルク指令値は、アクセルまたはブレーキの入力量と車両１００の速度に基づいて出力される。 The brake position sensor 21 detects the amount of depression of the brake pedal and outputs brake torque. The shift position sensor 22 detects the gear position during parking, neutral, and driving, and outputs the shift position. The accelerator position sensor detects the amount by which the driver depresses the accelerator pedal, and the vehicle speed sensor detects the speed of the vehicle 100. The first torque command value is output based on the accelerator or brake input amount and the speed of the vehicle 100.
モータ制御装置３の共振抑制制御部３１は、図２に示すように、車両共振成分取得部３１１と共振抑制制御判定部３１２を有している。第２のトルク生成手段は、モータ４の回転速度に基づいて車両共振成分を抽出し、車両１００の共振に伴う振動を抑制するための第２のトルク指令値を出力するもので、本実施の形態１では、車両共振成分取得部３１１とゲイン演算回路３２から構成されている。車両共振成分取得部３１１は、モータ電気角センサであるレゾルバセンサ５によりモータ４の回転速度を取得し、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。 As shown in FIG. 2, the resonance suppression control unit 31 of the motor control device 3 includes a vehicle resonance component acquisition unit 311 and a resonance suppression control determination unit 312. The second torque generation means extracts a vehicle resonance component based on the rotational speed of the motor 4 and outputs a second torque command value for suppressing vibration associated with the resonance of the vehicle 100. In the first embodiment, the vehicle resonance component acquisition unit 311 and the gain calculation circuit 32 are included. The vehicle resonance component acquisition unit 311 acquires the rotational speed of the motor 4 by the resolver sensor 5 which is a motor electrical angle sensor, extracts a vehicle resonance component based on this, and calculates a vehicle resonance suppression value.
ゲイン演算回路３２は、車両共振成分取得部３１１が算出した車両共振抑制値にゲインを掛け、車両１００の共振に伴う振動を抑制するための第２のトルク指令値（Ｔinh）を出力する。なお、ここではモータ電気角に基づいて第２のトルク指令値を算出しているが、モータ速度推定値、モータトルク、モータ電流、加速度センサ信号、車両速度等に基づいて共振抑制補償を行うこともできる。 The gain calculation circuit 32 multiplies the vehicle resonance suppression value calculated by the vehicle resonance component acquisition unit 311 with a gain, and outputs a second torque command value (Tinh) for suppressing vibration associated with the resonance of the vehicle 100. Here, the second torque command value is calculated based on the motor electrical angle, but the resonance suppression compensation is performed based on the motor speed estimated value, motor torque, motor current, acceleration sensor signal, vehicle speed, and the like. You can also.
また、共振抑制制御判定手段である共振抑制制御判定部３１２は、車両１００の状態に関する車両情報に基づいて共振抑制補償の必要性を判定し、その結果に基づいて第２のトルク生成手段の出力を制御するものである。判定材料として用いられる車両情報は、該車両１００のブレーキトルク、シフトポジション、モータ回転速度、及び第１のトルク指令値の少なくとも１つから選ばれる。ここでは、第１のトルク指令値、ブレーキトルク、及びシフトポジションを判定材料として用いる。 The resonance suppression control determination unit 312 that is a resonance suppression control determination unit determines the necessity of resonance suppression compensation based on vehicle information related to the state of the vehicle 100, and outputs the second torque generation unit based on the result. Is to control. The vehicle information used as the determination material is selected from at least one of the brake torque of the vehicle 100, the shift position, the motor rotation speed, and the first torque command value. Here, the first torque command value, the brake torque, and the shift position are used as determination materials.
共振抑制制御判定部３１２は、共振抑制補償の必要性がないと判定した場合には、第２のトルク生成手段である車両共振成分取得部３１１あるいはゲイン演算回路３２の出力を禁止し、第２トルク指令値を零（ゼロ）とする。なお、本実施の形態１に係る車両共振抑制制御装置による共振抑制補償については、後に図３を用いて詳細に説明する。 When the resonance suppression control determination unit 312 determines that there is no need for resonance suppression compensation, the resonance suppression control determination unit 312 prohibits the output of the vehicle resonance component acquisition unit 311 or the gain calculation circuit 32 serving as the second torque generation unit, and the second Set the torque command value to zero. The resonance suppression compensation by the vehicle resonance suppression control apparatus according to the first embodiment will be described in detail later with reference to FIG.
駆動トルク生成手段である加算機３３は、第１のトルク指令値と第２のトルク指令値に基づき、これらを合算して駆動トルク指令値を出力する。なお、第２のトルク指令値は負のトルクであることから、実際には、第１のトルク指令値から第２のトルク指令値の絶対値を引いた値が駆動トルク指令値となる。 Based on the first torque command value and the second torque command value, the adder 33, which is a drive torque generation means, adds these together and outputs a drive torque command value. Since the second torque command value is a negative torque, the value obtained by subtracting the absolute value of the second torque command value from the first torque command value is actually the drive torque command value.
電流指令演算部３４は、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、３相変換等の演算処理を行い、３相交流の制御電圧を生成する。この３相交流の制御電圧によりインバータ３５のパワースイッチング素子が駆動され、バッテリ８から供給される直流電力を所望の３相交流波形を出力する交流電力に変換してモータ４を駆動させる。モータ４は、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）６を介して駆動輪７に接続され、駆動輪７を回転させる。 The current command calculation unit 34 performs calculation processing such as dq axis conversion and three-phase conversion based on the drive torque command value after the resonance suppression compensation, and generates a three-phase AC control voltage. The power switching element of the inverter 35 is driven by this three-phase AC control voltage, and the DC power supplied from the battery 8 is converted into AC power that outputs a desired three-phase AC waveform to drive the motor 4. The motor 4 is connected to the drive wheel 7 via the transmission (T / M) 6 and rotates the drive wheel 7.
なお、トランスミッション６は単なる減速機でもよいし、数段の減速比を変更できる機構を備えた変速機であってもよい。また、モータ４は、ねじれ共振が発生する可能性のあるものであれば、その種類は特に限定されるものではなく、永久磁石式モータや誘導モータであってもよい。さらに、モータ４の数は１つに限定されるものではなく、各車輪にモータ４を備えたインホイールモータであってもよい。 The transmission 6 may be a simple speed reducer or a transmission provided with a mechanism capable of changing several reduction ratios. The type of the motor 4 is not particularly limited as long as torsional resonance may occur, and may be a permanent magnet motor or an induction motor. Furthermore, the number of motors 4 is not limited to one, and an in-wheel motor provided with motors 4 on each wheel may be used.
次に、本実施の形態１に係る車両共振抑制制御装置における共振抑制補償に関するフィードバック処理について、図３のフローチャートを用いて説明する。共振抑制制御部３１にモータ４を駆動させるための第１のトルク指令値が入力され、処理がスタートする。まず、ステップ１０１（Ｓ１０１）において、車両共振成分取得部３１１は、レゾルバセンサ５よりモータの電気角を検出する。続いてステップ１０２（Ｓ１０２）において、Ｓ１０１で検出されたモータ電気角から車両共振周波数（例えば０．５〜１００Ｈｚ）の周波数成分を抽出する。 Next, feedback processing regarding resonance suppression compensation in the vehicle resonance suppression control apparatus according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. A first torque command value for driving the motor 4 is input to the resonance suppression control unit 31, and the process starts. First, in step 101 (S101), the vehicle resonance component acquisition unit 311 detects the electrical angle of the motor from the resolver sensor 5. Subsequently, in step 102 (S102), a frequency component of a vehicle resonance frequency (for example, 0.5 to 100 Hz) is extracted from the motor electrical angle detected in S101.
次に、ステップ１０３（Ｓ１０３）において、共振抑制制御判定部３１２は、車両１００が停車もしくは減速中であり、加速要求がないかどうかを判定する。具体的には、モータ回転速度が所定値αより小さく、且つブレーキトルクが第１のトルク指令値を上回るかどうかを判定する。この条件を満たす場合（Ｙｅｓ）、共振抑制補償の必要性がないと判定し、ステップ１０５（Ｓ１０５）に移行し、第２のトルク指令値を零と出力する。また、Ｓ１０３の条件を満たさなかった場合（Ｎｏ）、ステップ１０４（Ｓ１０４）に移行する。 Next, in step 103 (S103), the resonance suppression control determination unit 312 determines whether the vehicle 100 is stopped or decelerated and there is no acceleration request. Specifically, it is determined whether the motor rotation speed is smaller than a predetermined value α and the brake torque exceeds the first torque command value. If this condition is satisfied (Yes), it is determined that there is no need for resonance suppression compensation, the process proceeds to step 105 (S105), and the second torque command value is output as zero. If the condition of S103 is not satisfied (No), the process proceeds to step 104 (S104).
Ｓ１０４において、共振抑制制御判定部３１２は、車両１００のブレーキが強く踏み込まれたかどうかを判定する。具体的には、モータ回転速度が所定値βより大きく、且つブレーキトルクが所定値を上回るかどうかを判定する。この条件を満たす場合（Ｙｅｓ）、車両１００に急減速要求があることから共振抑制補償を抑制し、Ｓ１０５に移行して第２のトルク指令値を零と出力する。また、Ｓ１０４の条件を満たさなかった場合（Ｎｏ）、ステップ１０６（Ｓ１０６）に移行する。 In S104, the resonance suppression control determination unit 312 determines whether or not the brake of the vehicle 100 is strongly depressed. Specifically, it is determined whether the motor rotation speed is greater than a predetermined value β and the brake torque exceeds a predetermined value. If this condition is satisfied (Yes), resonance suppression compensation is suppressed because the vehicle 100 has a rapid deceleration request, and the process proceeds to S105 to output the second torque command value as zero. If the condition of S104 is not satisfied (No), the process proceeds to step 106 (S106).
Ｓ１０６において、共振抑制制御判定部３１２は、シフトポジションがパーキング（Ｐ）であるかどうかを判定する。シフトポジションセンサ２２から取得したシフトポジションがパーキングの場合（Ｙｅｓ）、車両１００が停止中であるため共振抑制補償の必要性がないと判定し、ステップ１０８（Ｓ１０８）に移行する。Ｓ１０８では、所定時間経過後、第２のトルク指令値を零と出力する。 In S106, the resonance suppression control determination unit 312 determines whether or not the shift position is parking (P). When the shift position acquired from the shift position sensor 22 is parking (Yes), it is determined that there is no need for resonance suppression compensation because the vehicle 100 is stopped, and the process proceeds to step 108 (S108). In S108, after the predetermined time has elapsed, the second torque command value is output as zero.
Ｓ１０６において、シフトポジションがパーキングでない場合（Ｎｏ）、ステップ１０７（Ｓ１０７）に移行する。Ｓ１０７において、共振抑制制御判定部３１２は、シフトポジションがニュートラル（Ｎ）であるかどうか判定する。シフトポジションセンサ２２から取得したシフトポジションがニュートラルの場合（Ｙｅｓ）、車両１００がモータトルクを必要としていないため共振抑制補償の必要性がないと判定し、Ｓ１０８に移行する。Ｓ１０８では、所定時間経過後、第２のトルク指令値を零と出力する。 In S106, when the shift position is not parking (No), the process proceeds to Step 107 (S107). In S107, the resonance suppression control determination unit 312 determines whether or not the shift position is neutral (N). When the shift position acquired from the shift position sensor 22 is neutral (Yes), it is determined that there is no need for resonance suppression compensation because the vehicle 100 does not require motor torque, and the process proceeds to S108. In S108, after the predetermined time has elapsed, the second torque command value is output as zero.
Ｓ１０７において、シフトポジションがニュートラルでない場合（Ｎｏ）、共振抑制制御判定部３１２は、共振抑制補償の必要性があると判定し、ステップ１０９（Ｓ１０９）において共振抑制補償のゲインに所定値を代入する。さらに、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、車両共振成分取得部３１１が抽出した共振成分に基づいて算出した車両共振抑制値にゲインを掛け、第２のトルク指令値を決定する。 If the shift position is not neutral in S107 (No), the resonance suppression control determination unit 312 determines that there is a need for resonance suppression compensation, and substitutes a predetermined value for the gain of resonance suppression compensation in Step 109 (S109). . In step 110 (S110), the vehicle resonance suppression value calculated based on the resonance component extracted by the vehicle resonance component acquisition unit 311 is multiplied by a gain to determine the second torque command value.
続いてステップ１１１（Ｓ１１１）において、加算機３３は、第１のトルク指令値と第２のトルク指令値の絶対値の差を求め、共振抑制補償した駆動トルク指令値を生成する。次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、電流指令演算部３４は、Ｓ１１１で求めた駆動トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸変換、３相変換等の演算処理を行い、駆動用電圧である３相交流の制御電圧を算出する。 Subsequently, in step 111 (S111), the adder 33 obtains a difference between the absolute values of the first torque command value and the second torque command value, and generates a drive torque command value compensated for resonance suppression. Next, in step 112 (S112), the current command calculation unit 34 performs calculation processing such as dq axis conversion, three-phase conversion, and the like based on the drive torque command value obtained in S111, so that a three-phase drive voltage is obtained. Calculate the AC control voltage.
さらに、ステップ１１３（Ｓ１１３）において、インバータ３５は、Ｓ１１２で生成された駆動用電圧により、バッテリ８から供給される直流電力を所望の３相交流波形を出力する交流電力に変換し、モータ４を駆動させる。以上で共振抑制補償に関するフィードバック処理は終了する。 Further, in step 113 (S113), the inverter 35 converts the DC power supplied from the battery 8 into AC power that outputs a desired three-phase AC waveform by using the driving voltage generated in S112, and the motor 4 Drive. This completes the feedback process related to resonance suppression compensation.
なお、Ｓ１０３において、車両１００が停車もしくは減速中であり加速要求がないかどうかを判定しているが、これは、停車時の乗員の乗り降りの際に発生する揺れに対する共振抑制制御を行わないためである。これにより、不必要な共振抑制制御による電力消費が抑えられると共に、共振抑制制御による騒音が抑制される効果がある。また、Ｓ１０４において、車両１００のブレーキが強く踏み込まれたかどうかを判定しているが、これは、共振抑制制御を抑制することで制動系への影響を軽減するためである。さらに、Ｓ１０８において、共振抑制補償を抑制するまでに所定時間を設けることにより、シフト変更時のショックを和らげることができる。 In S103, it is determined whether or not the vehicle 100 is stopped or decelerated and there is no acceleration request. This is because the resonance suppression control is not performed for the shaking generated when the passenger gets on and off when the vehicle is stopped. It is. As a result, power consumption due to unnecessary resonance suppression control is suppressed, and noise due to resonance suppression control is suppressed. Further, in S104, it is determined whether or not the brake of the vehicle 100 is strongly depressed. This is to reduce the influence on the braking system by suppressing the resonance suppression control. Furthermore, by providing a predetermined time until the resonance suppression compensation is suppressed in S108, the shock at the time of shift change can be reduced.
以上のように、本実施の形態１によれば、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を駆動させるための第１のトルク指令値を出力する車両制御装置１と、車両１００の共振に伴う振動を抑制するための第２のトルク指令値を出力する車両共振成分取得部３１１及びゲイン演算回路３２と、共振抑制補償の必要性を判定し、共振抑制補償の必要性がないと判定した場合には、第２トルク指令値を零とする共振抑制制御判定部３１２を備えることにより、不必要な共振抑制制御による電力消費とドライバビリティの低下を抑えることができ、効率的な共振抑制制御を行うことが可能となる。また、共振抑制制御部３１をモータ制御装置３に配置しているので、高速で細やかな制御が可能となり、共振抑制制御の効果を十分に発揮することが可能である。 As described above, according to the first embodiment, the vehicle control device 1 that outputs the first torque command value for driving the motor based on the vehicle information regarding the state of the vehicle 100 acquired from the various sensors 2, and The vehicle resonance component acquisition unit 311 that outputs the second torque command value for suppressing the vibration associated with the resonance of the vehicle 100 and the gain calculation circuit 32, the necessity of the resonance suppression compensation is determined, and the resonance suppression compensation is necessary. If it is determined that the second torque command value is zero, it is possible to suppress power consumption and drivability deterioration due to unnecessary resonance suppression control by including the resonance suppression control determination unit 312 that makes the second torque command value zero. Efficient resonance suppression control can be performed. In addition, since the resonance suppression control unit 31 is disposed in the motor control device 3, it is possible to perform fine control at high speed and sufficiently exhibit the effect of the resonance suppression control.
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る車両システムの全体構成は、上記実施の形態１と同様であるので、図１を流用して説明する。本実施の形態２に係る車両共振抑制制御装置の共振抑制制御判定部３１２は、上記実施の形態１と同様に、車両１００の状態に関する車両情報、すなわち第１のトルク指令値、ブレーキトルク、及びシフトポジションに基づいて共振抑制補償の必要性を判定し、その結果に基づいて第２のトルク生成手段の出力を制御するものである。
Embodiment 2. FIG.
Since the overall configuration of the vehicle system according to Embodiment 2 of the present invention is the same as that of Embodiment 1 described above, FIG. As in the first embodiment, the resonance suppression control determination unit 312 of the vehicle resonance suppression control apparatus according to the second embodiment is vehicle information related to the state of the vehicle 100, that is, the first torque command value, the brake torque, and The necessity of resonance suppression compensation is determined based on the shift position, and the output of the second torque generating means is controlled based on the result.
上記実施の形態１においては、共振抑制制御判定部３１２が共振抑制補償の必要性がないと判定した場合、第２のトルク生成手段である車両共振成分取得部３１１あるいはゲイン演算回路３２の出力を禁止し、第２トルク指令値を零（ゼロ）とした。これに対し、本実施の形態２における共振抑制制御判定部３１２は、共振抑制補償の必要性がないと判定した場合に、第２のトルク生成手段であるゲイン演算回路３２の出力ゲインを小さくする方向に調整するものである。その他の構成及び動作については上記実施の形態１と同様であるので説明を省略する。 In the first embodiment, when the resonance suppression control determination unit 312 determines that there is no need for resonance suppression compensation, the output of the vehicle resonance component acquisition unit 311 or the gain calculation circuit 32 that is the second torque generation unit is used. The second torque command value is set to zero (zero). On the other hand, when the resonance suppression control determination unit 312 in the second embodiment determines that there is no need for resonance suppression compensation, the resonance suppression control determination unit 312 decreases the output gain of the gain calculation circuit 32 that is the second torque generation unit. To adjust the direction. Since other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
以下に、本実施の形態２に係る車両共振抑制制御装置における共振抑制補償に関するフィードバック処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。共振抑制制御部３１にモータ４を駆動させるための第１のトルク指令値が入力され、処理がスタートする。まず、ステップ２０１（Ｓ２０１）において、車両共振成分取得部３１１は、レゾルバセンサ５よりモータの電気角を検出する。続いてステップ２０２（Ｓ２０２）において、Ｓ２０１で検出されたモータ電気角から車両共振周波数（例えば０．５〜１００Ｈｚ）の周波数成分を抽出する。 Below, the feedback process regarding the resonance suppression compensation in the vehicle resonance suppression control apparatus which concerns on this Embodiment 2 is demonstrated using the flowchart of FIG. A first torque command value for driving the motor 4 is input to the resonance suppression control unit 31, and the process starts. First, in step 201 (S201), the vehicle resonance component acquisition unit 311 detects the electrical angle of the motor from the resolver sensor 5. Subsequently, in step 202 (S202), a frequency component of a vehicle resonance frequency (for example, 0.5 to 100 Hz) is extracted from the motor electrical angle detected in S201.
次に、ステップ２０３（Ｓ２０３）において、共振抑制制御判定部３１２は、車両１００が停車もしくは減速中であり、加速要求がないかどうかを判定する。具体的には、モータ回転速度が所定値αより小さく、且つブレーキトルクが第１のトルク指令値を上回るかどうかを判定する。この条件を満たす場合（Ｙｅｓ）、共振抑制補償の必要性がないと判定し、ステップ２０４（Ｓ２０４）に移行する。Ｓ２０４では、第２のトルク生成手段であるゲイン演算回路３２のゲインを該モータ回転速度に応じて小さくする。また、Ｓ２０３の条件を満たさなかった場合（Ｎｏ）、ステップ２０５（Ｓ２０５）に移行する。 Next, in step 203 (S203), the resonance suppression control determination unit 312 determines whether the vehicle 100 is stopped or decelerated and there is no acceleration request. Specifically, it is determined whether the motor rotation speed is smaller than a predetermined value α and the brake torque exceeds the first torque command value. If this condition is satisfied (Yes), it is determined that there is no need for resonance suppression compensation, and the process proceeds to step 204 (S204). In S204, the gain of the gain calculation circuit 32, which is the second torque generation means, is reduced according to the motor rotation speed. If the condition of S203 is not satisfied (No), the process proceeds to step 205 (S205).
Ｓ２０５において、共振抑制制御判定部３１２は、車両１００のブレーキが強く踏み込まれたかどうかを判定する。具体的には、モータ回転速度が所定値βより大きく、且つブレーキトルクが所定値を上回るかどうかを判定する。この条件を満たす場合（Ｙｅｓ）、車両１００に急減速要求があることから共振抑制補償を抑制し、ステップ２０６（Ｓ２０６）に移行して、ゲイン演算回路３２のゲインをブレーキトルクに応じて小さくする。ま
た、Ｓ２０５の条件を満たさなかった場合（Ｎｏ）、ステップ２０７（Ｓ２０７）に移行する。
In S205, the resonance suppression control determination unit 312 determines whether or not the brake of the vehicle 100 is strongly depressed. Specifically, it is determined whether the motor rotation speed is greater than a predetermined value β and the brake torque exceeds a predetermined value. When this condition is satisfied (Yes), since the vehicle 100 has a request for rapid deceleration, the resonance suppression compensation is suppressed, and the process proceeds to step 206 (S206), where the gain of the gain calculation circuit 32 is reduced according to the brake torque. . If the condition of S205 is not satisfied (No), the process proceeds to step 207 (S207).
Ｓ２０７において、共振抑制制御判定部３１２は、シフトポジションがパーキング（Ｐ）であるかどうかを判定する。シフトポジションセンサ２２から取得したシフトポジションがパーキングの場合（Ｙｅｓ）、車両１００が停止中であるため共振抑制補償の必要性がないと判定し、ステップ２０９（Ｓ２０９）に移行する。Ｓ２０９では、所定時間経過後、ゲイン演算回路３２のゲインを徐々に小さくする。Ｓ２０７において、シフトポジションがパーキングでない場合（Ｎｏ）、ステップ２０８（Ｓ２０８）に移行する。 In S207, the resonance suppression control determination unit 312 determines whether or not the shift position is parking (P). If the shift position acquired from the shift position sensor 22 is parking (Yes), it is determined that there is no need for resonance suppression compensation because the vehicle 100 is stopped, and the process proceeds to step 209 (S209). In S209, after a predetermined time has elapsed, the gain of the gain calculation circuit 32 is gradually reduced. In S207, when the shift position is not parking (No), the process proceeds to Step 208 (S208).
Ｓ２０８において、共振抑制制御判定部３１２は、シフトポジションがニュートラル（Ｎ）であるかどうか判定する。シフトポジションセンサ２２から取得したシフトポジションがニュートラルの場合（Ｙｅｓ）、車両１００がモータトルクを必要としていないため共振抑制補償の必要性がないと判定し、Ｓ２０９に移行する。Ｓ２０９では、所定時間経過後、ゲイン演算回路３２のゲインを徐々に小さくする。 In S208, the resonance suppression control determination unit 312 determines whether or not the shift position is neutral (N). If the shift position acquired from the shift position sensor 22 is neutral (Yes), it is determined that there is no need for resonance suppression compensation because the vehicle 100 does not require motor torque, and the process proceeds to S209. In S209, after a predetermined time has elapsed, the gain of the gain calculation circuit 32 is gradually reduced.
Ｓ２０８において、シフトポジションがニュートラルでない場合（Ｎｏ）、共振抑制制御判定部３１２は、共振抑制補償の必要性があると判定し、ステップ２１０（Ｓ２１０）において共振抑制補償のゲインに所定値を代入する。さらに、ステップ２１１（Ｓ２１１）において、車両共振成分取得部３１１が抽出した共振成分に基づいて算出した車両共振抑制値にゲインを掛け、第２のトルク指令値を決定する。 If the shift position is not neutral in S208 (No), the resonance suppression control determination unit 312 determines that there is a need for resonance suppression compensation, and substitutes a predetermined value for the gain of resonance suppression compensation in Step 210 (S210). . Further, in step 211 (S211), the vehicle resonance suppression value calculated based on the resonance component extracted by the vehicle resonance component acquisition unit 311 is multiplied by a gain to determine the second torque command value.
続いてステップ２１２（Ｓ２１２）において、加算機３３は、第１のトルク指令値と第２のトルク指令値の絶対値の差を求め、共振抑制補償した駆動トルク指令値を生成する。次に、ステップ２１３（Ｓ２１３）において、電流指令演算部３４は、Ｓ２１２で求めた駆動トルク指令値に基づいて、ｄｑ軸変換、３相変換等の演算処理を行い、駆動用電圧である３相交流の制御電圧を算出する。 Subsequently, in step 212 (S212), the adder 33 obtains a difference between the absolute values of the first torque command value and the second torque command value, and generates a drive torque command value compensated for resonance suppression. Next, in step 213 (S213), the current command calculation unit 34 performs calculation processing such as dq axis conversion, three-phase conversion, and the like based on the drive torque command value obtained in S212, and outputs a three-phase drive voltage. Calculate the AC control voltage.
さらに、ステップ２１４（Ｓ２１４）において、インバータ３５は、Ｓ２１３で生成された駆動用電圧により、バッテリ８から供給される直流電力を所望の３相交流波形を出力する交流電力に変換し、モータ４を駆動させる。以上で共振抑制補償に関するフィードバック処理は終了する。 Further, in step 214 (S214), the inverter 35 converts the DC power supplied from the battery 8 into AC power that outputs a desired three-phase AC waveform by using the driving voltage generated in S213, and the motor 4 Drive. This completes the feedback process related to resonance suppression compensation.
なお、Ｓ２０３において、車両１００が停車もしくは減速中であり加速要求がないかどうかを判定しているが、これは、停車時の乗員の乗り降りの際に発生する揺れに対する共振抑制制御を行わないためである。これにより、不必要な共振抑制制御による電力消費が抑えられると共に、共振抑制制御による騒音が抑制される効果がある。また、Ｓ２０４において、ゲインをモータ回転速度に応じて小さくすることにより、ゲイン変動によるショックを和らげることができる。 In S203, it is determined whether or not the vehicle 100 is stopped or decelerated and there is no acceleration request. This is because the resonance suppression control is not performed for the shaking generated when the passenger gets on and off when the vehicle is stopped. It is. As a result, power consumption due to unnecessary resonance suppression control is suppressed, and noise due to resonance suppression control is suppressed. Further, in S204, by reducing the gain according to the motor rotation speed, it is possible to reduce the shock caused by the gain fluctuation.
また、Ｓ２０５において、車両１００のブレーキが強く踏み込まれたかどうかを判定しているが、これは、共振抑制制御を抑制することで制動系への影響を軽減するためである。また、Ｓ２０６において、ブレーキトルクに応じて共振抑制制御を抑制することにより、車両１００を早急に停車することができる。さらに、Ｓ２０９において共振抑制補償を抑制するまでに所定時間を設けることにより、シフト変更時のショックを和らげることができる。 Further, in S205, it is determined whether or not the brake of the vehicle 100 is strongly depressed. This is to reduce the influence on the braking system by suppressing the resonance suppression control. In S206, the vehicle 100 can be stopped immediately by suppressing the resonance suppression control according to the brake torque. Furthermore, by providing a predetermined time until the resonance suppression compensation is suppressed in S209, the shock at the time of shift change can be reduced.
以上のように、本実施の形態２によれば、共振抑制制御判定部３１２において補償の必要性を判定し、共振抑制補償の必要性がないと判定した場合には、ゲイン演算回路３２のゲインを小さくする方向に調整することにより、上記実施の形態１と同様に、不必要な共
振抑制制御による電力消費とドライバビリティの低下を抑えることができ、効率的な共振抑制制御を行うことが可能となる。なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
As described above, according to the second embodiment, when the resonance suppression control determination unit 312 determines the necessity for compensation and determines that there is no need for resonance suppression compensation, the gain of the gain calculation circuit 32 is determined. By adjusting in the direction to decrease the power consumption, it is possible to suppress power consumption and drivability reduction due to unnecessary resonance suppression control, and to perform efficient resonance suppression control, as in the first embodiment. It becomes. It should be noted that the present invention can be freely combined with each other within the scope of the invention, and each embodiment can be appropriately modified or omitted.
本発明は、電気自動車及びハイブリッド自動車のねじれ共振に伴う振動を抑制する共振抑制制御に利用することができる。 The present invention can be used for resonance suppression control that suppresses vibration associated with torsional resonance of electric vehicles and hybrid vehicles.
１ 車両制御装置、２ 各種センサ、３ モータ制御装置、４ 車両駆動用モータ、
５ モータ電気角センサ（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、２１ ブレーキポジションセンサ、２２ シフトポジションセンサ、
３１ 共振抑制制御部、３２ ゲイン演算回路、３３ 加算機、３４ 電流指令演算部、３５ インバータ、１００ 車両、３１１ 車両共振成分取得部、３１２ 共振抑制制御判定部。
1 vehicle control device, 2 various sensors, 3 motor control device, 4 vehicle drive motor,
5 Motor electrical angle sensor (resolver sensor), 6 transmission, 7 drive wheels,
8 battery, 21 brake position sensor, 22 shift position sensor,
31 resonance suppression control unit, 32 gain calculation circuit, 33 adder, 34 current command calculation unit, 35 inverter, 100 vehicle, 311 vehicle resonance component acquisition unit, 312 resonance suppression control determination unit.
本発明に係る車両共振抑制制御装置は、駆動トルク指令に基づいて車両駆動用モータを制御する車両に搭載される車両共振抑制制御装置であって、車両の状態に関する車両情報に基づいてモータを駆動させるための第１のトルク指令値を出力する第１のトルク生成手段と、モータの回転速度に基づいて車両共振成分を抽出し、車両の共振に伴う振動を抑制するための第２のトルク指令値を出力する第２のトルク生成手段と、車両の状態に関する車両情報に基づいて共振抑制補償の必要性を判定し、その結果に基づいて第２のトルク生成手段の出力を制御する共振抑制制御判定手段と、第１のトルク指令値と第２のトルク指令値に基づいて駆動トルク指令値を出力する駆動トルク生成手段を備え、共振抑制制御判定手段は、モータ回転速度が所定値より小さく且つブレーキトルクが第１のトルク指令値を上回る場合、またはモータ回転速度が所定値を上回り且つブレーキトルクが所定値を上回る場合に、第２のトルク生成手段の出力を禁止し、第２のトルク指令値を零とするものである。
また、共振抑制制御判定手段は、モータ回転速度が所定値より小さく且つブレーキトルクが第１のトルク指令値を上回る場合、またはモータ回転速度が所定値を上回り且つブレーキトルクが所定値を上回る場合に、第２のトルク生成手段の出力ゲインを小さくする方向に調整するものである。
A vehicle resonance suppression control apparatus according to the present invention is a vehicle resonance suppression control apparatus mounted on a vehicle that controls a vehicle drive motor based on a drive torque command, and drives the motor based on vehicle information relating to the vehicle state. A first torque generating means for outputting a first torque command value for generating the second torque command, and a second torque command for extracting a vehicle resonance component based on the rotational speed of the motor and suppressing vibration associated with the vehicle resonance. Second torque generating means for outputting a value, and resonance suppression control for determining the necessity of resonance suppression compensation based on vehicle information relating to the state of the vehicle and controlling the output of the second torque generating means based on the result and determination means, the first torque command value and based on the second torque command value with the driving torque generation means for outputting a driving torque command value, resonance suppression control determining means, the motor speed Tokoro If the brake torque is smaller than the first value and the brake torque exceeds the first torque command value, or if the motor rotation speed exceeds the predetermined value and the brake torque exceeds the predetermined value, the output of the second torque generating means is prohibited, The torque command value of 2 is set to zero .
Further, the resonance suppression control determination means is used when the motor rotation speed is smaller than the predetermined value and the brake torque exceeds the first torque command value, or when the motor rotation speed exceeds the predetermined value and the brake torque exceeds the predetermined value. The output torque of the second torque generating means is adjusted to be reduced.
Claims (10)
車両の状態に関する車両情報に基づいて前記モータを駆動させるための第１のトルク指令値を出力する第１のトルク生成手段、
前記モータの回転速度に基づいて車両共振成分を抽出し、車両の共振に伴う振動を抑制するための第２のトルク指令値を出力する第２のトルク生成手段、
車両の状態に関する車両情報に基づいて共振抑制補償の必要性を判定し、その結果に基づいて前記第２のトルク生成手段の出力を制御する共振抑制制御判定手段、
第１のトルク指令値と第２のトルク指令値に基づいて駆動トルク指令値を出力する駆動トルク生成手段を備えたことを特徴とする車両共振抑制制御装置。 A vehicle resonance suppression control device mounted on a vehicle that controls a vehicle drive motor based on a drive torque command,
First torque generating means for outputting a first torque command value for driving the motor based on vehicle information relating to a vehicle state;
Second torque generating means for extracting a vehicle resonance component based on the rotational speed of the motor and outputting a second torque command value for suppressing vibration associated with vehicle resonance;
Resonance suppression control determining means for determining the necessity of resonance suppression compensation based on vehicle information relating to the vehicle state, and controlling the output of the second torque generating means based on the result;
A vehicle resonance suppression control device comprising drive torque generation means for outputting a drive torque command value based on the first torque command value and the second torque command value.
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