(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および前記電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制する制振制御用トルクに基づいて、前記モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、
前記電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を計測する際に、前記モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、前記モータの回転速度を計測するとともに、前記モータ制御装置に設定された制振制御用ゲインおよび周波数応答計測用のトルク生成条件を、前記モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備え、
前記信号処理装置は、前記周波数応答を計測するための前記周波数応答計測用のトルク生成条件を入力する周波数応答計測用トルク生成条件入力部を有し、
前記モータ制御装置は、
前記電動車両の車体動作を拘束する装置がオフされ、前記モータの駆動トルクが０に設定された場合において、
前記信号処理装置に入力された前記周波数応答計測用のトルク生成条件に基づいて、前記周波数応答を計測するための、０を中心として振動する前記周波数応答計測用トルクを算出して、前記モータを駆動させ、
前記信号処理装置は、
前記周波数応答を、前記電動車両が接地された状態で、前記モータの回転速度の変動から計測し、
前記モータの回転速度に基づいて周波数解析を実行して前記周波数応答を同定し、共振周波数を得て、
前記共振周波数に相当するモータ回転速度を通過するモータ回転の変化を検出した場合に、検出の前後の所定期間におけるモータ回転速度を記録し、
記録された前記モータ回転速度から多項式近似の係数を算出し、前記多項式近似を用いて算出した仮想モータ回転速度と実際に計測された実モータ回転速度との差分を算出して回転変動振幅を求め、
前記回転変動振幅に基づいて、前記制振制御用トルクを演算するための制振制御用ゲインが設定される
適合補助システム。
【請求項２】
電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および前記電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制する制振制御用トルクに基づいて、前記モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、
前記電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を計測する際に、前記モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、前記モータの回転速度を計測するとともに、前記モータ制御装置に設定された制振制御用ゲインおよび周波数応答計測用のトルク生成条件を、前記モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備えた適合補助システムで実行される適合補助方法であって、
前記モータの回転速度を計測するステップと、
前記信号処理装置に、前記周波数応答を計測するための前記周波数応答計測用のトルク生成条件を入力するステップと、
前記電動車両の車体動作を拘束する装置がオフされ、前記モータの駆動トルクが０に設定された場合において、前記周波数応答計測用のトルク生成条件に基づいて、前記周波数応答を計測するための、０を中心として振動する前記周波数応答計測用トルクを算出するステップと、
算出した前記周波数応答計測用トルクに基づいて、前記モータを駆動させるステップと、
計測された前記モータの回転速度に基づいて、前記電動車両が接地された状態で、前記周波数応答を計測するステップと、
前記モータの回転速度に基づいて周波数解析を実行して前記周波数応答を同定し、共振周波数を得るステップと、
前記共振周波数に相当するモータ回転速度を通過するモータ回転の変化を検出した場合に、検出の前後の所定期間におけるモータ回転速度を記録するステップと、
記録された前記モータ回転速度から多項式近似の係数を算出し、前記多項式近似を用いて算出した仮想モータ回転速度と実際に計測された実モータ回転速度との差分を算出して回転変動振幅を求めるステップと、
前記回転変動振幅に基づいて、前記制振制御用トルクを演算するための制振制御用ゲインが設定されるステップと、
を有する適合補助方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動車両のドライブシャフトのねじれ共振に伴う車体振動を抑制することを目的として、制振制御の制御ゲインの適合を補助する適合補助システムおよび適合補助方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ２の排出量を低減するために、モータ（電動機）とエンジン（内燃機関）とを搭載したハイブリッド自動車や、モータだけで駆動を行う電気自動車等（総称して「電動車両」または単に「車両」と称する）が増加している。
【０００３】
なお、実際の電動車両には、ドライブシャフトのねじり振動の固有振動があることが知られており、モータのトルク変動が車体共振により車体振動として増幅され、乗り心地を悪化させるという問題がある。そこで、制振制御により、車体振動を抑制することで、乗り心地を向上させることが検討されている。
【０００４】
ここで、電動車両のモータを加振源とするねじり振動等の周波数応答を計測するために、車両をジャッキアップさせた無負荷状態において、モータの駆動トルクを外部からサインスイープで入力することにより、周波数特性を取得する方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】角谷勇人、藤本博志、「車載モータを搭載した電気自動車のドライブシャフト振動抑制制御を用いた駆動力制御法」、電気学会産業計測制御研究会、２０１１年、ＩＩＣ−１２−１０６、ｐ．１９−２４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一般的に、電動車両のモータを加振源とするねじり振動等の周波数応答を正確に把握するためには、車体のイナーシャを含めた周波数応答を計測する必要があり、かつ、固有振動の共振周波数を把握するためには、モータ制御周期に同期した高周波帯域までの周波数応答を計測する必要がある。
【０００７】
しかしながら、非特許文献１では、車両がジャッキアップされているので、車体のイナーシャが車輪に加わっておらず、またドライブシャフトにかかる重量が実走行時と異なることから、実走行で発生するドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を正確に計測することができない。
【０００８】
また、非特許文献１では、モータの駆動トルクを外部からサインスイープで入力しているが、外部からの信号の入力周波数には、外部との通信ケーブルに起因する通信速度による制約があるので、通信速度以上の周波数応答を得ることができない。
【０００９】
すなわち、非特許文献１の方法では、車体のイナーシャを含めた周波数応答を計測することができず、またモータ制御周期に同期した高周波帯域までの周波数応答を計測することができないので、制振制御を良好に行うことができないという問題がある。
【００１０】
この発明は、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、制振制御を良好に行うことができる適合補助システムおよび適合補助方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る適合補助システムは、電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および前記電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制する制振制御用トルクに基づいて、前記モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、前記電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を計測する際に、前記モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、前記モータの回転速度を計測するとともに、前記モータ制御装置に設定された制振制御用ゲインおよび周波数応答計測用のトルク生成条件を、前記モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備え、前記信号処理装置は、前記周波数応答を計測するための前記周波数応答計測用のトルク生成条件を入力する周波数応答計測用トルク生成条件入力部を有し、前記モータ制御装置は、前記電動車両の車体動作を拘束する装置がオフされ、前記モータの駆動トルクが０に設定された場合において、前記信号処理装置に入力された前記周波数応答計測用のトルク生成条件に基づいて、前記周波数応答を計測するための、０を中心として振動する前記周波数応答計測用トルクを算出して、前記モータを駆動させ、前記信号処理装置は、周波数応答を、前記電動車両が接地された状態で、前記モータの回転速度の変動から計測し、前記モータの回転速度に基づいて周波数解析を実行して前記周波数応答を同定し、共振周波数を得て、前記共振周波数に相当するモータ回転速度を通過するモータ回転の変化を検出した場合に、検出の前後の所定期間におけるモータ回転速度を記録し、記録された前記モータ回転速度から多項式近似の係数を算出し、前記多項式近似を用いて算出した仮想モータ回転速度と実際に計測された実モータ回転速度との差分を算出して回転変動振幅を求め、前記回転変動振幅に基づいて、前記制振制御用トルクを演算するための制振制御用ゲインが設定されるものである。
【００１２】
この発明に係る適合補助方法は、電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および前記電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制する制振制御用トルクに基づいて、前記モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、前記電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を計測する際に、前記モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、前記モータの回転速度を計測するとともに、前記モータ制御装置に設定された制振制御用ゲインおよび周波数応答計測用のトルク生成条件を、前記モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備えた適合補助システムで実行される適合補助方法であって、前記モータの回転速度を計測するステップと、前記信号処理装置に、前記周波数応答を計測するための前記周波数応答計測用のトルク生成条件を入力するステップと、前記電動車両の車体動作を拘束する装置がオフされ、前記モータの駆動トルクが０に設定された場合において、前記周波数応答計測用のトルク生成条件に基づいて、前記周波数応答を計測するための、０を中心として振動する前記周波数応答計測用トルクを算出するステップと、算出した前記周波数応答計測用トルクに基づいて、前記モータを駆動させるステップと、計測された前記モータの回転速度に基づいて、前記電動車両が接地された状態で、周波数応答を計測するステップと、前記モータの回転速度に基づいて周波数解析を実行して前記周波数応答を同定し、共振周波数を得るステップと、前記共振周波数に相当するモータ回転速度を通過するモータ回転の変化を検出した場合に、検出の前後の所定期間におけるモータ回転速度を記録するステップと、記録された前記モータ回転速度から多項式近似の係数を算出し、前記多項式近似を用いて算出した仮想モータ回転速度と実際に計測された実モータ回転速度との差分を算出して回転変動振幅を求めるステップと、前記回転変動振幅に基づいて、前記制振制御用トルクを演算するための制振制御用ゲインが設定されるステップと、を有するものである。
【発明の効果】
【００１３】
この発明に係る適合補助システムよれば、電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制するトルク指令値に基づいて、モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、モータの制御情報を計測するとともに、モータ制御装置に設定された制御定数を、モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備え、信号処理装置は、電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を、電動車両が接地された状態で、モータの回転速度の変動から計測する。
また、この発明に係る適合補助方法によれば、電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制するトルク指令値に基づいて、モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、モータの制御情報を計測するとともに、モータ制御装置に設定された制御定数を、モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備えた適合補助システムで実行される適合補助方法であって、モータの回転速度を計測するステップと、計測されたモータの回転速度に基づいて、電動車両が接地された状態で、電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を計測するステップと、を有する。
そのため、制振制御を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、電動車両における車体振動を説明するための説明図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る適合補助システムを示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る適合補助システムを示す機能ブロック図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る適合補助システムにおいて、周波数応答を計測する処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る適合補助システムにおいて、計測された周波数応答を示すグラフである。
【図６】この発明の実施の形態１に係る適合補助システムにおいて、制振制御用ゲインを適合する処理を示すフローチャートである。
【図７】（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係る適合補助システムにおいて、実モータ回転速度と仮想モータ回転速度との関係を示すグラフである。
【図８】（ａ）、（ｂ）は、この発明の実施の形態１に係る適合補助システムにおいて、実モータ回転速度と仮想モータ回転速度との回転変動幅を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明に係る適合補助システムおよび適合補助方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１６】
実施の形態１．
まず、図１を参照しながら、電動車両における車体振動について説明する。図１は、電動車両における車体振動を説明するための説明図であり、図１（ａ）は車両前後運動と駆動力とを示し、図１（ｂ）はドライブシャフトのねじり共振系を示し、図１（ｃ）はクリープ運転時の振動を示している。
【００１７】
電動車両は、動力発生源としてモータを用いており、モータをインバータで電流制御することにより、従来のエンジン車に比べて高いトルク応答を得ることができる。この高い応答を利用すれば、ドライバのアクセル操作に対する車両の加速度応答を、大幅に向上させることができる。
【００１８】
一方、実際の電動車両には、図１に示されるように、ドライブシャフトのねじり振動の固有振動数があり、モータのトルク変動が車体共振により車体振動として増幅され、これが車両の駆動力として伝達されて、乗り心地を悪化させるという問題がある。ここで、ドライブシャフトのねじり振動を誘発する要因としては、発進時の急峻なトルク変化や、モータのトルクリップルが挙げられる。
【００１９】
そこで、上述したように、電動車両の乗り心地を改善するために、制振制御により、車体振動を抑制することが検討されている。車体振動を抑制するための制振制御は、まず、ドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を求め、次に、制振制御の制御ゲインを変更して適合を行う。
【００２０】
ここで、周波数応答を求める際の課題として、モータの制御装置に接続された外部装置から、周波数応答を求めるためのモータの駆動トルクを与える場合には、外部装置とモータ制御装置との通信速度以上の周波数応答が求められないというものがある。
【００２１】
また、制御ゲインを適合する際の課題として、以下のものがある。すなわち、制御ゲインの適合は、テストドライバーが車両を走行させて振動発生状況を確認し、振動が減少すると思われる制御ゲインに変更して再び車両を走行させ、発生する振動を確認している。
【００２２】
このように、制御ゲインの適合作業は、テストドライバーによるトライアンドエラーによって、目標となる振動レベル以下となるまで繰り返し行われる。しかしながら、テストドライバーの運転は、再現性がないので、目標値を一意に定義することができず、制御ゲイン変更時の効果査定のための目標値と計測結果との差分算出に時間を要し、適合工数がかかる。
【００２３】
そこで、この発明の実施の形態１では、ドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を計測する場合、および制振制御の制御ゲインを適合する場合について、具体的な装置構成を挙げながら詳細に説明する。
【００２４】
図２は、この発明の実施の形態１に係る適合補助システムを示す構成図である。ここでは、適合補助システムのハードウェア構成を示している。図２において、この適合補助システムは、電動車両１００と信号処理装置２００とが、通信ケーブル３００で互いに接続されて構成されている。
【００２５】
電動車両１００は、車両コントロールユニット（ＶＣＵ）１０、モータ制御装置（ＭＣ）２０、アクセルポジションセンサ３０、モータインバータ（ＩＮＶ）４０、車両駆動用のバッテリ５０、車両駆動モータ（ＤＭ）６１および磁極位置センサ（ＲＳ）６２からなる駆動用モータ６０、ドライブシャフト７０、ブレーキ８０並びに駆動輪９０を備えている。
【００２６】
信号処理装置２００は、信号処理装置用通信インタフェース（以下、「通信Ｉ／Ｆ」と称する）２１０および信号処理装置用パソコン２２０を備えている。
【００２７】
図３は、この発明の実施の形態１に係る適合補助システムを示す機能ブロック図である。ここでは、図２に示した適合補助システムのハードウェア構成を、機能ブロックとして示している。
【００２８】
電動車両１００において、車両コントロールユニット１０は、駆動トルク演算部１１を有している。駆動トルク演算部１１は、モータ制御装置２０で検出したモータ回転信号Ｍｎ、およびアクセルポジションセンサ３０で検出したアクセルペダルの操作量を示すアクセル開度信号ＡＰＳ等の車両情報信号に基づいて、トルク指令値Ｒｔｒｑを算出する。
【００２９】
モータ制御装置２０は、モータ駆動トルク演算部２１、モータ駆動トルク切り替え部２２、モータ駆動トルク・モータ駆動電流信号変換部２３、ＰＷＭ変換部２４、制振制御用トルク演算部２５、周波数応答計測用トルク生成部２６、モータ回転速度検出部２７、制振制御用トルク演算ゲイン格納部２８および通信インタフェース（以下、「通信Ｉ／Ｆ」と称する）２９を有している。
【００３０】
モータ駆動トルク演算部２１は、駆動トルク演算部１１で算出されたトルク指令値Ｒｔｒｑと、制振制御用トルク演算部２５で算出された制振制御用トルクＴｖｒとを加算したモータ駆動トルクＴｔｒｇを算出する。
【００３１】
モータ駆動トルク切り替え部２２は、信号処理装置２００がモータ制御装置２０に未接続の場合には、モータ駆動トルク演算部２１で算出されたモータ駆動トルクＴｔｒｑをモータ駆動トルクＴｄｒｖとし、信号処理装置２００がモータ制御装置２０に接続された場合には、信号処理装置用パソコン２２０内の周波数応答計測用トルク生成条件入力部２２１で設定されたモータ駆動トルク方式に基づいて、モータ駆動トルク演算部２１で算出されたモータ駆動トルクＴｔｒｇか、周波数応答計測用トルク生成部２６で算出された周波数応答計測用トルクＴｆかを切り替え、モータ駆動トルクＴｄｒｖを設定する。
【００３２】
モータ駆動トルク・モータ駆動電流信号変換部２３は、モータ駆動トルク切り替え部２２で設定されたモータ駆動トルクＴｄｒｖを、モータ駆動電流信号Ｃｄｒｖに変換する。
【００３３】
ＰＷＭ変換部２４は、モータ駆動トルク・モータ駆動電流信号変換部２３で変換されたモータ駆動電流信号Ｃｄｒｖを、モータインバータ４０のモータ駆動回路（ＰＤ）４１を駆動する電圧波形に変換する。
【００３４】
制振制御用トルク演算部２５は、モータ制御装置２０に搭載された制振制御方式で、制振制御用トルク演算ゲイン格納部２８に格納された制振制御用ゲインＴｖｒｇａｉｎに基づいて、制振制御用トルクＴｖｒを演算する。
【００３５】
周波数応答計測用トルク生成部２６は、周波数応答計測用トルク生成条件入力部２２１で設定された周波数応答計測用のトルク生成条件ＴＦｃｏｎｄに基づいて、周波数応答計測用トルクＴｆを生成する。
【００３６】
モータ回転速度検出部２７は、駆動用モータ６０に搭載された磁極位置センサ６２の磁極位置信号Ｒｓｉｇに基づいて、モータ回転速度Ｍｎを算出する。
【００３７】
制振制御用トルク演算ゲイン格納部２８は、モータ制御装置２０に搭載された制振制御用トルクを演算するための制振制御用ゲインＴｖｒｇａｉｎを格納する。なお、制振制御用トルク演算ゲイン格納部２８は、モータ制御装置２０に搭載されたマイクロコンピュータ内の記憶領域にある。ここで、信号処理装置２００をモータ制御装置２０と接続することにより、信号処理装置用パソコン２２０内の制振制御ゲイン入力部２２６から制振制御用ゲインＴｖｒｇａｉｎを変更することができる。
【００３８】
通信Ｉ／Ｆ２９は、通信ケーブル３００を介して信号処理装置２００内の通信Ｉ／Ｆ２１０と接続され、モータ制御装置２０の各種制御情報を信号処理装置２００に送信したり、信号処理装置２００で設定された各種条件を受信したりする。
【００３９】
信号処理装置２００の通信Ｉ／Ｆ２１０は、通信ケーブル３００を介してモータ制御装置２０内の通信Ｉ／Ｆ２９と接続され、モータ制御装置２０の各種制御情報を信号処理装置用パソコン２２０に送信したり、信号処理装置用パソコン２２０で設定された各種条件をモータ制御装置２０に送信したりする。
【００４０】
信号処理装置２００の信号処理装置用パソコン２２０は、周波数応答計測用トルク生成条件入力部２２１、周波数応答演算部２２２、周波数応答グラフ表示部２２３、モータ回転速度変動演算部２２４、回転速度振幅グラフ表示部２２５および制振制御ゲイン入力部２２６を有している。
【００４１】
周波数応答計測用トルク生成条件入力部２２１は、周波数応答計測用トルク生成部２６で電動車両１００の周波数応答を計測する際の、周波数応答計測用トルクＴｆを生成するためのトルク生成条件ＴＦｃｏｎｄを入力する。
【００４２】
周波数応答演算部２２２は、周波数応答計測用トルク生成部２６で算出された周波数応答計測用トルクＴｆで車両駆動モータ６１を駆動したときに、磁極位置センサ６２の検出する磁極位置Ｒｓｉｇに基づいて、モータ回転速度検出部２７で算出されたモータ回転速度Ｍｎを用いて、ドライブシャフト７０のねじれ共振の周波数応答を算出する。
【００４３】
周波数応答グラフ表示部２２３は、周波数応答演算部２２２で算出された周波数応答を、パソコン等に表示する。ここで、算出された周波数応答は、例えば後述する図５のようなグラフになる。
【００４４】
モータ回転速度変動演算部２２４は、モータ駆動トルク演算部２１で算出されたモータ駆動トルクＴｔｒｇで車両駆動モータ６１を駆動したときに、磁極位置センサ６２の検出する磁極位置Ｒｓｉｇに基づいて、モータ回転速度検出部２７で算出されたモータ回転速度Ｍｎを用いて、多項式近似の係数を算出し、算出された係数を用いた回転速度変動のない仮想モータ回転速度を得る。また、モータ回転速度変動演算部２２４は、仮想モータ回転速度と計測された実モータ回転速度とを比較し、モータ回転速度の変動成分のみを抽出する。
【００４５】
回転速度振幅グラフ表示部２２５は、モータ回転速度変動演算部２２４で算出された仮想モータ回転速度と実モータ回転速度との比較により得られたモータ回転速度の変動幅を、パソコン等に表示する。ここで、モータ回転速度の変動幅は、例えば後述する図８のようなグラフになる。
【００４６】
制振制御ゲイン入力部２２６は、制振制御用トルク演算ゲイン格納部２８に格納された制振制御用ゲインＴｖｒｇａｉｎを、信号処理装置２００の接続時に、モータ作動状態で変更する場合に、オペレータによって、手動で任意の値が入力される。
【００４７】
アクセルポジションセンサ３０は、アクセル開度検出部３１を有している。アクセル開度検出部３１は、アクセルペダルに装着され、ドライバによるアクセルペダルの操作量を検出し、車両コントロールユニット１０にアクセル開度信号ＡＰＳとして入力される。
【００４８】
モータインバータ４０は、モータ駆動回路４１を有している。モータ駆動回路４１は、モータ制御装置２０で生成された車両駆動モータ６１の駆動信号を、３相交流信号に変換する。なお、バッテリ５０は、車両駆動モータ６１の電力源である。
【００４９】
車両駆動モータ６１は、モータインバータ４０の３相交流電力により駆動され、電動車両１００の駆動力を発生させる。また、磁極位置センサ６２は、車両駆動モータ６１の回転軸上に取り付けられたモータ内の回転子の磁極位置を検出するセンサであり、検出された磁極位置を、モータ制御装置２０に出力する。
【００５０】
ドライブシャフト７０は、車両駆動モータ６１と駆動輪９０との間に接続され、車両駆動モータ６１の発生する駆動力を駆動輪９０へ伝達する。ブレーキ８０は、車両駆動モータ６１や、慣性エネルギーにより回転する駆動輪９０の回転力を停止させる。また、駆動輪９０は、ドライブシャフト７０に接続され、車両駆動モータ６１で発生したトルクを路面に伝達する。
【００５１】
以下、図４のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る適合補助システムにおいて、周波数応答を計測する処理について説明する。
【００５２】
図４において、まず、周波数応答を計測するために、モータ制御装置２０と信号処理装置２００とが、通信ケーブル３００で互いに接続される（ステップＳ１０１）。
【００５３】
続いて、周波数応答計測用トルク生成条件入力部２２１から、周波数応答計測用のトルク生成条件ＴＦｃｏｎｄが入力される（ステップＳ１０２）。ここで、周波数応答計測条件とは、周波数応答確認下限周波数ｆ１、周波数応答確認上限周波数ｆ２、周波数応答確認用駆動トルクゲインＡ、および周波数応答確認上下限周波数掃引時間Ｔｔｒｇをいう。
【００５４】
次に、電動車両１００の周波数応答を求めるために、車両駆動モータ６１の駆動トルクで電動車両１００が駆動可能なように、走行レンジが選択される（ステップＳ１０３）。
【００５５】
続いて、ステップＳ１０２で信号処理装置２００に設定された周波数応答計測用のトルク生成条件ＴＦｃｏｎｄが、モータ制御装置２０に転送される（ステップＳ１０４）。
【００５６】
次に、周波数応答を計測するために、車両コントロールユニット１０からのトルク指令値Ｒｔｒｑによる制御から、周波数応答計測用トルク生成条件入力部２２１からの周波数応答計測用のトルク生成条件ＴＦｃｏｎｄに基づいて、周波数応答計測用トルク生成部２６で算出された周波数応答計測用トルクＴｆに、モータ駆動トルクＴｄｒｖが切り替えられる（ステップＳ１０５）。
【００５７】
続いて、モータ駆動トルクＴｄｒｖが０Ｎｍに設定され（ステップＳ１０６）、電動車両１００が停止しているか否かが判定される（ステップＳ１０７）。
【００５８】
ステップＳ１０７において、電動車両１００が停止していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、電動車両１００が停止するまでステップＳ１０７が繰り返される。なお、あらかじめ設定された回数または時間だけステップＳ１０７が繰り返された後に、タイムアウトしてもよい。
【００５９】
一方、ステップＳ１０７において、電動車両１００が停止している（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、車体のイナーシャを含めた周波数応答を求めるために、車体動作を拘束する装置、例えば、フットブレーキやパーキングブレーキ等がオフされる（ステップＳ１０８）。
【００６０】
次に、磁極位置センサ６２が検出する磁極位置信号Ｒｓｉｇに基づいて、モータ回転速度検出部２７でのモータ回転速度Ｍｎの計測、および計測されたモータ回転速度Ｍｎの周波数応答演算部２２２への転送が開始される（ステップＳ１０９）。
【００６１】
続いて、周波数応答計測用トルク生成条件入力部２２１から入力された周波数応答計測用のトルク生成条件ＴＦｃｏｎｄに基づいて、周波数応答計測用トルク生成部２６で生成された周波数応答計測用トルクＴｆで車両駆動モータ６１が駆動される（ステップＳ１１０）。ここで、周波数応答計測用トルクＴｆは、次式で表される。
【００６２】
【数１】
0005562466.tif 000002
【００６３】
次に、周波数応答計測条件ＴＦｃｏｎｄでの車両駆動モータ６１の駆動が完了すると、モータ回転速度Ｍｎの計測が終了される（ステップＳ１１１）。
【００６４】
続いて、ステップＳ１１１で計測されたモータ回転速度Ｍｎについて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算が行われ、図５に示される周波数応答が得られる（ステップＳ１１２）。なお、ＦＦＴ演算については、一般的な演算なので、詳細を省略する。
【００６５】
次に、ステップＳ１１２で得られた周波数応答に基づいて、最も制御ゲインの高い周波数をねじれ共振周波数Ｆｒｅｓとして抽出され、モータの磁極対数とねじれ共振周波数Ｆｒｅｓとから、ねじれ共振が発生するモータ回転速度Ｍｎ＿ｒｅｓが得られて（ステップＳ１１３）、図４の処理が終了される。
【００６６】
以下、図６のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る適合補助システムにおいて、制振制御用ゲインを適合する処理について説明する。
【００６７】
図６において、まず、制振制御用ゲインを適合するために、モータ制御装置２０と信号処理装置２００とが、通信ケーブル３００で互いに接続される（ステップＳ２０１）。
【００６８】
続いて、モータ回転速度Ｍｎが０であるか否かが判定される（ステップＳ２０２）。
ステップＳ２０２において、モータ回転速度Ｍｎが０でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、モータ回転速度Ｍｎが０になるまでステップＳ２０２が繰り返される。なお、あらかじめ設定された回数または時間だけステップＳ２０２が繰り返された後に、タイムアウトしてもよい。
【００６９】
一方、ステップＳ２０２において、モータ回転速度Ｍｎが０である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ねじれ共振が発生するモータ回転速度Ｍｎ＿ｒｅｓよりも低いモータ回転速度Ｍｎなので、モータ回転速度Ｍｎの振幅計測が可能と判断される。
【００７０】
次に、モータ回転速度検出部２７で検出されたモータ回転速度Ｍｎについて、信号処理装置２００のモータ回転速度変動演算部２２４で計測が開始される（ステップＳ２０３）。
【００７１】
続いて、モータ回転速度Ｍｎを、ねじれ共振が発生するモータ回転速度Ｍｎ＿ｒｅｓを通過させるために、アクセルペダルが踏み込まれて電動車両１００が加速される（ステップＳ２０４）。
【００７２】
次に、モータ回転速度Ｍｎが、あらかじめ定められた所定値Ｍｎ＿ｍａｘよりも大きくなったか否かが判定される（ステップＳ２０５）。ここで、あらかじめ定められた所定値Ｍｎ＿ｍａｘは、ねじれ共振周波数Ｆｒｅｓに相当する回転速度（周波数応答で求められたねじれ共振が発生するモータ回転速度Ｍｎ＿ｒｅｓ）よりも、十分に大きな値とする。
【００７３】
ステップＳ２０５において、モータ回転速度Ｍｎが所定値Ｍｎ＿ｍａｘ以下である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、アクセルの踏みこみによるモータ回転速度Ｍｎの変化が発生してからの計測時間Ｔａｃｃが、あらかじめ定められた所定時間Ｔｏｕｔを経過したか（タイムアウトしたか）否かが判定される（ステップＳ２０６）。
【００７４】
ステップＳ２０６において、計測時間Ｔａｃｃがあらかじめ定められた所定時間Ｔｏｕｔを経過していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、モータ回転速度Ｍｎの計測を中断せず、ステップＳ２０５に移行して再度モータ回転速度Ｍｎが確認される。ここで、所定時間Ｔｏｕｔは、アクセル踏み込み時のモータ回転速度変化が遅く、確認時間の遅延が発生すると思われる時間が適宜設定される。
【００７５】
一方、ステップＳ２０６において、計測時間Ｔａｃｃがあらかじめ定められた所定時間Ｔｏｕｔを経過した（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、モータ回転速度Ｍｎの上昇が遅く、モータ回転速度Ｍｎの変動振幅を計測することが不適な回転速度上昇と判断し、モータ回転速度Ｍｎの計測を中断する処理へと進む。
【００７６】
すなわち、計測時間Ｔａｃｃがあらかじめ定められた所定時間Ｔｏｕｔを超えた場合には、強制終了フラグをセットし、振幅計測処理をキャンセルする準備をする（ステップＳ２０７）。
【００７７】
一方、ステップＳ２０５において、モータ回転速度Ｍｎが所定値Ｍｎ＿ｍａｘよりも大きい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ねじれ共振が発生するモータ回転速度Ｍｎ＿ｒｅｓを含む所望のモータ回転速度域の計測が終了したと判定し、ステップＳ２０８に進む。
【００７８】
続いて、信号処理装置２００のモータ回転速度変動演算部２２４でのモータ回転速度Ｍｎの計測が終了される（ステップＳ２０８）。
【００７９】
次に、計測時間オーバーによる強制終了フラグがセットされているか否かが判定される（ステップＳ２０９）。
【００８０】
ステップＳ２０９において、強制終了フラグがセットされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、モータ回転速度Ｍｎの計測が完了していないので、振幅の算出が不可能であると判断され、振幅算出が行なわれず、図６の処理が終了される。
【００８１】
一方、ステップＳ２０９において、強制終了フラグがセットされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、モータ回転速度変動演算部２２４での振幅の算出が可能であると判断され、電動車両１００が停止しているか否かが判定される（ステップＳ２１０）。すなわち、テストドライバーが、計測結果の確認を安全に行うために、電動車両１００の停止を判定する。
【００８２】
ステップＳ２１０において、電動車両１００が停止していない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、電動車両１００が停止するまでステップＳ２１０が繰り返される。なお、あらかじめ設定された回数または時間だけステップＳ２１０が繰り返された後に、タイムアウトしてもよい。
【００８３】
続いて、ねじれ共振周波数Ｆｒｅｓに相当する回転速度を通過するモータ回転速度Ｍｎの、前後所定期間についてのデータが保存される（ステップＳ２１１）。ここで、所定期間は、ねじれ共振によるモータ回転の変動が発生する前の回転から、ねじれ共振によるモータ回転の変動の状況が解析可能になるまでの十分な長さのデータ記録期間が設定される。
【００８４】
次に、計測されたモータ回転速度データＭｎ＿ｌｏｇについて、最小二乗法を用いて、多項式近似の係数が算出される（ステップＳ２１２）。ここで、データ計測開始時のモータ回転速度が０なので、多項式近似のｙ軸切片は、０と規定する。なお、最小二乗法については、一般的な演算なので、詳細を省略する。
【００８５】
続いて、ステップＳ２１２で得られた多項式近似の係数を用いて計測したモータ回転速度における、回転変動のない仮想モータ回転速度を生成する（ステップＳ２１３）。ここで、実際のモータ回転速度Ｍｎ（実モータ回転速度）と仮想モータ回転速度との関係は、例えば図７のように示される。なお、図７では、２つの運転パターン（運転パターン（ａ）および（ｂ））について、実際のモータ回転速度Ｍｎと仮想モータ回転速度との関係を示している。
【００８６】
次に、計測された実モータ回転速度データと、生成された仮想モータ回転速度データとの差分をとり、回転変動振幅が求められる（ステップＳ２１４）。
【００８７】
続いて、ステップＳ２１４で求められた回転速度振幅を、データ認識性を向上させるために、ステップＳ２１４で求められた回転速度振幅の最大値とともに、パソコン等に表示させる（ステップＳ２１５）。
【００８８】
ここで、実際のモータ回転速度Ｍｎ（実モータ回転速度）と仮想モータ回転速度との回転変動振幅、およびその最大値は、例えば図８のように示される。なお、図８では、２つの運転パターン（運転パターン（ａ）および（ｂ））について、回転変動振幅およびその最大値を示している。
【００８９】
次に、ステップＳ２１３およびステップＳ２１４で得られた回転変動幅の値に基づいて、オペレータによって、制振制御用ゲインが調整されて（ステップＳ２１６）、図６の処理が終了される。
【００９０】
以上のように、実施の形態１によれば、電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制するトルク指令値に基づいて、モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、モータの制御情報を計測するとともに、モータ制御装置に設定された制御定数を、モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備え、信号処理装置は、電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を、電動車両が接地された状態で、モータの回転速度の変動から計測する。
そのため、車体振動を抑制する制振制御に最適な制振制御ゲインを、比較的容易、かつ効率的に適合することができるので、制振制御を良好に行うことができる。
【００９１】
また、信号処理装置に対して、周波数応答を計測するための計測条件が入力され、モータ制御装置は、信号処理装置に入力された計測条件に基づいて、周波数応答を計測するための周波数応答計測用トルクを算出して、モータを駆動させる。
そのため、モータ制御装置側でモータの駆動トルクを算出することにより、モータ制御装置と信号処理装置とを接続する通信ケーブルに起因する通信速度の制約によらず、モータ制御周期に同期した高周波帯域までの周波数応答を計測することができる。
【００９２】
また、信号処理装置は、電動車両の車体動作を拘束する装置がオフされ、モータの駆動トルクが０に設定された場合において、０を中心として振動する周波数応答計測用トルクでモータを駆動させ、モータの回転速度に基づいて周波数解析を実行して周波数応答を同定し、共振周波数を得る。
そのため、電動車両を走行させる必要がないので、試験場所の確保が省スペースで済むとともに、路面状況の変化の影響を受けず周波数応答を計測することができる。また、非特許文献１と比較して、車両をジャッキアップさせるための設備が不要となり、設備確保のためのコストや時間を低減することもできる。
【００９３】
また、信号処理装置は、共振周波数に相当するモータ回転速度を通過するモータ回転の変化を検出した場合に、検出の前後の所定期間におけるモータ回転速度を記録するとともに、記録されたモータ回転速度から多項式近似の係数を算出し、多項式近似を用いて算出した仮想モータ回転速度と実際に計測された実モータ回転速度との差分を算出する。
そのため、ねじれ共振周波数に相当するモータ回転速度域について、ドライバの操作のバラツキによる影響を受けずにモータの回転速度振幅を検出することができるので、制御ゲインの調整時に、外乱の影響を取り除くことができる。
【符号の説明】
【００９４】
１０  車両コントロールユニット、１１  駆動トルク演算部、２０  モータ制御装置、２１  モータ駆動トルク演算部、２２  モータ駆動トルク切り替え部、２３  モータ駆動トルク・モータ駆動電流信号変換部、２４  ＰＷＭ変換部、２５  制振制御用トルク演算部、２６  周波数応答計測用トルク生成部、２７  モータ回転速度検出部、２８  制振制御用トルク演算ゲイン格納部、２９  通信Ｉ／Ｆ、３０  アクセルポジションセンサ、３１  アクセル開度検出部、４０  モータインバータ、４１  モータ駆動回路、５０  バッテリ、６０  駆動用モータ、６１  車両駆動モータ、６２  磁極位置センサ、７０  ドライブシャフト、８０  ブレーキ、９０  駆動輪、１００  電動車両、２００  信号処理装置、２２０  信号処理装置用パソコン、２２１  周波数応答計測用トルク生成条件入力部、２２２  周波数応答演算部、２２３  周波数応答グラフ表示部、２２４  モータ回転速度変動演算部、２２５  回転速度振幅グラフ表示部、２２６  制振制御ゲイン入力部、３００  通信ケーブル。
【要約】
【課題】制振制御を良好に行うことができる適合補助システムおよび方法を得る。
【解決手段】電動車両のアクセル開度に応じたトルク指令値、および電動車両のモータのトルクリップルに起因するドライブシャフトのねじれ共振による振動を抑制するトルク指令値に基づいて、モータの駆動トルクを制御するモータ制御装置と、モータ制御装置に外部から接続される信号処理装置であって、モータの制御情報を計測するとともに、モータ制御装置に設定された制御定数を、モータ制御装置の作動中に変更する信号処理装置と、を備え、信号処理装置は、電動車両のドライブシャフトのねじれ共振の周波数応答を、電動車両が接地された状態で、モータの回転速度の変動から計測する。
【選択図】図３【図１】
0005562466.tif 000003
【図２】
0005562466.tif 000004
【図３】
0005562466.tif 000005
【図４】
0005562466.tif 000006
【図５】
0005562466.tif 000007
【図６】
0005562466.tif 000008
【図７】
0005562466.tif 000009
【図８】
0005562466.tif 000010