电动车辆的电动机控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及驱动电动车辆的电动机控制装置，尤其涉及对电动机转矩的急剧上 升、缓慢（creep)行驶时的电动机的转矩脉动所造成的电动车辆的振动进行抑制。
【背景技术】
[0002] 在现有的电动车辆的电动机控制装置中，对电动机电流进行控制使得电动机所产 生的转矩响应与驾驶员的加速操作相应的转矩指令。 而且，在电动车辆的电动机控制装置中，对车辆缓慢行驶时电动机中产生的转矩脉动 与车辆的扭转振动的谐振频率相一致而发生的振动、以及如车辆急发车时那样电动机转矩 急剧上升而发生的振动进行抑制，要求给驾驶员提供舒适的乘坐感。
[0003] 在现有的电动车辆的电动机控制装置中，已经提出了各种方案以解决上述问题。 例如，将基于车辆的各种车辆信息而设定的第一转矩目标值输入到滤波器，来计算出电动 机的转速推定值，该滤波器具备与模型Gp(S)相当的特性，该模型Gp(S)是向车辆输入的 转矩输入和电动机转速的传递特性的模型，然后，对该电动机的转速推定值与电动机转速 检测单元所检测出的转速检测值的偏差进行运算，并输入到具备利用带通滤波H(S)的模 型H(s) /Gp (s)的滤波器，从而计算出第二转矩目标值，并将该第二转矩目标值和第一转矩 目标值相加得到的值作为新电动机转矩指令值，其中，上述带通滤波器H(S)所具有的传递 特性为分母阶数和分子阶数的差分在所述模型Gp(S)的分母阶数和分子阶数的差分以上， (例如，参照专利文献1)。
[0004] 此外，还提出了另一种方法：利用快速傅里叶变换来提取出电动机的速度变动量， 将基于该提取结果而选出的振动频率分量反馈至电动机转矩指令，从而对轮胎轴振动、电 动机轴振动等进行抑制（例如，参照专利文献2)。 此外，作为对电动机的转矩脉动进行抑制来降低振动的方法提出有：生成与对应于电 动机产生的转矩的转矩脉动的振幅和相位相关的图表，参照该图表，计算出对应于转矩指 令值的脉动补偿值以便对转矩脉动的振幅和相位进行抑制，从而对转矩脉动所造成的电动 机轴振动进行抑制（例如，参照专利文献3、4)。
[0005] 而且，还提出有另一种方法：在将旋转电机用作为车辆的驱动源的情况下，例如， 由于将旋转电机支承于车体的支承部的安装橡胶的特性偏差、从旋转电机到车轮为止的驱 动传递系统的结构有时会导致生成不同特性的转矩脉动，设为车辆的前进和后退而产生的 转矩脉动会不同，具有对旋转电机的输出转矩的正负进行判定的正负判定部，根据输出转 矩的正负来生成不同相位的脉动修正波，进行与所产生的转矩脉动相对应的适当的脉动修 正，从而对车辆的振动进行抑制（参照专利文献5)。
[0006] 专利文献1 :日本授权专利第35089742号 专利文献2 :日本授权专利第4787736号 专利文献3 :日本授权专利第3242223号 专利文献4 :日本专利特开2005 - 247574号公报 专利文献5 :日本授权专利第4835959号 非专利文献1 :莂込等、新开发EV用高响应加速度控制、汽车技术会学术演讲会前印刷 集No. 55-11 (莂込他、新開発EV向U高応答加速度制御、自動車技術会学術講演会前刷集 No. 55-11)
【发明内容】
发明所要解决的技术问题
[0007] 在专利文献1所记载的电动车辆的电动机控制装置中，控制系统使用多个传递函 数模型和车辆参数，存在控制运算、控制调整较复杂的问题。此外，通过使带通滤波器H(S) 与驱动系统的谐振频率大致相同来提取出振动频率的信号，并通过将其进行反馈来抑制振 动的情况下，存在中心频率一旦偏移则振动抑制效果变差的问题。此外，对于电动机的转矩 脉动那样的、振动频率根据电动机转速而变化的干扰因素，需要增宽滤波器的通频带宽度， 但控制系统会变得不稳定，因此，存在振动抑制效果不充分的问题。
[0008] 在专利文献2所记载的电动车辆的电动机控制装置中，对从电动机转速检测器获 得的信号进行频率分析，进行速度阻尼控制使得检测出的频率的主要分量能通过，但电动 机的转矩脉动的振动频率根据电动机轴的转速而发生变化，因此从停车状态到高速为止电 动机转速发生较大变化，而且重复进行加减速，在这样的电动车辆中，无法实现如下方式： 即，进行快速傅里叶变换（FFT)那样的频率分析后决定滤波器频率的方式。例如，以0. 1秒 的频率分辨率、通过FFT进行频率分析的情况下，需要在振动频率固定的状态下获取数十 秒的数据，但因车辆的加减速在几秒内电动机转速发生较大变化，因此存在利用FFT的频 率分析结果的精度显著降低的问题。
[0009] 在专利文献3所记载的电动机控制装置中，利用与每一个预先设定的转矩指令、 速度信息、电动机的旋转位置相关联的电动机脉动的振幅、相位来降低转矩脉动，但在电动 车辆中，对每台电动机检测出旋转位置的检测器难以保证以高精度进行位置检测，并且在 位置检测器发生位置检测误差的情况下，存在转矩脉动的降低效果显著变差的问题。
[0010] 在专利文献4所记载的电动机控制装置中，预先准备专用的动作模式，利用转矩 脉动测定运算器对该动作模式下的电动机转矩脉动进行测定，根据所得到的转矩脉动的振 幅、相位生成数据表，在电动车辆中，从设备、费用、时间的观点来看，按照每台车辆对电动 机施加负载并提取出转矩脉动的振幅、相位是不现实的。此外，电动机发生故障而交换时， 使用交换前的转矩脉动的振幅、相位的情况下，会发生与专利文献3相同的问题。
[0011] 在专利文献5所记载的电动车辆的电动机控制装置中，对于因将电动机支承于车 体的支承部的安装橡胶的特性偏差、从旋转电机到车轮为止的驱动传递系统的结构所引起 的、在正负转矩中生成不同特性的转矩脉动的问题，具有对电动机的输出转矩的正负进行 判定的正负判定部，根据输出转矩的正负来生成不同相位的脉动修正波，进行与所产生的 转矩脉动相对应的适当的脉动修正，但是，要取得因将电动机支承于车体的支承部的安装 橡胶的特性偏差、从电动机到车轮为止的驱动传递系统的结构而引起的转矩脉动特性，存 在需要专用设备、费用较高、较耗时的问题。此外，在电动机发生故障而需要更换时，若使用 更换前的转矩脉动的振幅、相位，则会发生与专利文献3相同的问题。
[0012] 本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种电动车辆的电动机控制 装置，其能以简单且廉价的方法来有效抑制因转矩脉动而造成的电动机轴振动和车辆谐振 振动。 解决技术问题所采用的技术方案
[0013] 本发明的电动车辆的电动机控制装置用于将电动机用作驱动源的电动车辆，其特 征在于，包括：电动机转矩设定单元，该电动机转矩设定单元基于电动车辆的油门开度、车 速等车辆信息，生成第一转矩指令；旋转位置检测单元，该旋转位置检测单元对电动机的旋 转位置进行检测；转速运算单元，该转速运算单元根据所述旋转位置信号来运算出转速； 高通滤波器，该高通滤波器提取出所述转速信号的交流信号分量；以及谐振抑制增益电路， 该谐振抑制增益电路基于从所述高通滤波器提取出的交流信号，输出谐振抑制信号，将所 述第一转矩指令与所述谐振抑制信号相加或相减所得到的信号作为第二转矩指令，从而对 所述电动机进行驱动控制。 发明效果
[0014] 本发明所涉及的电动车辆的电动机控制装置中，将基于电动车辆的油门开度、车 速等车辆信息的第一转矩指令与从高通滤波器提取出的谐振抑制信号相加或相减来得 到第二转矩指令，利用该第二转矩指令、以电动机的电流控制单元来进行处理，从而在搭 载有埋入式磁体型永磁电机、无稀土电动机（rare earth-less motor)、稀土节能电动机 (energy saving rare earth motor)等转矩脉动较大的电动机的电动车辆中，也能充分降 低电动机轴振动和车辆振动。
【附图说明】
[0015] 图1是表示本发明的实施方式1所涉及的电动车辆的电动机控制装置的基本结构 的框图。 图2是表示本发明的实施方式1的控制效果的伯德图。 图3是表示本发明的实施方式2所涉及的电动车辆的电动机控制装置的结构的框图。 图4是表示本发明的实施方式2的位置检测误差和转矩脉动补偿误差之间的关系的 图。 图5是表示本发明的实施方式2的转矩脉动的振幅和相位的映射的一个示例的图。 图6是表示本发明的实施方式3所涉及的电动车辆的电动机控制装置的结构的框图。