电动车辆的电动机控制装置

摘要

本发明提供一种电动车辆的电动机控制装置，其能将因通过车体的谐振频率的转矩脉动造成的干扰振动分量充分降低，在将电动机作为驱动源的电动车辆中，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运算出转速；高通滤波器，该高通滤波器提取出所述转速的交流信号分量；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，从而对电动机进行驱动控制。

权利要求

1.一种电动车辆的电动机控制装置，所述电动车辆中以电动机为驱动源，其特征在于，该电动车辆的电动机控制装置包括：电动机转矩设定单元，该电动机转矩设定单元基于包含电动车辆的油门开度、车速在内的车辆信息，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检测单元检测出的旋转位置信号运算出转速；高通滤波器，该高通滤波器提取出所述转速运算单元运算出的转速信号的交流信号分量；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；转矩脉动模型运算单元，该转矩脉动模型运算单元根据所述第一转矩指令和所述旋转位置信号，通过模型化来输出转矩脉动模型信号；以及转矩脉动模型补偿增益电路，该转矩脉动模型补偿增益电路输出将所述转矩脉动模型信号以预定的放大倍率放大后的转矩脉动模型补偿信号，将所述第一转矩指令与所述转矩脉动模型补偿信号、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，对所述电动机进行驱动控制。

2.如权利要求1所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，所述转矩脉动模型运算单元根据下述模型式(1)对转矩脉动模型信号进行运算【数学式1】其中，

T脉动_模型：利用转矩脉动模型计算出的补偿转矩

n：转矩脉动阶数

Tn：n次转矩脉动振幅

αn：n次转矩脉动相位差

θ：电角的旋转位置。

3.如权利要求2所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，将所述转矩脉动模型信号的运算中使用的转矩脉动模型的最大阶数设定为小于以60度/电角的位置检测误差计算出的值。

4.如权利要求1所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，所述转矩脉动模型运算单元和转矩脉动模型补偿增益电路作为所述电动机的转矩脉动阶数分别包括6次用和12次用的单元。

5.如权利要求1所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，在所述转矩脉动模型运算单元中，将基于电动机的磁场分析、代表性的电动机的预先测定结果的转矩脉动的振幅、相位设定为在转矩脉动模型信号的运算中使用的转矩脉动模型的振幅、相位的映射。

6.如权利要求1所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，在所述转矩脉动模型运算单元中，利用与车辆特性无关的电动机、转矩测量仪以及以恒定速度来控制的低速脉动的电动机来测定转矩脉动，并根据所测得的转矩脉动的振幅、相位来生成映射。

7.如权利要求1所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，所述转矩脉动模型补偿增益电路的放大倍率的大小可根据所述转速而变化。

8.如权利要求1所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，还包括：带通滤波器，其输入有所述转速，并将由电动机结构和逆变器驱动方法所预先决定的转矩脉动的频率作为中心频率；以及转矩脉动误差补偿增益电路，该转矩脉动误差补偿增益电路基于从所述带通滤波器提取出的转矩脉动频率信号，输出转矩脉动误差补偿信号，将所述第一转矩指令与所述转矩脉动模型补偿信号、所述转矩脉动误差补偿信号、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，从而利用电动机的电流控制单元进行处理。

9.如权利要求8所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，所述带通滤波器和所述转矩脉动误差补偿增益电路作为所述电动机的转矩脉动阶数分别包括6次用和12次用的单元。

10.如权利要求8所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，将所述带通滤波器的衰减常数的设定值设定在0.05～1之间。

11.如权利要求8所述的电动车辆的电动机控制装置，其特征在于，所述转矩脉动误差补偿增益电路的放大倍率的大小可根据所述转速而变化。

说明书

电动车辆的电动机控制装置

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。

[0003] 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。

[0004] 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)。

[0005] 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)。

[0006] 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)。

[0007] 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)。

[0008] 专利文献1：日本授权专利第35089742号

[0009] 专利文献2：日本授权专利第4787736号

[0010] 专利文献3：日本授权专利第3242223号

[0011] 专利文献4：日本专利特开2005－247574号公报

[0012] 专利文献5：日本授权专利第4835959号

[0013] 非专利文献1：苅込等、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(苅込他、新開発EV向け高応答加速度制御、自動車技術会学術講演会前刷集No.55-11)

发明内容

[0014] 发明所要解决的技术问题

[0015] 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。

[0016] 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。

[0017] 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。

[0018] 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。

[0019] 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。

[0020] 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。

[0021] 解决技术问题所采用的技术方案

[0022] 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包含电动车辆的油门开度、车速在内的车辆信息，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。

[0023] 发明效果

[0024] 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 earthmotor)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

[0025] 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。

[0026] 图2是表示本发明的实施方式1的控制效果的伯德图。

[0027] 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。

[0028] 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。

[0029] 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。

[0030] 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。

[0031] 图7是表示用于示出本发明的实施方式1至3的振动抑制效果的波形数据的图。

具体实施方式

[0032] 实施方式1

[0033] 图1是表示本发明的实施方式1的电动车辆的电动机控制装置的基本结构的框图。另外，这里省略了电动车辆本身的详细说明，但可以是已经公知的结构，例如可参照上述专利文献1的说明。

[0034] 在图1中，电动机1是经由省略图示的齿轮、驱动轴的驱动系统与车辆相连接，对车辆传递驱动力的驱动源。基于第二转矩指令I2，经由电流控制单元2和驱动电路3来提供电动机1所产生的驱动力。电动机转矩设定单元4根据油门开度、车速等信息，输出利用预先设定的映射、条件式、数学式来进行关联的第一转矩指令I1。

[0035] 由电动机转矩设定单元4基于电动车辆的油门开度、车速等车辆信息来生成的第一转矩指令I1与来自谐振抑制增益电路8的谐振抑制信号Sg相加或相减来得到所述第二转矩指令I2，旋转位置检测单元5检测出电动机1的旋转位置，转速运算单元6根据由所述旋转位置检测单元5检测出的旋转位置对转速进行运算。进一步地，高通滤波器7提取出所述转速运算单元6检测出的转速的交流信号分量，谐振抑制增益电路8根据由所述高通滤波器7提取出的交流信号分量来生成谐振抑制信号Sg。加减运算器9将所述第一转矩指令I1和所述谐振抑制信号Sg进行加法或减法运算，在本情况下，通过减法来得到第二转矩指令I2。

[0036] 图2是表示在上述图1所涉及的电动车辆的电动机控制装置中由高通滤波器7和谐振抑制增益电路8进行振动抑制控制时的振动降低效果的图。图中，A示出了使得第二转矩指令I2与第一转矩指令I1相等的情况下的增益和相位特性，即所述第一转矩指令与谐振抑制信号相加或相减来得到的第二转矩指令乘上使得第一转矩指令和第二转矩指令的稳态误差为零的系数时的增益和相位特性，B示出了高通滤波器7(该情况下使用2阶高通滤波器)的输出乘以比例增益G、从而在控制稳定的范围内使比例增益G增大时的增益(dB)和相位(deg)的特性。可知，利用仅对2阶高通滤波器7的输出乘以比例增益G这样的简单结构能够只将电动车辆的谐振频率(10Hz左右)下的增益峰值充分降低。

[0037] 实施方式2

[0038] 图3是表示本发明的实施方式2的电动车辆的电动机控制装置的变形例的框图，与实施方式1的不同之处在于，新具备如下部件：根据第一转矩指令I1和旋转位置信号Sp输出转矩脉动模型信号Sm1、Sm2的转矩脉动模型运算单元10a、10b；以及基于所述转矩脉动模型信号Sm1、Sm2输出转矩脉动模型补偿信号Sc1、Sc2的转矩脉动模型补偿增益电路11a、11b。

[0039] 转矩脉动模型运算短于10a、10b基于第一转矩指令I1和来自旋转位置检测单元的旋转位置信号Sp，根据模型式运算出电动机的转矩脉动。在本实施方式中，对于电动机的转矩脉动，利用通过将正弦波相重合来进行模型化的下式，计算出转矩脉动值。

[0040] 【数学式1】

[0041]

[0042] 其中，

[0043] T脉动_模型：利用转矩脉动模型计算出的补偿转矩

[0044] n：转矩脉动阶数

[0045] Tn：n次转矩脉动振幅

[0046] αn：n次转矩脉动相位差

[0047] θ：旋转位置(电角)。

[0048] 下面示出本实施方式中脉动阶数n的决定方法。存在旋转位置误差Δθ时的转矩脉动模型的输出值为下式。

[0049] 【数学式2】

[0050]

[0051] 假设转矩脉动的真值由式(1)表示的情况下，存在旋转位置误差Δθ时的转矩脉动补偿误差成为下式。

[0052] 【数学式3】

[0053]

[0054] 其中，

[0055] γ＝sinnΔθ。

[0056] 转矩脉动补偿误差与转矩脉动本身的振幅值成比例，各阶数中转矩脉动补偿误差与转矩脉动振幅的比率成为下式。

[0057] 【数学式4】

[0058] 式(4)

[0059] 根据式(5)，对于转矩脉动补偿误差与转矩脉动振幅的比率ΔTn/Tn为1以下的阶数n，转矩脉动补偿后的转矩脉动值能小于转矩脉动补偿前的转矩脉动值。

[0060] 【数学式5】

[0061] 式(5)

[0062] 在这样的转矩脉动模型运算单元10a、10b中，将用于转矩脉动模型信号Sm1、Sm2的运算的转矩脉动模型的最大阶数n设定为小于利用60度/旋转位置误差(电角)来计算出的值。

[0063] 【数学式6】

[0064] 式(6)

[0065] 以电动机的电角作为基频，在本实施方式中表示的电动机的显著的转矩脉动的阶数为6次、12次、18次。在图4中示出利用式(4)对6次、12次、18次的转矩脉动计算出的相对于转矩位置误差△θ的校正误差比例的计算结果。假设在电角中预计了包含旋转位置检测单元5的安装误差在内的旋转位置误差的最大值即4度(在极对数为4的电动机中，电角4度相当于机械角1度)，则校正误差在6次、12次下为1以下，对6次、12次的转矩脉动进行模型化来作为转矩脉动补偿信号Sc1、Sc2，从而能提高降低电动机的转矩脉动振动的效果。在图3中，转矩脉动模型运算单元10a用于6次(6f)转矩脉动，转矩脉动模型运算单元10b用于12次(12f)转矩脉动。

[0066] 另外，在实际电动车辆的电动机控制装置中，如专利文献5所记载的那样、考虑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而引起的正负转矩下的不同特性，从而与各车辆相匹配地对转矩脉动补偿值进行实际测量并进行逆运算，则由于电动机驱动系统的摩擦变动、车辆谐振的影响而较为困难。在本实施方式中，例如，将搭载于车辆的电动机连接至转矩测量仪和进行低速脉动的速度控制的电动机，利用转矩测量仪对使它们以恒定速度旋转时由搭载于车辆的电动机产生的转矩脉动进行测定，基于该测定数据提取出转矩脉动的各阶数中的振幅、相位，利用与专利文献3、专利文献4所示的方法相同的方法，作为转矩脉动的振幅、相位的映射，在转矩脉动模型运算单元10a、10b内对它们进行模型化。

[0067] 这样，利用与车辆特性无关的电动机、电动机测量仪、以及控制成恒定速度的低速脉动的电动机来测定转矩脉动，使得不依赖于将电动机支承于车体的支承部的安装橡胶的特性偏差、旋转电机到车轮的驱动传递系统的结构，且根据所测定的转矩脉动的振幅、相位来生成映射，从而无需关注车辆的特性偏差，就能决定转矩脉动的振幅、相位的映射。

[0068] 在图5中示出本实施方式中的转矩脉动的振幅、相位的映射的一个示例。另外，无需从上述的转矩测量仪来求得转矩脉动的振幅、相位的映射，只要能得到某种程度的精度即可，也可通过磁场分析等的数值计算来求得。这样，通过利用根据磁场分析等的数值计算求得的值，能省去以往为求得转矩脉动的振幅、相位而必须测定转矩脉动所耗费的时间和麻烦。

[0069] 接着，上述转矩脉动模型补偿增益电路11a、11b通过得到上述转矩脉动模型补偿信号Sc1、Sc2的乘积，从而计算出转矩脉动补偿信号。转矩脉动模型补偿增益电路11a、11b相对于电动机的转速可以是固定的，或者也可以是根据电动机转速而变化的。

[0070] 如上所述，对上述转矩脉动模型补偿信号Sc1、Sc2进行加法运算或减法运算来得到信号St1，将该信号St1与第一转矩指令I1相加或相减来得到信号I1a，将该信号I1a与由转速运算单元6、高通滤波器7和谐振抑制增益电路8生成的谐振抑制信号Sg进一步相加或相减，从而对于由于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而造成的振动，能大幅降低其影响。

[0071] 实施方式3

[0072] 图6是表示本发明的实施方式3的电动车辆的电动机控制装置的变形例的框图，与实施方式2的不同点在于，新具备如下部件：带通滤波器12a、12b，其输入有来自转速运算单元6的转速信号，并以电动机1的结构、电流控制单元2、驱动电路3预先决定的主要转矩脉动的频率作为中心频率；以及转矩脉动误差补偿增益电路13a、13b，其基于从上述带通滤波器12a、12b提取出的转矩脉动频率信号来输出转矩脉动误差补偿信号Se1、Se2。利用加法器9b将上述转矩脉动模型补偿信号Sc1、Sc2和上述转矩脉动误差补偿信号Se1、Se2相加，利用减法器9c从上述第一转矩指令I1减去加法器9b的输出St2从而得到I1a。将该信号I1a与上述谐振抑制信号Sg相加或相减来得到第二转矩指令I2。

[0073] 例如，作为输入有转速信号并使转矩脉动频率通过的滤波器，上述带通滤波器12a、12b具有下式的结构。

[0074] 【数学式7】

[0075] 式(7)

[0076] 其中，ωnf是利用转速信号求得的转矩脉动频率，例如，若为6次转矩脉动，转速信号设为ω，电动机的极对数设为p，则ω6f＝6×ω×p。衰减常数ζ规定为在约0.05～1的范围内即可，在本实施方式中ζ＝0.2。另外，s是拉普拉斯算子。

[0077] 接着，上述转矩脉动误差补偿增益电路13a、13b将上述带通滤波器12a、12b的输出即转矩脉动频率信号相乘，从而计算出转矩脉动误差补偿信号Se1、Se2。转矩脉动误差补偿增益电路13a、13b可根据电动机转速而变化，在控制系统稳定的范围内将其大小设为较大值，从而能提高降低电动机的转矩脉动振动的效果。

[0078] 高通滤波器7具有下面的1阶滤波器或2阶滤波器的结构。将高通滤波器的截止频率ωHPF的值设定为使得对于阶梯状的第一转矩指令I1其过冲、残留振动较小，将2阶高通滤波器的截止频率设定为1Hz以下，将1阶高通滤波器的截止频率设定为约2Hz附近。1阶高通滤波器的分子的系数Kcmp是对转矩响应的稳态误差进行修正的系数。

[0079] 下面，对于利用1阶高通滤波器时产生的稳态误差进行说明。对于将图1的第二转矩指令I2到旋转位置信号Sp的微分值(图1的转速运算单元6的输出)为止的传递函数Gp(s)设为非专利文献1的式(1)所记载的下式的情况，进行说明。

[0080] 【数学式8】

[0081] 式(8)

[0082] 其中，b0、b1、b2、ζp、ωp是根据实际车辆的特性而决定的值，s是拉普拉斯算子。

[0083] 若谐振抑制增益电路8的放大倍率设为kv，高通滤波器7设为1阶高通滤波器，则从图1的转速运算单元6的输出到Sg为止的传递函数由下式来表示。

[0084] 【数学式9】

[0085] 式(9)

[0086] 相对于将转矩指令按阶梯状从0变为Tconst时的转矩指令的稳态误差如下式所示。

[0087] 【数学式10】

[0088] 式(10)

[0089] 根据上式可知：利用1阶高通滤波器的情况下，对于转矩指令以恒定比率来生成稳态误差。

[0090] 另外，在式(10)的各值为已知的情况下，可利用式(10)来计算出系数Kcmp，但阶梯状的第一转矩指令的稳态转矩、电动机的转矩响应为可测定的情况下，可设定为两者大致一致。

[0091] 另外，在利用2阶高通滤波器的情况下，转矩响应的稳态误差为零，不需要上述修正系数。可将2阶高通滤波器的衰减常数ζHPF设定为0.6～1.0左右。

[0092] 【数学式11】

[0093] 1阶高通滤波器: 式(11)

[0094] 【数学式12】

[0095] 2阶高通滤波器: 式(12)

[0096] 接着，上述谐振抑制增益电路8具有输入输出比即增益(dB)，且构成为利用与来自上述高通滤波器7的交流信号的乘积来输出谐振抑制信号。

[0097] 另外，在谐振抑制信号的生成过程中使用上述1阶高通滤波器、2阶高通滤波器中的任一个，都能降低振动。

[0098] 如上所述，将上述转矩脉动模型补偿信号Sc1、Sc2和转矩脉动误差补偿信号Se1、Se2相加、或相减来得到信号St2，将该信号St2与第一转矩指令I1相加或相减来得到信号I1a，将信号I1a与由转速运算单元6、高通滤波器7和谐振抑制增益电路8生成的谐振抑制信号Sg进一步相加或相减，从而能大幅降低如下振动的影响：即，由于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而造成的振动的影响。

[0099] 图7是实际测定利用上述实施方式1至3的控制系统、以10％斜率将加速器全开时的第一、第二转矩指令(上段)、电动机的转速信号(下段)的波形图。图7(a)是实施方式1(图1)的控制结构中使得第一转矩指令＝第二转矩指令时的波形。

[0100] 图7(b)是在实施方式1(图1)的控制结构中使用了谐振抑制信号Sg时的波形，图中，缓和的弯折直线表示第一转矩指令I1，振动波形表示第二转矩指令I2。与图7(a)相比，因电动机的转矩脉动引起的转速信号的振动大幅降低。图7(c)是实施方式2(图3)的控制结构中使得位置检测误差成为电角4度时的波形，与图7(b)相比，能降低转速信号的振动。图7(d)是实施方式3(图6)的控制结构中使得位置检测误差成为电角4度时的波形，与图7(c)相比，可知能进一步降低转速信号的振动。

[0101] 如上所述，在电动机的位置检测误差为某一程度那么小的情况、或者通过学习动作、电动机的个别调整能降低电动机的位置检测误差的情况下，可使用本发明的任一实施方式的控制结构，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(energysaving rare earth motor)等转矩脉动较大的电动机的电动车辆中，与现有技术相比，能大幅降低电动机轴振动和车辆振动。

[0102] 标号说明

[0103] 1  电动机、

[0104] 2  电流控制单元、

[0105] 3  驱动电路、

[0106] 4  电动机转矩设定单元、

[0107] 5  旋转位置检测单元、

[0108] 6  转速运算单元、

[0109] 7  高通滤波器、

[0110] 8  谐振抑制增益电路、

[0111] 9a、9b、9c 加法减法器、

[0112] 10a、10b   转矩脉动模型运算电路、

[0113] 11a、11b   转矩脉动补偿增益电路、

[0114] 12a、12b   带通滤波器、

[0115] 13a、13b   转矩脉动误差补偿增益电路。