專利名稱：電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備和方法，其可以降低干擾的影響，以使得與電動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的齒輪或其它組件所產(chǎn)生的任
何異常聲音最小化。
背景技術(shù)：
在例如日本特開2005-269834中說明了用于車輛中的阻尼控制的設(shè)備。所述設(shè)備包括:轉(zhuǎn)速檢測(cè)器，用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速；以及第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩計(jì)算器，用于基于車輛信息來計(jì)算第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。該設(shè)備還包括:第一校正目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，用于對(duì)第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行濾波并計(jì)算第一校正目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值；以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)器，用于對(duì)第四目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行濾波并獲得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)值。該設(shè)備還包括:第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，其使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速估計(jì)器所估計(jì)出的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)速檢測(cè)器所檢測(cè)到的轉(zhuǎn)速之間的偏差通過濾波器，并由此計(jì)算第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。該設(shè)備還包括:第三目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，用于將第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值限制在預(yù)定轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)以計(jì)算第三目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值；以及第四目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，用于將第一校正目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值與第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值相加以計(jì)算出第四目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。設(shè)備還包括:轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器，用于將第一校正目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和第三目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值相加以計(jì)算出轉(zhuǎn)矩命令值；以及電動(dòng)機(jī)控制器，用于基于轉(zhuǎn)矩命令值來控制電動(dòng)機(jī)。

發(fā)明內(nèi)容
然而，已發(fā)現(xiàn)諸如車輛行駛路面上的不規(guī)則狀況等的干擾可能會(huì)造成第三目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的波動(dòng)。結(jié)果，可能會(huì)使得轉(zhuǎn)矩命令值的正負(fù)號(hào)反轉(zhuǎn)。因此，例如變速器齒輪等可能會(huì)發(fā)出異常聲音。提供根據(jù)所公開實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備來解決上述問題。根據(jù)所公開實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的一個(gè)目的是避免轉(zhuǎn)矩命令值的正負(fù)號(hào)由于干擾而反轉(zhuǎn)，并使齒輪和其它組件所產(chǎn)生的異常聲音最小化。因而本公開實(shí)施例對(duì)第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和轉(zhuǎn)矩命令值賦以相同的符號(hào)，并根據(jù)第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值來對(duì)轉(zhuǎn)矩命令值加以限制從而達(dá)到所述目的。針對(duì)目前已知的技術(shù)的問題，本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種機(jī)控制設(shè)備，包括:第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，用于基于車輛信息來計(jì)算第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值；頻率檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率；第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，用于基于所述頻率檢測(cè)器所檢測(cè)到的所述轉(zhuǎn)動(dòng)頻率來計(jì)算第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值；轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器，用于數(shù)學(xué)地合并所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，以計(jì)算轉(zhuǎn)矩命令值；轉(zhuǎn)矩限制器，用于將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的符號(hào)和所述轉(zhuǎn)矩命令值的符號(hào)設(shè)置為相同，以根據(jù)所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值來限制所述轉(zhuǎn)矩命令值；以及控制器，用于基于由所述轉(zhuǎn)矩限制器所限制的所述轉(zhuǎn)矩命令值來對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。


現(xiàn)在參考形成了本原始公開一部分的附圖:圖1是示出包括了根據(jù)公開實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的車輛的框圖，所述設(shè)備也可以稱為驅(qū)動(dòng)/扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)；圖2是示出圖1所示阻尼控制組件和針對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制模塊的示例的框圖；圖3是示出用于圖1所示設(shè)備的與運(yùn)動(dòng)有關(guān)的等式的示例的示意圖；圖4是示出圖2所示帶通濾波器H (S)的濾波特性的示例的圖；圖5是圖2所示框圖的簡化版框圖；圖6是示出用于圖2所示的電動(dòng)機(jī)的組件的相對(duì)于第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的受限轉(zhuǎn)矩值的示例的圖；圖7A是示出在電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中沒有設(shè)置圖2所示的轉(zhuǎn)矩限制組件的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)隨時(shí)間而變化的示例的圖；圖7B是示出在電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中沒有設(shè)置圖2所示的轉(zhuǎn)矩限制組件的情況下，轉(zhuǎn)矩命令值T*隨時(shí)間而變化的示例的圖；圖8A是示出在電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中設(shè)置了圖2所示的轉(zhuǎn)矩限制組件的情況下，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率(電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速)隨時(shí)間而變化的示例的圖；圖SB是示出在電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中設(shè)置了圖2所示的轉(zhuǎn)矩限制組件的情況下，轉(zhuǎn)矩命令值T*隨時(shí)間而變化的示例的圖；圖9是示出根據(jù)另一實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備中阻尼控制組件和針對(duì)電動(dòng)機(jī)的控制模塊的示例的框圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖來說明所選實(shí)施例。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，以下實(shí)施例的描述僅供說明，而并非用于限制對(duì)所附權(quán)利要求及其等效物所定義的本發(fā)明進(jìn)行限制。首先參考圖1，示出了根據(jù)第一實(shí)施例的包括有電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備的車輛。如圖1所示，車輛包括:加速器位置傳感器1、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2、阻尼控制組件3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4、電動(dòng)機(jī)5、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器6、驅(qū)動(dòng)軸7以及一對(duì)車輪8和9。在下述示例中，車輛為電動(dòng)車輛。然而，所示實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備還可以用于，例如，混合動(dòng)力車輛(HEV)或電動(dòng)車以外的其它車輛。同樣地，所述車輛可以是汽車、小客車、卡車、SUV、貨車或其它合適類型的車輛。根據(jù)相關(guān)技術(shù)可以了解，加速器位置傳感器I對(duì)司機(jī)操作加速器的操作量進(jìn)行檢測(cè)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2(第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器)基于加速器位置傳感器I檢測(cè)出的作為車輛信息的加速器位置以及電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角傳感器6 (頻率檢測(cè)器)檢測(cè)出的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，來計(jì)算并設(shè)置電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值(第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值1\)。加速器位置和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速用作電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2中的指標(biāo)，在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2中預(yù)先存儲(chǔ)了映射，該映射用于將電動(dòng)機(jī)5的輸出轉(zhuǎn)矩與目標(biāo)值相對(duì)應(yīng)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2根據(jù)加速器位置和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來參考映射并計(jì)算目標(biāo)值。然后使目標(biāo)值通過具有Gm(s)/Gp (s)傳輸特性的濾波器，并且計(jì)算出第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2還可以使用從外部來源輸入的轉(zhuǎn)矩命令值來代替加速器位置和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，以計(jì)算第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值!\。在本示例中，Gm(S)是表示針對(duì)車輛輸入轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的響應(yīng)目標(biāo)的模型(理想模型)，并且Gp (s)是表示車輛輸入轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的傳輸特性的模型。阻尼控制組件3 (轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器)基于第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值T1和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速來計(jì)算轉(zhuǎn)矩命令值τ%并將轉(zhuǎn)矩命令值Τ*輸出至電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4 (控制器)。以下說明阻尼控制組件3用來計(jì)算轉(zhuǎn)矩命令值Τ*的方法的示例。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4進(jìn)行控制，以使得電動(dòng)機(jī)5的輸出轉(zhuǎn)矩符合或遵循從阻尼控制組件3輸出的轉(zhuǎn)矩命令值T'例如，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4基于轉(zhuǎn)矩命令值Τ*來生成PWM信號(hào)，并將該P(yáng)WM信號(hào)輸出至驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)5的逆變器所用的驅(qū)動(dòng)電路。因此使得電動(dòng)機(jī)5得到控制。本示例中的電動(dòng)機(jī)5是由三相交流電供電的永磁電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)5用作與電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)軸7相耦合的發(fā)動(dòng)驅(qū)動(dòng)源，并經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸7使得車輪8和9轉(zhuǎn)動(dòng)。接著使用圖2來說明阻尼控制組件3的具體結(jié)構(gòu)。圖2是示出阻尼控制組件3和用于電動(dòng)機(jī)5的控制模塊20的示例的框圖。本示例中的阻尼控制組件3包括:控制模塊10、減法器11、控制模塊12、轉(zhuǎn)矩限制組件13、以及加法器14。控制模塊20是代表電動(dòng)機(jī)5的控制模塊，并被示為具有傳輸特性Gp(S)的控制模塊。將通過加法器14相加得到的轉(zhuǎn)矩命令值Τ*與從外部來源輸入的干擾轉(zhuǎn)矩d相加，并將相加所得到的值輸入至控制模塊20。
`
應(yīng)當(dāng)了解的是，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2、阻尼控制組件3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4和任何其它本文所論述的具有處理或控制能力的組件可以包括微處理器，并且還可以各自包括或共用其它傳統(tǒng)組件，諸如輸入接口電路、輸出接口電路、以及像ROM(只讀存儲(chǔ)器)裝置和RAM (隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)裝置之類的存儲(chǔ)裝置等。RAM和ROM存儲(chǔ)處理結(jié)果，以及由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2、阻尼控制組件3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4以及任何其它這種組件所運(yùn)行的控制程序。此外，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2、阻尼控制組件3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4以及其它本文所論述的這種組件，以傳統(tǒng)方式可操作地耦合至車輛的組件。根據(jù)本文，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩設(shè)置組件2、阻尼控制組件3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩控制組件4以及任何其它本文所論述的處理器或控制器的精確結(jié)構(gòu)和算法，可以是用于執(zhí)行本文所論述的實(shí)施例的功能的軟件和硬件的任何組合。如進(jìn)一步所示，控制模塊10使得轉(zhuǎn)矩命令值T*通過傳輸函數(shù)為Gp (S)的濾波器，并且估計(jì)電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速。從加法器14輸出轉(zhuǎn)矩命令值，下面將對(duì)此進(jìn)行說明。減法器11計(jì)算從控制模塊10輸出的估計(jì)轉(zhuǎn)速和從控制模塊20輸出的電動(dòng)機(jī)5的轉(zhuǎn)速之間的偏差，并且將計(jì)算結(jié)果輸出至控制模塊12?？刂颇K12 (第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器)包括傳輸特性為H(S) /Gp (s)的濾波器，使得從減法器11輸出的偏差通過該濾波器，并且將第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值T2輸出至轉(zhuǎn)矩限制組件13 (轉(zhuǎn)矩限制器)。H(S)是用于代表帶通濾波器傳輸特性的模型。將參考圖3來說明車輛輸入轉(zhuǎn)矩和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的傳輸特性所用的Gp(S)模型。圖3是示出與圖1所示設(shè)備的運(yùn)動(dòng)相關(guān)的等式(I) (5)的示例的圖:
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備,包括: 第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，用于基于車輛信息來計(jì)算第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值； 頻率檢測(cè)器，用于檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率； 第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器，用于基于所述頻率檢測(cè)器所檢測(cè)到的所述轉(zhuǎn)動(dòng)頻率來計(jì)算第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值； 轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器，用于數(shù)學(xué)地合并所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，以計(jì)算轉(zhuǎn)矩命令值； 轉(zhuǎn)矩限制器，用于將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的符號(hào)和所述轉(zhuǎn)矩命令值的符號(hào)設(shè)置為相同，以根據(jù)所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值來限制所述轉(zhuǎn)矩命令值；以及 控制器，用于基于由所述轉(zhuǎn)矩限制器所限制的所述轉(zhuǎn)矩命令值來對(duì)所述電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備， 其中，所述轉(zhuǎn)矩限制器還用于所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值以限制所述轉(zhuǎn)矩命令值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，其中 所述轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器用于生成通過數(shù)學(xué)地合并所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值所得出的合并值；以及 所述轉(zhuǎn)矩限制器還用于限制所述合并值以限制所述轉(zhuǎn)矩命令值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備， 其中，所述轉(zhuǎn)矩限制器還用于將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的絕對(duì)值的正值設(shè)置為上限值，將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的絕對(duì)值的負(fù)值設(shè)置為下限值，并且對(duì)所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值進(jìn)行限制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備， 其中，所述轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器用于通過將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值加在一起來數(shù)學(xué)地合并所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，從而計(jì)算出所述轉(zhuǎn)矩命令值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備， 其中，所述轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器用于通過將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值加在一起來數(shù)學(xué)地合并所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，從而生成所述合并值。
7.—種電動(dòng)機(jī)控制方法,包括: 基于車輛信息來計(jì)算第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值是電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值； 檢測(cè)所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率； 基于通過所述檢測(cè)所檢測(cè)到的所述轉(zhuǎn)動(dòng)頻率來計(jì)算第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值； 數(shù)學(xué)地合并所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，以計(jì)算轉(zhuǎn)矩命令值； 將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的符號(hào)和所述轉(zhuǎn)矩命令值的符號(hào)設(shè)置為相同，以根據(jù)所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值將所述轉(zhuǎn)矩命令值限制為限制轉(zhuǎn)矩命令值； 以及 基于所述限制轉(zhuǎn)矩命令值來控制所述電動(dòng)機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)控制方法， 其中，所述數(shù)學(xué)地合 并包括將所述第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和所述第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值加在一起，以計(jì)算出所述轉(zhuǎn)矩命令值。
全文摘要
一種電動(dòng)機(jī)控制設(shè)備，包括第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器(2)、頻率檢測(cè)器(6)、第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器(12)、轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器(3)、轉(zhuǎn)矩限制器(13)、以及控制器(4)。第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器(2)基于車輛信息來計(jì)算第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，其為電動(dòng)機(jī)(5)的輸出轉(zhuǎn)矩的目標(biāo)值。頻率檢測(cè)器(6)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率。第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值計(jì)算器(12)基于轉(zhuǎn)動(dòng)頻率來計(jì)算第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值。轉(zhuǎn)矩命令值計(jì)算器(3)數(shù)學(xué)地合并(例如，相加)第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值和第二目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值，以計(jì)算出轉(zhuǎn)矩命令值。轉(zhuǎn)矩限制器(13)將第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值的符號(hào)和轉(zhuǎn)矩命令值的符號(hào)設(shè)置為相同，以根據(jù)第一目標(biāo)轉(zhuǎn)矩值來限制轉(zhuǎn)矩命令值?？刂破?4)基于所限制的轉(zhuǎn)矩命令值來控制電動(dòng)機(jī)(5)。
文檔編號(hào)B60L15/20GK103108771SQ201180044549
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月29日
發(fā)明者藤原健吾, 伊藤健 申請(qǐng)人:日產(chǎn)自動(dòng)車株式會(huì)社