[go: up one dir, main page]

JP2024100055A - Motor Control Device - Google Patents

Motor Control Device Download PDF

Info

Publication number
JP2024100055A
JP2024100055A JP2023003765A JP2023003765A JP2024100055A JP 2024100055 A JP2024100055 A JP 2024100055A JP 2023003765 A JP2023003765 A JP 2023003765A JP 2023003765 A JP2023003765 A JP 2023003765A JP 2024100055 A JP2024100055 A JP 2024100055A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
motor
torque
torque value
command value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023003765A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
敬之 古西
Noriyuki Konishi
和彦 田添
Kazuhiko Tazoe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2023003765A priority Critical patent/JP2024100055A/en
Publication of JP2024100055A publication Critical patent/JP2024100055A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

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

Abstract

To provide a motor control device that can improve responsiveness to required torque based on operation of an accelerator pedal by a driver in an electric vehicle, while reducing gear rattle.SOLUTION: A motor control device comprises a torque command value control part that controls a torque command value, and a dead-band section determining part that determines whether a dead-band section in which torque of a motor of an electric vehicle is not transmitted to torque of a driving shaft of the electric vehicle ends or not. The torque command value control part sets the torque command value to a limit torque value that is smaller than a restriction torque value and is set in a certain range from the restriction torque value, on the basis of a required torque value of the electric vehicle. Until the dead-band section determining part determines that the dead-band section has ended, the torque command value control part sets the torque command value to be above the limit torque value and less than the restriction torque value. When the dead-band section determining part determines that the dead-band section has ended, the torque command value control part sets the torque command value to the required torque value.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、モータ制御装置に係り、さらに詳細には、歯打ち音を低減しつつ、電動車の運転者によるアクセルペダルの操作に基づく要求トルクに対する応答性を向上し得るモータ制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device, and more specifically, to a motor control device that can reduce gear rattle noise while improving responsiveness to a torque request based on the operation of the accelerator pedal by the driver of an electric vehicle.

特許文献1は、コーストや減速から速やかに加速するようなシーンでも、急峻なトルク変化に伴い発生する音や振動を抑制する電動車両の制御装置を開示している。この電動車両の制御装置は、車両情報に基づいてモータトルク指令値を設定し、駆動輪につながるモータのトルクを制御する。そして、この電動車両の制御装置は、トルク指令値演算手段と、モータトルク制御手段と、を備える。トルク指令値演算手段は、モータトルクが車両の駆動軸トルクに伝達されない不感帯区間を有する車両の駆動力伝達系の固有振動周波数を低減するフィルタリング処理をモータトルク指令値に施す。また、モータトルク制御手段は、モータトルク指令値にフィルタリング処理が施されることによって求められるトルク指令値に従ってモータトルクを制御する。さらに、この電動車両の制御装置においては、トルク指令値演算手段は、不感帯区間におけるモータトルク指令値の変化率を所定の上限値に制限するレートリミッタ処理を行う。 Patent Document 1 discloses a control device for an electric vehicle that suppresses noise and vibrations that occur due to abrupt torque changes even in situations where the vehicle is coasting or decelerating and then accelerating quickly. This control device for an electric vehicle sets a motor torque command value based on vehicle information and controls the torque of a motor connected to a drive wheel. This control device for an electric vehicle includes a torque command value calculation means and a motor torque control means. The torque command value calculation means applies filtering processing to the motor torque command value to reduce the natural vibration frequency of the driving force transmission system of the vehicle, which has a dead zone section in which the motor torque is not transmitted to the drive shaft torque of the vehicle. The motor torque control means controls the motor torque according to the torque command value obtained by applying filtering processing to the motor torque command value. Furthermore, in this control device for an electric vehicle, the torque command value calculation means performs rate limiting processing to limit the rate of change of the motor torque command value in the dead zone section to a predetermined upper limit value.

特開2017-221056号公報JP 2017-221056 A

しかしながら、特許文献1に記載のような電動車両の制御装置においては、不感帯区間において、トルクの応答性を悪化させない範囲で、モータトルク指令値の時間変化率(傾き)の上限値を制限しているので、運転者の要求トルクに対する応答性の向上に関して改善の余地があった。 However, in the control device for an electric vehicle as described in Patent Document 1, the upper limit of the time rate of change (slope) of the motor torque command value is limited within a range that does not deteriorate the torque responsiveness in the dead zone, so there is room for improvement in terms of improving the responsiveness to the torque requested by the driver.

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであって、歯打ち音を低減しつつ、電動車の運転者によるアクセルペダルの操作に基づく要求トルクに対する応答性を向上し得るモータ制御装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the problems associated with the conventional technology, and aims to provide a motor control device that can reduce gear rattle noise while improving responsiveness to the torque required based on the operation of the accelerator pedal by the driver of the electric vehicle.

本発明者らは、前記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、トルク指令値制御部が、要求トルク値に基づいてトルク指令値を所定の限界トルク値にし、不感帯区間が終了するまでトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値以下で維持し、不感帯区間が終了したときにトルク指令値を要求トルク値にすることにより、前記目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 After extensive research into achieving the above-mentioned objective, the inventors discovered that the above-mentioned objective can be achieved by having a torque command value control unit set the torque command value to a predetermined limit torque value based on the required torque value, maintain the torque command value at or above the limit torque value and below the limited torque value until the end of the dead band section, and set the torque command value to the required torque value when the dead band section ends, thereby completing the present invention.

すなわち、本発明のモータ制御装置は、トルク指令値を制御するトルク指令値制御部と、電動車のモータのトルクが電動車の駆動軸のトルクに伝達されない不感帯区間が終了したか否かを判断する不感帯区間判断部を備える。
トルク指令値制御部が、モータの制限トルク値以上である電動車の要求トルク値に基づいて、トルク指令値を制限トルク値よりも小さくかつ制限トルク値から一定の範囲内に設定される限界トルク値にする。
不感帯区間判断部が不感帯区間が終了したと判断するまで、トルク指令値制御部が限界トルク値にされたトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値未満にする。
不感帯区間判断部が不感帯区間が終了したと判断したとき、トルク指令値制御部が限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値を要求トルク値にする。
That is, the motor control device of the present invention includes a torque command value control unit that controls the torque command value, and a dead band section judgment unit that judges whether the dead band section in which the torque of the motor of the electric vehicle is not transmitted to the torque of the drive shaft of the electric vehicle has ended.
A torque command value control unit sets the torque command value to a limit torque value that is smaller than the limit torque value and is set within a certain range from the limit torque value, based on a required torque value of the electric vehicle, which is equal to or greater than the limit torque value of the motor.
The torque command value control unit keeps the torque command value set to the limit torque value at or above the limit torque value and below the limit torque value until the dead-band interval determination unit determines that the dead-band interval has ended.
When the dead-band section determination unit determines that the dead-band section has ended, the torque command value control unit sets the torque command value, which is equal to or greater than the limit torque value and less than the restricted torque value, as the required torque value.

本発明によれば、トルク指令値制御部が、要求トルク値に基づいてトルク指令値を上述の限界トルク値にし、不感帯区間が終了するまでトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値以下で維持し、不感帯区間が終了したときにトルク指令値を要求トルク値にしたため、歯打ち音を低減しつつ、電動車の運転者によるアクセルペダルの操作に基づく要求トルクに対する応答性を向上し得るモータ制御装置を提供できる。 According to the present invention, the torque command value control unit sets the torque command value to the above-mentioned limit torque value based on the required torque value, maintains the torque command value between the limit torque value and the limited torque value until the end of the dead band, and sets the torque command value to the required torque value when the dead band ends. This makes it possible to provide a motor control device that can reduce gear rattle noise while improving responsiveness to the required torque based on the operation of the accelerator pedal by the driver of the electric vehicle.

本発明のモータ制御装置の一実施形態を備えた電気自動車の主要構成の一例を示すブロック図である。1 is a block diagram showing an example of a main configuration of an electric vehicle equipped with an embodiment of a motor control device of the present invention; 本実施形態のモータ制御装置における時間と各トルク値との関係の一例を示すグラフ図である。4 is a graph showing an example of the relationship between time and each torque value in the motor control device of the present embodiment. FIG. 本実施形態のモータ制御装置における時間と各トルク値との関係の他の例を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing another example of the relationship between time and each torque value in the motor control device of the present embodiment. 本実施形態のモータ制御装置における時間と各トルク値との関係の更に他の例を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing yet another example of the relationship between time and each torque value in the motor control device of the present embodiment. 時間と重み係数aとの関係を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing the relationship between time and weighting coefficient a. 本実施形態のモータ制御装置における時間と各トルク値との関係の更に他の例を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing yet another example of the relationship between time and each torque value in the motor control device of the present embodiment. 本実施形態のモータ制御装置における時間と各トルク値との関係の更に他の例を示すグラフ図である。FIG. 11 is a graph showing yet another example of the relationship between time and each torque value in the motor control device of the present embodiment. モータ側ギアと駆動軸側ギアとの関係の概略を説明する図である。4A and 4B are diagrams for explaining an outline of the relationship between a motor side gear and a drive shaft side gear.

以下、本発明のモータ制御装置の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下で引用する図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。 Below, an embodiment of a motor control device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the dimensional ratios of the drawings cited below have been exaggerated for the convenience of explanation and may differ from the actual ratios.

図1は、本実施形態のモータ制御装置を備えた電気自動車の主要構成の一例を示すブロック図である。 Figure 1 is a block diagram showing an example of the main configuration of an electric vehicle equipped with the motor control device of this embodiment.

本実施形態における電動車は電気自動車であるが、本発明における電動車は車両の駆動源の一部又は全部としてモータを備え、モータの駆動力により走行可能な自動車であればよく、電気自動車だけでなく、ハイブリッド自動車や燃料電池自動車も含まれる。 The electric vehicle in this embodiment is an electric vehicle, but the electric vehicle in the present invention may be any vehicle that has a motor as all or part of the vehicle's drive source and can run using the driving force of the motor, and includes not only electric vehicles, but also hybrid vehicles and fuel cell vehicles.

本実施形態においては、例えば、モータコントローラ110の制御に基づいて電源であるリチウムイオン二次電池や全固体電池などの二次電池からなるバッテリー100からインバータ120を介してモータ130に電力が供給される。そして、その電力によって生じるモータ130の動力が減速機150及び駆動軸160を介して駆動輪170a,170bに伝達されて電気自動車が加速する。 In this embodiment, for example, power is supplied to the motor 130 via the inverter 120 from the battery 100, which is a secondary battery such as a lithium-ion secondary battery or an all-solid-state battery, based on the control of the motor controller 110. The power of the motor 130 generated by the power is then transmitted to the drive wheels 170a, 170b via the reduction gear 150 and the drive shaft 160, accelerating the electric vehicle.

モータコントローラ110には、車速V、アクセル開度θ、モータ130の回転子位相α、モータ130の電流i(iu、iv、iw)、モータ130の温度T、駆動輪170a,170bの回転角速度ωw等の車両状態を示す信号がデジタル信号として入力される。モータコントローラ110は、入力された信号に基づいてモータ130を制御するためのパルス幅変調(PWM)信号を生成し、生成したPWM信号に応じてインバータ120の駆動信号を生成する。 Signals indicating vehicle conditions such as vehicle speed V, accelerator opening θ, rotor phase α of motor 130, current i (iu, iv, iw) of motor 130, temperature T of motor 130, and rotational angular velocity ωw of drive wheels 170a, 170b are input as digital signals to motor controller 110. Motor controller 110 generates a pulse width modulation (PWM) signal for controlling motor 130 based on the input signals, and generates a drive signal for inverter 120 according to the generated PWM signal.

モータコントローラ110は、後述するセンサからの入力に応じて、モータ130の制御するモータ制御装置1を備えている。また、このモータ制御装置1は、例えば、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、ROM(Read Only Memory)と、RAM(Random Access Memory)を備えている。 The motor controller 110 includes a motor control device 1 that controls the motor 130 in response to input from a sensor described below. The motor control device 1 also includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory), all of which are not shown.

CPUは、ROMからプログラムやデータをRAM上に読み出し、処理を実行することによって、モータ制御装置1全体の制御や機能を実現する演算装置である。CPUやROM,RAM等は、同一パッケージ内に集積され得る。また、モータ制御装置1は、CPUに替えて、DSP(Digital Signal Processor)等の他の論理演算プロセッサや論理回路等が用いられる構成であってもよい。 The CPU is a calculation device that realizes the overall control and functions of the motor control device 1 by reading programs and data from the ROM onto the RAM and executing the processing. The CPU, ROM, RAM, etc. may be integrated in the same package. The motor control device 1 may also be configured to use other logical calculation processors, such as a DSP (Digital Signal Processor), logic circuits, etc., instead of the CPU.

ROMは、電源を切ってもプログラム(例えば、不感帯区間判断用プログラム、モータ温度判断用プログラム、限界トルク値補正用プログラム、要求トルク値判断用プログラム、モータ回転数算出用プログラム、駆動軸回転数算出用プログラム、変更判断用プログラム)やデータ(例えば、制限トルク値データ、限界トルク値データ、所定値データ、重み係数aデータ、アクセル開度-トルクテーブルデータ、ロータ温度-誘起電圧データ、モータ温度(ロータ温度、ステータ温度)-モータ回転数データ、ギア比データ)を保持することができる不揮発性の半導体メモリ(記憶装置)である。格納されるプログラムやデータには、例えば、コンピュータ全体を制御する基本ソフトウェアであるOS(Operating System)、OS上において各種機能を提供するアプリケーションソフトウェア等がある。モータ制御装置1は、SSD(Solid State Drive)等を備えていてもよい。 The ROM is a non-volatile semiconductor memory (storage device) that can retain programs (e.g., a program for determining dead zones, a program for determining motor temperature, a program for correcting limit torque values, a program for determining required torque values, a program for calculating motor rotation speed, a program for calculating drive shaft rotation speed, and a program for determining changes) and data (e.g., limit torque value data, limit torque value data, predetermined value data, weighting coefficient a data, accelerator opening-torque table data, rotor temperature-induced voltage data, motor temperature (rotor temperature, stator temperature)-motor rotation speed data, and gear ratio data) even when the power is turned off. Examples of the programs and data stored include an OS (Operating System), which is the basic software that controls the entire computer, and application software that provides various functions on the OS. The motor control device 1 may also be equipped with an SSD (Solid State Drive), etc.

RAMは、上述したプログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリ(記憶装置)である。 RAM is a volatile semiconductor memory (storage device) that temporarily stores the above-mentioned programs and data.

インバータ120は、例えば、各相ごとに2個のスイッチング素子を備える。インバータ120は、駆動信号に応じてスイッチング素子をオン/オフすることにより、バッテリー100から供給される直流電流を交流電流に変換して、モータ130に交流電流を供給する。スイッチング素子としては、例えば、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)や金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)等のパワー半導体素子を挙げることができる。 The inverter 120 has, for example, two switching elements for each phase. The inverter 120 converts the direct current supplied from the battery 100 into alternating current by turning on and off the switching elements in response to a drive signal, and supplies the alternating current to the motor 130. Examples of switching elements include power semiconductor elements such as insulated gate bipolar transistors (IGBTs) and metal oxide semiconductor field effect transistors (MOSFETs).

モータ(三相交流モータ)130は、インバータ120から供給される交流電流により駆動力を発生し、減速機150及び駆動軸160を介して、左右の駆動輪170a,170bに駆動力を伝達する。また、モータ130は、電気自動車の走行時に駆動輪170a,170bの回転力によって回転するときに回生駆動力を発生させる。このとき、インバータ120は、モータ130の回生運転時に発生する交流電流を直流電流に変換して、バッテリー100に直流電流を供給する。このようにして、電気自動車の運動エネルギーが電気エネルギーとして回収される。 The motor (three-phase AC motor) 130 generates driving force from the AC current supplied from the inverter 120, and transmits the driving force to the left and right driving wheels 170a, 170b via the reduction gear 150 and the drive shaft 160. The motor 130 also generates regenerative driving force when rotated by the rotational force of the driving wheels 170a, 170b while the electric vehicle is running. At this time, the inverter 120 converts the AC current generated during regenerative operation of the motor 130 into DC current and supplies the DC current to the battery 100. In this way, the kinetic energy of the electric vehicle is recovered as electrical energy.

モータ回転センサ131は、例えば、レゾルバやエンコーダであり、モータ130の回転子位相αを検出する。 The motor rotation sensor 131 is, for example, a resolver or an encoder, and detects the rotor phase α of the motor 130.

モータ温度センサ132は、例えば、測温抵抗体や熱電対、サーミスタであり、モータ130の温度T(ロータ温度Tr、ステータ温度Ts)を測定する。また、モータ温度センサ132は、例えば、ロータに組み込まれることがあるネオジム磁石等の永久磁石の温度をモータ130の温度Tとして測定するようにしてもよい。 The motor temperature sensor 132 is, for example, a resistance temperature detector, a thermocouple, or a thermistor, and measures the temperature T (rotor temperature Tr, stator temperature Ts) of the motor 130. The motor temperature sensor 132 may also measure, for example, the temperature of a permanent magnet, such as a neodymium magnet, that may be incorporated into the rotor as the temperature T of the motor 130.

電流センサ140は、モータ130に流れる3相交流電流iu、iv、iwを検出する。ただし、3相交流電流iu、iv、iwの和は0であるため、任意の2相の電流を検出して、残りの1相の電流は演算により求めてもよい。 The current sensor 140 detects the three-phase AC currents iu, iv, and iw that flow through the motor 130. However, since the sum of the three-phase AC currents iu, iv, and iw is zero, the currents of any two phases may be detected and the current of the remaining phase may be calculated.

減速機150は、例えば、モータ側ギア151、駆動軸側ギア152等の複数のギアを有し、モータ130の回転数を減らした状態で、駆動軸160を介して、駆動輪170a,170bに伝達する。 The reducer 150 has multiple gears, such as a motor side gear 151 and a drive shaft side gear 152, and transmits the reduced rotation speed of the motor 130 to the drive wheels 170a and 170b via the drive shaft 160.

駆動輪回転センサ171a,171bは、例えば、駆動輪170a、170bの位相を検出する電磁誘導式の回転センサである。 The drive wheel rotation sensors 171a and 171b are, for example, electromagnetic induction type rotation sensors that detect the phase of the drive wheels 170a and 170b.

上述のような電気自動車においては、通常、モータ130によるトルク発生が不要な停止時や走行時における不要な損失の発生を抑えるために、インバータ120によりモータ130のPWM制御が行われる。 In electric vehicles such as those described above, the inverter 120 typically performs PWM control of the motor 130 to prevent unnecessary losses when the vehicle is stopped or running, when torque generation by the motor 130 is not required.

また、モータ130においては、通常、ロータ温度が高くなるにしたがってモータ130の誘起電圧が低くなるという関係がある。また、モータ130においては、通常、ロータ温度を一定としたときステータ温度が低くなるにしたがって回転数が高くなるという関係もある。 Motor 130 also typically has a relationship in which as the rotor temperature increases, the induced voltage of motor 130 decreases.Motor 130 also typically has a relationship in which, when the rotor temperature is constant, as the stator temperature decreases, the rotation speed increases.

モータ130のPWM制御が行われるときには、モータコントローラ110は車両状態を示す信号を取得する。本実施形態では、車両状態を示す信号として、車速V(km/h)、アクセル開度θ(%)、モータ130の回転子位相α(rad)、モータ130に流れる三相交流電流i(iu、iv、iw)(A)、モータ130の温度T(K)、駆動輪170a,170bの回転角速度ωw(rad/s)、バッテリー1の直流電圧値Vdc(V)(図示せず)が入力される。 When PWM control of the motor 130 is performed, the motor controller 110 acquires signals indicating the vehicle state. In this embodiment, the signals indicating the vehicle state include the vehicle speed V (km/h), the accelerator opening θ (%), the rotor phase α (rad) of the motor 130, the three-phase AC current i (iu, iv, iw) (A) flowing through the motor 130, the temperature T (K) of the motor 130, the rotational angular velocity ωw (rad/s) of the drive wheels 170a, 170b, and the DC voltage value Vdc (V) (not shown) of the battery 1.

車速V(km/h)は、図示しない車速センサや、図示しないブレーキコントローラ等の他のコントローラから通信によって取得される。または、車速V(km/h)は、モータ130の機械的な角速度であるモータ回転角速度ωmに駆動輪(タイヤ)動半径Rを乗算して得られた値をファイナルギアのギア比で除算して車速v(m/s)を求め、車速v(m/s)に3600/1000を乗算することによって単位変換して求めるようにしてもよい。 The vehicle speed V (km/h) is acquired by communication from a vehicle speed sensor (not shown) or another controller such as a brake controller (not shown). Alternatively, the vehicle speed V (km/h) may be calculated by multiplying the motor rotation angular velocity ωm, which is the mechanical angular velocity of the motor 130, by the driving wheel (tire) dynamic radius R, dividing the result by the gear ratio of the final gear to obtain the vehicle speed v (m/s), and then multiplying the vehicle speed v (m/s) by 3600/1000 to perform unit conversion.

アクセル開度θ(%)は、図示しないアクセル開度センサから取得する。または、アクセル開度θ(%)は、図示しない車両コントローラ等の他のコントローラから通信によって取得される。なお、予め定められたアクセル開度-トルクテーブルを参照することにより、トルク指令値Tmfが設定される。 The accelerator opening θ (%) is obtained from an accelerator opening sensor (not shown). Alternatively, the accelerator opening θ (%) is obtained by communication from another controller (not shown), such as a vehicle controller. The torque command value Tm * f is set by referring to a predetermined accelerator opening-torque table.

モータ130の回転子位相α(rad)は、モータ回転センサ131から取得される。モータ130の回転数Nm(rpm)は、回転子の角速度ω(電気角)をモータ130の極対数で除算してモータ回転角速度ωm(rad/s)を求め、そのモータ回転角速度ωmに60/(2π)を乗算して求められる。回転子の角速度ω(rad/s)は、回転子位相αを微分することにより求められる。 The rotor phase α (rad) of the motor 130 is obtained from the motor rotation sensor 131. The rotation speed Nm (rpm) of the motor 130 is obtained by dividing the rotor angular velocity ω (electrical angle) by the number of pole pairs of the motor 130 to obtain the motor rotation angular velocity ωm (rad/s), and multiplying the motor rotation angular velocity ωm by 60/(2π). The rotor angular velocity ω (rad/s) is obtained by differentiating the rotor phase α.

モータ130の電流i(iu、iv、iw)(A)は、電流センサ140から取得される。 The current i (iu, iv, iw) (A) of the motor 130 is obtained from the current sensor 140.

駆動輪回転角速度ωw(rad/s)は、駆動輪回転センサ171a,171bによりそれぞれ検出された値の平均値を微分することにより算出される。 The drive wheel rotation angular velocity ωw (rad/s) is calculated by differentiating the average value of the values detected by the drive wheel rotation sensors 171a and 171b.

直流電圧値Vdc(V)は、バッテリー1とインバータ3との間の直流電源ラインに設けられた電圧センサ(図示せず)により検出する。または、直流電圧値Vdc(V)は、バッテリーコントローラ(図示せず)から送信される電源電圧値を用いて求める。 The DC voltage value Vdc (V) is detected by a voltage sensor (not shown) installed in the DC power supply line between the battery 1 and the inverter 3. Alternatively, the DC voltage value Vdc (V) is determined using the power supply voltage value transmitted from the battery controller (not shown).

モータコントローラ110は、トルク指令値Tmf、モータ回転角速度ωm、及び直流電圧値Vdcに基づいて、d軸電流目標値id、q軸電流目標値iqを求め、d軸電流id及びq軸電流iqをそれぞれ、d軸電流目標値id及びq軸電流目標値iqに一致させるための電流制御を行う。 The motor controller 110 determines the d-axis current target value id * and the q-axis current target value iq * based on the torque command value Tm * f, the motor rotational angular velocity ωm, and the DC voltage value Vdc, and performs current control to match the d-axis current id and the q-axis current iq to the d-axis current target value id * and the q-axis current target value iq * , respectively.

例えば、モータコントローラ110は、まず、入力された三相交流電流値iu、iv、iwと、モータ130の回転子位相αとに基づいて、d軸電流id及びq軸電流iqを求める。次いで、モータコントローラ110は、d軸、q軸電流指令値id、iqと、d軸、q軸電流id、iqとの偏差から、d軸、q軸電圧指令値vd、vqを算出する。 For example, the motor controller 110 first determines the d-axis current id and the q-axis current iq based on the input three-phase AC current values iu, iv, iw and the rotor phase α of the motor 130. Next, the motor controller 110 calculates the d-axis and q-axis voltage command values vd, vq from the deviation between the d-axis and q-axis current command values id * , iq * and the d-axis and q-axis currents id, iq.

さらに、モータコントローラ110は、d軸、q軸電圧指令値vd、vqと、モータ130の回転子位相αから、三相交流電圧指令値vu、vv、vwを求める。しかる後、モータコントローラ110は、求めた三相交流電圧指令値vu、vv、vwと直流電圧値Vdcから、PWM信号tu(%)、tv(%)、tw(%)を求める。 The motor controller 110 further obtains three-phase AC voltage command values vu, vv, and vw from the d-axis and q-axis voltage command values vd, vq and the rotor phase α of the motor 130. The motor controller 110 then obtains PWM signals tu(%), tv(%), and tw(%) from the obtained three-phase AC voltage command values vu, vv, and vw and the DC voltage value Vdc.

このようにして求められたPWM信号tu、tv、twにより、インバータ120のスイッチング素子が開閉されることで、トルク指令値Tmfに示された所望のトルクでモータ130が駆動することになる。 The switching elements of the inverter 120 are opened and closed by the PWM signals tu, tv, and tw thus determined, so that the motor 130 is driven at the desired torque indicated by the torque command value Tm * f.

モータコントローラ110における本実施形態のモータ制御装置1は、トルク指令値を制御するトルク指令値制御部10と、電気自動車のモータのトルクが電気自動車の駆動軸のトルクに伝達されない不感帯区間が終了したか否かを判断する不感帯区間判断部20を備えている。 The motor control device 1 of this embodiment in the motor controller 110 includes a torque command value control unit 10 that controls the torque command value, and a dead zone interval determination unit 20 that determines whether or not the dead zone interval in which the torque of the electric vehicle motor is not transmitted to the torque of the drive shaft of the electric vehicle has ended.

そして、トルク指令値制御部10が、モータ130の制限トルク値以上である電気自動車の要求トルク値に基づいて、トルク指令値を制限トルク値よりも小さくかつ制限トルク値から一定の範囲内に設定される限界トルク値にする(図2参照)。 Then, the torque command value control unit 10 sets the torque command value to a limit torque value that is smaller than the limit torque value and within a certain range from the limit torque value, based on the required torque value of the electric vehicle, which is equal to or greater than the limit torque value of the motor 130 (see Figure 2).

制限トルク値は、例えば、モータ130において歯打ち音が発生してしまうトルク値(歯打ち音発生トルク値)に基づいて、バックラッシュによる歯打ち音の発生を防止しつつ、要求トルクに対する応答性を向上し得る範囲に設定することができる。制限トルク値を歯打ち音発生トルク値としてもよい。この制限トルク値は、例えば、実車を用いた予備試験により設定することができる。また、限界トルク値は、例えば、永久磁石の一例であるネオジム磁石を有するロータを備えたモータにおいて、モータの温度が20℃以上80℃未満の中温域にある場合、制限トルク値よりも20%低い値以上10%低い値以下の範囲内で設定することができる。この限界トルク値は、例えば、実車を用い、磁石温度を変動させた予備試験により設定することができる。 The limit torque value can be set, for example, based on the torque value at which the gear rattle noise occurs in the motor 130 (the gear rattle noise generating torque value) in a range that can improve the responsiveness to the required torque while preventing the occurrence of gear rattle noise due to backlash. The limit torque value may be the gear rattle noise generating torque value. This limit torque value can be set, for example, by a preliminary test using an actual vehicle. In addition, for example, in a motor having a rotor with a neodymium magnet, which is an example of a permanent magnet, when the temperature of the motor is in the medium temperature range of 20°C or higher and lower than 80°C, the limit torque value can be set within a range of 20% lower than the limit torque value and 10% lower than the limit torque value. This limit torque value can be set, for example, by a preliminary test using an actual vehicle and varying the magnet temperature.

さらに、不感帯区間判断部20が不感帯区間が終了したと判断するまで、トルク指令値制御部10が限界トルク値にされたトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値未満にする(図2参照)。なお、不感帯区間が終了するときとは、詳しくは後述するが、例えば、トルク指令値に従って得られる実トルク値が得られ、さらにその実トルク値に従って駆動軸が回転するときである。 Furthermore, until the dead zone determination unit 20 determines that the dead zone has ended, the torque command value control unit 10 keeps the torque command value set to the limit torque value at or above the limit torque value and below the limit torque value (see FIG. 2). Note that the end of the dead zone is, as will be described in detail later, when, for example, an actual torque value is obtained according to the torque command value, and the drive shaft rotates according to the actual torque value.

なお、要求トルク値に対する応答性の向上の観点からは、トルク指令値を限界トルク値にする際のトルク指令値の時間変化率は、限界トルク値にされたトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値未満にする際のトルク指令値の時間変化率よりも大きい関係を有することが好ましい。また、限界トルク値にされたトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値未満にする際には、トルク指令値を限界トルク値に維持したままとしてもよい。 From the viewpoint of improving responsiveness to the required torque value, it is preferable that the time rate of change of the torque command value when the torque command value is set to the limit torque value is greater than the time rate of change of the torque command value when the torque command value set to the limit torque value is set to be equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value. In addition, when the torque command value set to the limit torque value is set to be equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value, the torque command value may be maintained at the limit torque value.

さらに、不感帯区間判断部20が不感帯区間が終了したと判断したとき、トルク指令値制御部10が限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値を要求トルク値にする(図2参照)。 Furthermore, when the dead-band interval determination unit 20 determines that the dead-band interval has ended, the torque command value control unit 10 sets the torque command value, which is equal to or greater than the limit torque value and less than the restricted torque value, to the required torque value (see FIG. 2).

また、本実施形態のモータ制御装置1は、モータ130の温度を測定するモータ温度センサ132と、モータ130の温度が高温域にあるか低温域にあるかを判断するモータ温度判断部30と、限界トルク値を補正する限界トルク値補正部40を更に備えていることが好ましい(図1参照)。 In addition, the motor control device 1 of this embodiment preferably further includes a motor temperature sensor 132 that measures the temperature of the motor 130, a motor temperature determination unit 30 that determines whether the temperature of the motor 130 is in the high or low temperature range, and a limit torque value correction unit 40 that corrects the limit torque value (see FIG. 1).

そして、モータ温度判断部30がモータ130の温度が高温域にあると判断したとき、限界トルク値補正部40が限界トルク値を一定の範囲内において大きくすることが好ましい(図3参照)。 When the motor temperature determination unit 30 determines that the temperature of the motor 130 is in the high temperature range, it is preferable that the limit torque value correction unit 40 increases the limit torque value within a certain range (see Figure 3).

限界トルク値は、例えば、永久磁石の一例であるネオジム磁石を有するロータを備えたモータにおいて、モータの温度が80℃以上150℃未満の高温域にある場合、制限トルク値よりも10%低い値以上1%低い値以下の範囲内で設定することが好ましい。 For example, in a motor equipped with a rotor having a neodymium magnet, which is an example of a permanent magnet, when the motor temperature is in the high temperature range of 80°C or higher and lower than 150°C, it is preferable to set the limit torque value within a range of 10% lower and 1% lower than the limit torque value.

また、モータ温度判断部30がモータ130の温度が低温域にあると判断したとき、限界トルク値補正部40が限界トルク値を一定の範囲内において小さくすることが好ましい(図3参照)。 In addition, when the motor temperature determination unit 30 determines that the temperature of the motor 130 is in the low temperature range, it is preferable that the limit torque value correction unit 40 reduces the limit torque value within a certain range (see Figure 3).

限界トルク値は、例えば、永久磁石の一例であるネオジム磁石を有するロータを備えたモータにおいて、モータの温度が-40℃以上20℃未満の低温域にある場合、制限トルク値よりも25%低い値以上15%低い値以下の範囲内で設定することが好ましい。 For example, in a motor equipped with a rotor having a neodymium magnet, which is an example of a permanent magnet, when the motor temperature is in the low temperature range of -40°C or higher and lower than 20°C, it is preferable to set the limit torque value within a range of 25% lower and 15% lower than the limit torque value.

さらに、本実施形態のモータ制御装置1は、要求トルク値の時間変化率が所定値よりも大きいか否かを判断する要求トルク値判断部50を更に備えていることが好ましい(図1参照)。 Furthermore, the motor control device 1 of this embodiment preferably further includes a required torque value determination unit 50 that determines whether the time rate of change of the required torque value is greater than a predetermined value (see FIG. 1).

そして、要求トルク値判断部50が要求トルク値の時間変化率が所定値よりも大きいと判断したとき、トルク指令値制御部10がトルク指令値を限界トルク値にせずにそのまま要求トルク値にすることが好ましい。 When the required torque value determination unit 50 determines that the time rate of change of the required torque value is greater than a predetermined value, it is preferable that the torque command value control unit 10 sets the torque command value to the required torque value without setting it to the limit torque value.

図2~図4、図6、図7に示すようにトルク指令値を制御するモータ130を備えた電気自動車においては、所定値は、例えば、300Nm/msecに設定することが好ましい。この所定値は、電気自動車の諸元に応じて設定することが好ましい。 In an electric vehicle equipped with a motor 130 that controls the torque command value as shown in Figures 2 to 4, 6, and 7, the predetermined value is preferably set to, for example, 300 Nm/msec. This predetermined value is preferably set according to the specifications of the electric vehicle.

さらに、本実施形態のモータ制御装置1は、モータ130の回転数を算出するモータ回転数算出部60と、駆動軸160の回転数を算出する駆動軸回転数算出部70を更に備えていることが好ましい(図1参照)。 Furthermore, the motor control device 1 of this embodiment preferably further includes a motor rotation speed calculation unit 60 that calculates the rotation speed of the motor 130, and a drive shaft rotation speed calculation unit 70 that calculates the rotation speed of the drive shaft 160 (see FIG. 1).

そして、不感帯区間判断部20が、モータ130の回転数と駆動軸160の回転数との差分に基づいてモータ130と駆動軸160とが同期したと判断することにより不感帯区間が終了したと判断することが好ましい。 Then, it is preferable that the dead-band interval determination unit 20 determines that the dead-band interval has ended by determining that the motor 130 and the drive shaft 160 are synchronized based on the difference between the rotation speed of the motor 130 and the rotation speed of the drive shaft 160.

さらに、本実施形態のモータ制御装置1においては、トルク指令値制御部10が、限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値を要求トルク値にする際に、トルク指令値を経時的に増加させることが好ましい(図4参照)。 Furthermore, in the motor control device 1 of this embodiment, when the torque command value control unit 10 sets the torque command value, which is equal to or greater than the limit torque value and less than the restricted torque value, to the required torque value, it is preferable to increase the torque command value over time (see FIG. 4).

図6の場合と比較して、図4の場合のように要求トルクが相対的に小さいときには、図5において点線で示すような時間を変数とする関数である重み係数aに基づいてトルク指令値を増加させる。なお、トルク指令値Tmf、要求トルク値Tmd、限界トルク値Tmendと重み係数aとの関係は、次の式:Tmf=a×Tmd+(1-a)×Tmend(0≦a≦1)で表すことができる。 Compared to the case of Fig. 6, when the required torque is relatively small as in the case of Fig. 4, the torque command value is increased based on the weighting coefficient a, which is a function with time as a variable as shown by the dotted line in Fig. 5. The relationship between the torque command value Tm * f, the required torque value Tm * d, the limit torque value Tm * end and the weighting coefficient a can be expressed by the following equation: Tm * f=a×Tm * d+(1−a)×Tm * end (0≦a≦1).

さらに、本実施形態のモータ制御装置1においては、トルク指令値制御部10が、トルク指令値を経時的に増加させる際に、限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値と要求トルク値との差が大きいほど、トルク指令値の単位時間当たりの増加量を大きくすることが好ましい(図6及び図4参照)。 Furthermore, in the motor control device 1 of this embodiment, when the torque command value control unit 10 increases the torque command value over time, it is preferable to increase the amount of increase in the torque command value per unit time the greater the difference between the torque command value that is set to be equal to or greater than the limit torque value and less than the restricted torque value, and the required torque value (see Figures 6 and 4).

図4の場合と比較して、図6の場合のように要求トルクが相対的に大きいときには、図5において実線で示すような時間を変数とする関数である重み係数aに基づいてトルク指令値を増加させる。 When the required torque is relatively large, as in the case of FIG. 6, as compared to the case of FIG. 4, the torque command value is increased based on the weighting coefficient a, which is a function with time as a variable, as shown by the solid line in FIG. 5.

さらに、本実施形態のモータ制御装置1は、要求トルク値が制限トルク値未満の変更要求トルク値に変更されたか否かを判断する変更判断部80を更に備えていることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the motor control device 1 of this embodiment further includes a change determination unit 80 that determines whether the requested torque value has been changed to a changed requested torque value that is less than the limit torque value.

そして、不感帯区間判断部20が不感帯区間が終了したと判断するまでの間に、変更判断部80が要求トルク値が変更要求トルク値に変更されたと判断したとき、トルク指令値制御部10が限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値を変更要求トルク値にすることが好ましい(図7参照)。 When the change determination unit 80 determines that the required torque value has been changed to the changed request torque value before the dead-band interval determination unit 20 determines that the dead-band interval has ended, it is preferable that the torque command value control unit 10 sets the torque command value that has been set to be equal to or greater than the limit torque value but less than the limit torque value to the changed request torque value (see FIG. 7).

次に、本実施形態の利点について説明する。本実施形態においては、トルク指令値制御部10が、要求トルク値に基づいてトルク指令値を上述の限界トルク値にし、不感帯区間判断部20が不感帯区間が終了したと判断するまでトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値以下で維持し、不感帯区間判断部20が不感帯区間が終了した判断したときにトルク指令値を要求トルク値にする。これにより、不感帯区間において、トルクの応答性を悪化させない範囲で、実トルク値の時間変化率(傾き)の上限値を制限する従来例(図2参照)と比較して、歯打ち音を低減しつつ、電動車の運転者によるアクセルペダルの操作に基づく要求トルクに対する応答性を向上させることができる。 Next, the advantages of this embodiment will be described. In this embodiment, the torque command value control unit 10 sets the torque command value to the above-mentioned limit torque value based on the required torque value, maintains the torque command value between the limit torque value and the limited torque value until the dead zone section determination unit 20 determines that the dead zone section has ended, and sets the torque command value to the required torque value when the dead zone section determination unit 20 determines that the dead zone section has ended. As a result, compared to the conventional example (see FIG. 2) in which the upper limit value of the time rate of change (slope) of the actual torque value is limited within a range that does not deteriorate the torque responsiveness in the dead zone section, it is possible to reduce gear rattle noise while improving the responsiveness to the required torque based on the operation of the accelerator pedal by the driver of the electric vehicle.

図8は、実線によりPWM制御OFFのときのモータ側ギアと駆動軸側ギアとの関係の概略を説明する図である。また、図8は、点線によりPWM制御ONのときのモータ側ギアと駆動軸側ギアとの関係の概略を説明する図でもある。 Figure 8 is a diagram that uses solid lines to explain the general relationship between the motor side gear and the drive shaft side gear when PWM control is OFF. Figure 8 also uses dotted lines to explain the general relationship between the motor side gear and the drive shaft side gear when PWM control is ON.

歯打ち音は、例えば、PWM制御OFFのときの運転者のアクセルペダルの操作に応じて要求トルク値が変化したことによってPWM制御ONになる際に、噛み合う2つのギア(モータ側ギア151、駆動軸側ギア152)が掛け変わるときに発生する。より具体的には、駆動軸側ギア152の歯がモータ側ギア151の歯面Aに接し、歯面Bに掛け替え位置(バックラッシュ)dがあるときであって、モータ側ギア151が矢印ωwで示す方向に回転したとき、バックラッシュdを駆動軸側ギア152の歯が移動した後に、駆動軸側ギア152の歯がモータ側ギア151の歯面Bに押し付けられたときに発生する。このバックラッシュdを駆動軸側ギア152の歯が移動する所定時間tはt=(2×d×Jm/Tm)1/2で算出される。ここで、Jmはモータ端イナーシャ(既知量)、Tmはモータトルク(操作量)である。また、モータ側ギア相対速度(制御量)VrはVr=Tm/Jm×tで算出される。 The teeth rattle noise occurs, for example, when the PWM control is turned ON due to a change in the required torque value in response to the driver's operation of the accelerator pedal when the PWM control is OFF, and the two meshing gears (the motor side gear 151 and the drive shaft side gear 152) are shifted. More specifically, when the teeth of the drive shaft side gear 152 are in contact with the tooth surface A of the motor side gear 151 and there is a shift position (backlash) d on the tooth surface B, and when the motor side gear 151 rotates in the direction indicated by the arrow ωw, the teeth of the drive shaft side gear 152 move through the backlash d and are then pressed against the tooth surface B of the motor side gear 151. The predetermined time t for the teeth of the drive shaft side gear 152 to move through this backlash d is calculated as t = (2 x d x Jm/Tm) 1/2 . Here, Jm is the motor end inertia (known quantity), and Tm is the motor torque (operation quantity). Further, the motor side gear relative speed (control amount) Vr is calculated by Vr=Tm/Jm×t.

そして、所定時間tにおいてトルク指令値を上述の限界トルク値以上制限トルク値未満にし、ギアが掛け変わるときのモータ側ギア相対速度Vrを所定の範囲内、言い換えれば歯打ち音が発生しない歯打ち音限界速度以下に制御することが可能となるので、歯打ち音を低減できる。さらに、限界トルク値を時間によらず一定としたため、要求トルクに対する応答性を損なうことがない。 Then, at a predetermined time t, the torque command value is set to be equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value described above, and the motor side gear relative speed Vr when the gears are changed can be controlled within a predetermined range, in other words, below the limit speed at which rattle noise does not occur, thereby reducing rattle noise. Furthermore, because the limit torque value is constant regardless of time, responsiveness to the required torque is not impaired.

さらに、本実施形態においては、上述のような利点を得るにあたり、ギアの位置制御を含む制御系とする場合と比較して、制御系の変更規模が小さいという副次的な利点もある。 Furthermore, in this embodiment, in order to obtain the above-mentioned advantages, there is also the secondary advantage that the scale of changes to the control system is smaller compared to a control system that includes gear position control.

また、本実施形態においては、モータ温度判断部30が上述のようにモータ130の温度が高温域にあると判断したとき限界トルク値補正部40が限界トルク値を一定の範囲内において大きくし、モータ温度判断部30が上述のようにモータ130の温度が低温域にあると判断したとき限界トルク値補正部40が限界トルク値を一定の範囲内において小さくする。これにより、上述した利点に加えて、モータにおける永久磁石の磁気温度特性によらず、歯打ち音を低減しつつ、要求トルクに対する応答性を向上させることができる。より具体的には、モータにおいて電流フィードバック制御によりトルクをフィードフォワード的に制御する場合と比較して、永久磁石の磁気温度特性に起因するギアが掛け変わるときに歯打ち音限界速度を超えることや実トルクが不足することがない。 In addition, in this embodiment, when the motor temperature determination unit 30 determines that the temperature of the motor 130 is in the high temperature range as described above, the limit torque value correction unit 40 increases the limit torque value within a certain range, and when the motor temperature determination unit 30 determines that the temperature of the motor 130 is in the low temperature range as described above, the limit torque value correction unit 40 decreases the limit torque value within a certain range. As a result, in addition to the above-mentioned advantages, it is possible to reduce rattle noise and improve responsiveness to the required torque, regardless of the magnetic temperature characteristics of the permanent magnet in the motor. More specifically, compared to when the torque is controlled in a feedforward manner by current feedback control in the motor, the rattle noise limit speed is not exceeded and the actual torque is not insufficient when changing gears due to the magnetic temperature characteristics of the permanent magnet.

さらに、本実施形態においては、要求トルク値判断部50が要求トルク値の時間変化率が所定値よりも大きいと判断したとき、トルク指令値制御部10がトルク指令値を限界トルク値にせずにそのまま要求トルク値にする。これにより、上述した利点に加えて、運転者が歯打ち音や振動の低減よりも加速性を要求する場合において、加速性を向上させることができる。また、このような所定値が設定されるとき、通常、歯打ち音は、電気自動車の周囲環境の騒音よりも小さく問題とならない。また、運転者が失速感を感じるリスクを低減できる。 Furthermore, in this embodiment, when the required torque value determination unit 50 determines that the time rate of change of the required torque value is greater than a predetermined value, the torque command value control unit 10 sets the torque command value to the required torque value without setting it to the limit torque value. This not only achieves the above-mentioned advantages, but also improves acceleration when the driver requires acceleration rather than reduced gear rattle or vibration. Furthermore, when such a predetermined value is set, gear rattle is usually smaller than the noise in the environment surrounding the electric vehicle and is not a problem. Furthermore, the risk of the driver feeling a sense of stalling can be reduced.

さらに、本実施形態においては、不感帯区間判断部20が、モータ130の回転数と駆動軸160の回転数との差分に基づいてモータ130と駆動軸160とが同期したと判断することにより不感帯区間が終了したと判断する。これにより、上述した利点に加えて、ギアガタ量、モータイナーシャのバラツキ、モータ側ギアのフリクション、永久磁石の磁気温度特性を考慮する必要なく、モータの不感帯区間の終了を必要最小限の時間で判断でき、より加速性を向上させることができる。また、運転者が加速遅れ感を感じるリスクを低減できる。 Furthermore, in this embodiment, the dead zone determination unit 20 determines that the motor 130 and the drive shaft 160 are synchronized based on the difference between the rotation speed of the motor 130 and the rotation speed of the drive shaft 160, and thereby determines that the dead zone has ended. This provides the above-mentioned advantages, and in addition, it is possible to determine the end of the motor's dead zone in the minimum amount of time without having to consider the amount of gear play, variations in motor inertia, friction of the motor-side gear, and the magnetic temperature characteristics of the permanent magnet, thereby improving acceleration. It also reduces the risk that the driver will feel a sense of lag in acceleration.

さらに、本実施形態においては、トルク指令値制御部10が、限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値を要求トルク値にする際に、トルク指令値を経時的に増加させる。これにより、上述した利点に加えて、振動の発生を低減することができる。換言すれば、トルク指令値制御部10が、上述のトルク指令値を要求トルク値にする際に、トルク指令値を経時的に増加させることにより、トルク指令値の時間変化率をなまらせることができ、駆動軸のねじれを低減することができる。 Furthermore, in this embodiment, when the torque command value control unit 10 sets the torque command value, which is equal to or greater than the limit torque value but less than the restricted torque value, to the required torque value, the torque command value is increased over time. This makes it possible to reduce the occurrence of vibrations in addition to the above-mentioned advantages. In other words, by increasing the torque command value over time when the torque command value control unit 10 sets the above-mentioned torque command value to the required torque value, the time rate of change of the torque command value can be smoothed and torsion of the drive shaft can be reduced.

さらに、本実施形態においては、トルク指令値制御部10が、トルク指令値を経時的に増加させる際に、限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値と要求トルク値との差が大きいほど、トルク指令値の単位時間当たりの増加量を大きくする。これにより、上述した利点に加えて、要求トルク値が大きい場合であっても、加速性を増加させ、要求トルクに対する応答性を向上させることができる。また、運転者が加速遅れ感を感じるリスクを低減できる。 Furthermore, in this embodiment, when the torque command value control unit 10 increases the torque command value over time, the greater the difference between the torque command value, which is set to be equal to or greater than the limit torque value but less than the restricted torque value, and the required torque value, the greater the increase in the torque command value per unit time. This not only achieves the above-mentioned advantages, but also increases acceleration and improves responsiveness to the required torque, even when the required torque value is large. It also reduces the risk that the driver will feel a sense of delayed acceleration.

さらに、本実施形態においては、不感帯区間判断部20が不感帯区間が終了したと判断するまでの間に、変更判断部80が要求トルク値が変更要求トルク値に変更されたと判断したとき、トルク指令値制御部10が、限界トルク値以上制限トルク値未満にされたトルク指令値を変更要求トルク値にする。これにより、上述した利点に加えて、不要となった上述の歯打ち音低減制御をすることなく、要求トルクに対する応答性を向上させることができる。また、運転者が減速遅れ感や突き出され感を感じるリスクを低減できる。 Furthermore, in this embodiment, when the change determination unit 80 determines that the required torque value has been changed to the changed request torque value before the dead zone section determination unit 20 determines that the dead zone section has ended, the torque command value control unit 10 sets the torque command value that is equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value to the changed request torque value. This not only achieves the above-mentioned advantages, but also improves responsiveness to the requested torque without the above-mentioned unnecessary rattle noise reduction control. It also reduces the risk that the driver will feel a sense of delayed deceleration or a sense of being pushed out.

以上、本発明を一実施形態によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。 The present invention has been described above using one embodiment, but the present invention is not limited to this, and various modifications are possible within the scope of the gist of the present invention.

本発明においては、歯打ち音を低減しつつ、電動車の運転者によるアクセルペダルの操作に基づく要求トルクに対する応答性を向上させるべく、トルク指令値制御部が、要求トルク値に基づいてトルク指令値を上述の限界トルク値にし、不感帯区間が終了するまでトルク指令値を限界トルク値以上制限トルク値以下で維持し、不感帯区間が終了したときにトルク指令値を要求トルク値にすることを骨子とする。 In the present invention, in order to reduce gear rattle noise while improving responsiveness to the required torque based on the operation of the accelerator pedal by the driver of the electric vehicle, the torque command value control unit sets the torque command value to the above-mentioned limit torque value based on the required torque value, maintains the torque command value at or above the limit torque value and below the limited torque value until the end of the dead band section, and sets the torque command value to the required torque value when the dead band section ends.

従って、上述の実施形態においてはロータにネオジム磁石等の永久磁石が組み込まれたモータを例示して説明したが、本発明においてはロータの永久磁石はネオジム磁石に限定されず、従来公知の他の永久磁石を適用することもできる。また、その場合、永久磁石の磁気温度特性に応じて限界トルク値も適宜変更することができる。さらに、本発明においてはモータのロータとして巻線界磁型ロータを適用することもできる。 Thus, in the above embodiment, a motor in which a permanent magnet such as a neodymium magnet is incorporated in the rotor has been described as an example, but in the present invention, the permanent magnet of the rotor is not limited to a neodymium magnet, and other permanent magnets known in the art can also be applied. In that case, the limit torque value can also be changed appropriately depending on the magnetic temperature characteristics of the permanent magnet. Furthermore, in the present invention, a wound field type rotor can also be applied as the rotor of the motor.

また、上述の実施形態においてはモータの回転数と駆動軸の回転数との差分に基づいて不感帯区間の終了を判断する不感帯区間判断部を例示して説明したが、本発明においてはこれに限定されない。例えば、不感帯区間が終了するまでの所定時間をギアガタ量、モータイナーシャのバラツキ、モータ側ギアのフリクションに基づいて算出して不感帯区間の終了を判断する不感帯区間判断部を適用することもできる。 In the above embodiment, a dead zone section determination unit that determines the end of the dead zone section based on the difference between the rotation speed of the motor and the rotation speed of the drive shaft is described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, a dead zone section determination unit that determines the end of the dead zone section by calculating a predetermined time until the end of the dead zone section based on the amount of gear backlash, the variation in motor inertia, and the friction of the motor-side gear can also be applied.

また、上述した好適な構成要素は、必ずしも必須の構成要素ではなく除去することも可能であり、さらに、モータ制御装置、モータコントローラ、バッテリー、モータコントローラ、インバータ、モータ、モータ回転センサ、モータ温度センサ、電流センサ、減速機、駆動輪回転センサなどの仕様の細部を変更することも可能である。 In addition, the preferred components described above are not necessarily essential components and may be removed. Furthermore, it is also possible to change the details of the specifications of the motor control device, motor controller, battery, motor controller, inverter, motor, motor rotation sensor, motor temperature sensor, current sensor, reducer, drive wheel rotation sensor, etc.

1 モータ制御装置
10 トルク指令値制御部
20 不感帯区間判断部
30 モータ温度判断部
40 限界トルク値補正部
50 要求トルク値判断部
60 モータ回転数算出部
70 駆動軸回転数算出部
80 変更判断部
100 バッテリー
110 モータコントローラ
120 インバータ
130 モータ
131 モータ回転センサ
132 モータ温度センサ
140 電流センサ
150 減速機
151 モータ側ギア
152 駆動軸側ギア
160 駆動軸
170a,170b 駆動輪
171a,171b 駆動輪回転センサ
REFERENCE SIGNS LIST 1 Motor control device 10 Torque command value control section 20 Dead band section determination section 30 Motor temperature determination section 40 Limit torque value correction section 50 Required torque value determination section 60 Motor rotation speed calculation section 70 Drive shaft rotation speed calculation section 80 Change determination section 100 Battery 110 Motor controller 120 Inverter 130 Motor 131 Motor rotation sensor 132 Motor temperature sensor 140 Current sensor 150 Speed reducer 151 Motor side gear 152 Drive shaft side gear 160 Drive shaft 170a, 170b Drive wheels 171a, 171b Drive wheel rotation sensor

Claims (7)

トルク指令値を制御するトルク指令値制御部と、電動車のモータのトルクが前記電動車の駆動軸のトルクに伝達されない不感帯区間が終了したか否かを判断する不感帯区間判断部を備えたモータ制御装置であって、
前記トルク指令値制御部が、前記モータの制限トルク値以上である前記電動車の要求トルク値に基づいて、トルク指令値を前記制限トルク値よりも小さくかつ前記制限トルク値から一定の範囲内に設定される限界トルク値にし、
前記不感帯区間判断部が前記不感帯区間が終了したと判断するまで、前記トルク指令値制御部が、前記限界トルク値にされたトルク指令値を前記限界トルク値以上前記制限トルク値未満にし、
前記不感帯区間判断部が前記不感帯区間が終了したと判断したとき、前記トルク指令値制御部が、前記限界トルク値以上前記制限トルク値未満にされたトルク指令値を前記要求トルク値にする
ことを特徴とするモータ制御装置。
A motor control device including a torque command value control unit that controls a torque command value, and a dead zone section determination unit that determines whether or not a dead zone section in which torque of a motor of an electric vehicle is not transmitted to torque of a drive shaft of the electric vehicle has ended,
the torque command value control unit sets a torque command value to a limit torque value that is smaller than the limit torque value and is set within a certain range from the limit torque value, based on a required torque value of the electric vehicle, which is equal to or larger than the limit torque value of the motor;
the torque command value control unit keeps the torque command value set to the limit torque value equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value until the dead band section determination unit determines that the dead band section has ended;
a torque command value control unit that sets a torque command value that is equal to or greater than the limit torque value and less than the restriction torque value to the required torque value when the dead band interval determination unit determines that the dead band interval has ended.
前記モータの温度を測定するモータ温度センサと、前記モータの温度が高温域にあるか低温域にあるかを判断するモータ温度判断部と、前記限界トルク値を補正する限界トルク値補正部を更に備え、
前記モータ温度判断部が前記モータの温度が高温域にあると判断したとき、前記限界トルク値補正部が、前記限界トルク値を前記一定の範囲内において大きくし、
前記モータ温度判断部が前記モータの温度が低温域にあると判断したとき、前記限界トルク値補正部が、前記限界トルク値を前記一定の範囲内において小さくする
ことを特徴とする請求項1に記載のモータ制御装置。
The motor temperature sensor measures the temperature of the motor, a motor temperature determination unit determines whether the temperature of the motor is in a high temperature range or a low temperature range, and a limit torque value correction unit corrects the limit torque value,
when the motor temperature determination unit determines that the temperature of the motor is in a high temperature range, the limit torque value correction unit increases the limit torque value within the certain range,
2. The motor control device according to claim 1, wherein when the motor temperature determination unit determines that the temperature of the motor is in a low temperature range, the limit torque value correction unit reduces the limit torque value within the certain range.
前記要求トルク値の時間変化率が所定値よりも大きいか否かを判断する要求トルク値判断部を更に備え、
前記要求トルク値判断部が前記要求トルク値の時間変化率が所定値よりも大きいと判断したとき、前記トルク指令値制御部が、トルク指令値を前記限界トルク値にせずにそのまま前記要求トルク値にする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
a required torque value determination unit that determines whether a time rate of change of the required torque value is greater than a predetermined value,
3. The motor control device according to claim 1, wherein when the required torque value determination unit determines that the time rate of change of the required torque value is greater than a predetermined value, the torque command value control unit sets the torque command value to the required torque value without setting it to the limit torque value.
前記モータの回転数を算出するモータ回転数算出部と、前記駆動軸の回転数を算出する駆動軸回転数算出部を更に備え、
前記不感帯区間判断部が、前記モータの回転数と前記駆動軸の回転数との差分に基づいて前記モータと前記駆動軸とが同期したと判断することにより前記不感帯区間が終了したと判断する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
The system further includes a motor rotation speed calculation unit that calculates the rotation speed of the motor, and a drive shaft rotation speed calculation unit that calculates the rotation speed of the drive shaft,
3. The motor control device according to claim 1, wherein the dead zone determination unit determines that the dead zone has ended by determining that the motor and the drive shaft have been synchronized based on a difference between the rotation speed of the motor and the rotation speed of the drive shaft.
前記トルク指令値制御部が、前記限界トルク値以上前記制限トルク値未満にされたトルク指令値を前記要求トルク値にする際に、トルク指令値を経時的に増加させることを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。 The motor control device according to claim 1 or 2, characterized in that the torque command value control unit increases the torque command value over time when the torque command value, which is equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value, is set to the required torque value. 前記トルク指令値制御部が、トルク指令値を経時的に増加させる際に、前記限界トルク値以上前記制限トルク値未満にされたトルク指令値と前記要求トルク値との差が大きいほど、トルク指令値の単位時間当たりの増加量を大きくする
ことを特徴とする請求項5に記載のモータ制御装置。
6. The motor control device according to claim 5, wherein when the torque command value control unit increases the torque command value over time, the greater the difference between the torque command value that is equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value, and the required torque value, the greater the increase in the torque command value per unit time.
前記要求トルク値が前記制限トルク値未満の変更要求トルク値に変更されたか否かを判断する変更判断部を更に備え、
前記不感帯区間判断部が前記不感帯区間が終了したと判断するまでの間に、前記変更判断部が前記要求トルク値が前記変更要求トルク値に変更されたと判断したとき、前記トルク指令値制御部が、前記限界トルク値以上前記制限トルク値未満にされたトルク指令値を前記変更要求トルク値にする
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のモータ制御装置。
a change determination unit that determines whether the required torque value is changed to a changed required torque value that is less than the limit torque value,
3. The motor control device according to claim 1, wherein when the change determination unit determines that the required torque value has been changed to the changed requested torque value before the dead band section determination unit determines that the dead band section has ended, the torque command value control unit sets the torque command value that has been set to be equal to or greater than the limit torque value and less than the limit torque value to the changed requested torque value.
JP2023003765A 2023-01-13 2023-01-13 Motor Control Device Pending JP2024100055A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023003765A JP2024100055A (en) 2023-01-13 2023-01-13 Motor Control Device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2023003765A JP2024100055A (en) 2023-01-13 2023-01-13 Motor Control Device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2024100055A true JP2024100055A (en) 2024-07-26

Family

ID=91958258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023003765A Pending JP2024100055A (en) 2023-01-13 2023-01-13 Motor Control Device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2024100055A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9475403B2 (en) DC bus voltage control
JP4147756B2 (en) Electric vehicle drive control device, electric vehicle drive control method, and program
JP2023177096A (en) Electric vehicle control method and electric vehicle control device
CA3030812C (en) Torque control method and torque control device
JPH0984208A (en) Electric car controller
US9120388B2 (en) Rotating electrical machine drive system
WO2018150793A1 (en) Inverter device and electric vehicle
JP2021052442A (en) Inverter controller
JP2004166415A (en) Motor drive controller
JP4765939B2 (en) Electric vehicle
JP2008211861A (en) Electric motor control device
JP2018182858A (en) Drive unit
JP2012095443A (en) Automobile
JP2024100055A (en) Motor Control Device
JP5737329B2 (en) Induction motor controller for vehicle
JP2004023943A (en) Reversing suppression controller for electric vehicle
WO2021205709A1 (en) Inverter control device and electric vehicle system
JP6772501B2 (en) Automobile
JPH10178705A (en) Electric vehicle
JP4797537B2 (en) Motor control device
WO2023276696A1 (en) Vehicle control device, and program
JP7357159B2 (en) Electric vehicle control method and electric vehicle control system
JP2025066524A (en) Motor control method and motor control device
JP2019022335A (en) Device for controlling drive for vehicle
JP3804667B2 (en) Electric vehicle drive control device and electric vehicle drive control method