CN105555591B - 电动车辆的控制装置及电动车辆的控制方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种能够适当地进行振动抑制的电动车辆的控制装置及电动车辆的控制方法。在本发明的电动车辆的控制装置中,马达产生经由减速机构及与该减速机构结合的驱动轴对驱动轮进行制动/驱动的转矩,在对该马达所产生的转矩进行控制时,基于旋转转矩指令值和减振控制转矩指令值对马达所产生的转矩进行控制,所述旋转转矩指令值基于驾驶员的油门操作或制动操作,所述减振控制转矩指令值抑制因车辆的共振而产生的振动成分。并且,若规定的条件成立,则使马达所产生的转矩减少。
Description
技术领域
本发明涉及电动车辆的控制装置。
背景技术
以往,作为电动车辆的控制装置,已知有专利文献1所记载的技术。在该车辆中,计算出对伴有车辆的共振的振动成分进行抑制的振动成分抑制转矩,对该振动成分抑制转矩施加规定的限制,从而即使转速重叠有干扰而示出异常的值,也实现了控制的稳定化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2000-125410号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而,在如上述那样施加限制时,始终对马达的旋转变动赋予减振控制转矩,因此,在转矩零附近因背隙而产生振动的情况下,有可能导致不能赋予适当的减振转矩,反而会助长振动。另外,在车辆处于停止过程中将转矩设为零的情况下,也有可能导致马达继续振动。本发明是鉴于上述技术问题而完成的,其目的在于提供一种能够适当地进行振动抑制的电动车辆的控制装置及电动车辆的控制方法。
为了实现上述目的,在本发明的电动车辆的控制装置中,马达产生经由减速机构及与该减速机构结合的驱动轴对驱动轮进行制动/驱动的转矩,在对该马达所产生的转矩进行控制时,基于旋转转矩指令值和减振控制转矩指令值对马达所产生的转矩进行控制,所述旋转转矩指令值基于驾驶员的油门操作或制动操作,所述减振控制转矩指令值抑制因车辆的共振而产生的振动成分。并且,若规定的条件成立,则使马达所产生的转矩减少。
附图说明
图1是表示实施例1的电动车辆的结构的***图。
图2是表示实施例1的各种控制器的连接状态的概略图。
图3是表示比较例的各种控制器的连接状态的概略图。
图4是表示利用实施例1的各控制器收发的信息的内容的控制框图。
图5是表示实施例1的车辆控制器和制动控制器内设置的牵引控制的要求、以及由马达控制器执行的控制内容的控制框图。
图6是表示实施例1的指令值选择处理的流程图。
图7是表示实施例1的减振控制转矩指令值计算处理的控制框图。
图8是表示在实施例1的牵引控制部中执行的滑移控制的控制框图。
图9是表示实施例1的目标驱动轮速度基准值计算处理的控制框图。
图10是表示实施例1的目标驱动轮速度计算处理的控制框图。
图11是表示实施例1的加速滑移控制转矩计算处理的控制框图。
图12是表示实施例1的滑移控制转矩指令值计算处理的控制框图。
图13是表示实施例1的加速滑移控制开始速度计算处理的控制框图。
图14是表示实施例1的加速滑移控制结束速度计算处理的控制框图。
图15是表示实施例1的加速滑移控制标志计算处理的控制框图。
图16是表示进行了驱动滑移控制的情况下的转速与转矩的关系的时序图。
图17是表示实施例1的减振控制限制值计算处理的控制框图。
图18是表示实施例1的减振控制转矩限制值的设定值的表。
图19是表示在实施例1的电动车辆中将变速档从D档切换到P档时的技术问题的概略说明图。
图20是表示实施例1的减振控制增益计算部的结构的框图。
图21是表示实施例1的减振控制增益k计算部中的增益控制处理的流程图。
图22是表示实施例1的减振控制增益g计算部的结构的框图。
图23是表示在实施例1的电动车辆中从D档切换到P档的情况下的增益、转速及转矩的关系的时序图。
图24是表示在实施例1的电动车辆中从P档切换到D档的情况下的增益、转速及转矩的关系的时序图。
图25是表示其他实施例的减振控制增益k计算部中的增益控制处理的流程图。
具体实施方式
[实施例1]图1是表示实施例1的电动车辆的结构的***图。电动车辆是前轮驱动车辆,具有作为驱动轮的前轮FR、FL和作为从动轮的后轮RR、RL。在各轮上,设有将制动衬垫按压于与轮胎一体地旋转的制动转子而产生摩擦制动力的轮缸W/C(FR)、W/C(FL)、W/C(RR)、W/C(RL)(也会仅记载为“W/C”)和检测各轮的车轮速度的车轮速度传感器9(FR)、9(FL)、9(RR)、9(RL)(也会仅记载为“9”)。在轮缸W/C上经由液压配管5a连接有液压单元5。
液压单元5具备多个电磁阀、储存箱、泵用马达和制动控制器50,根据来自制动控制器50的指令控制各种电磁阀及泵用马达的驱动状态,并控制各轮的轮缸液压。注意,液压单元5既可以是公知的线控制动单元,也可以是具备能够执行车辆稳定控制的液压回路的制动单元,不特别限定。
在作为驱动源的电动马达1上设有检测马达旋转角的旋转变压器2。在电动马达1上经由减速机构3a连接有差动齿轮3,在连接于差动齿轮3的驱动轴4上连接有前轮FR、FL。在车辆的后方搭载有高电压电池6和电池控制器60,高电压电池6向电动马达1供给驱动用的电力,或将再生电力回收,电池控制器60对高电压电池6的电池状态进行监视及控制。夹设于高电压电池6与电动马达1之间的逆变器10由马达控制器100控制。另外,在高电压电池6上经由DC-DC转换器7(组件)连接有辅机用电池8,该辅机用电池8作为液压单元5的驱动用电源发挥功能。
在实施例1的电动车辆设有CAN通信线,CAN通信线是与搭载于车辆的多个控制器连接的车内通信线,制动控制器50、车辆控制器110、电池控制器60等相互以能够进行信息通信的方式连接。注意,对辅助驾驶员的转向操作的动力转向装置进行控制的动力转向控制器20和对进行车速显示的速度仪表进行控制的仪表控制器22连接于CAN通信线,但图1未图示。另外,在动力转向控制器20设有检测方向盘的转向角的转向角传感器21。
图2是表示实施例1的各种控制器的连接状态的概略图。在实施例1的电动车辆内,将对作用于驱动轮与路面之间的转矩状态进行控制的电池控制 器60、马达控制器100、DC-DC转换器7及制动控制器50作为动力传动***(パワートレーン系)而集中连接于第一CAN总线CAN1(第一通信装置)。另外,动力转向控制器20及仪表控制器22这一底盘***连接于第二CAN总线CAN2(第二通信装置)。
第一CAN总线CAN1与第二CAN总线CAN2通过连接总线CAN3连接。在连接总线CAN3上设有车辆控制器110,在第一CAN总线CAN1内收发的信息在被连接总线CAN3上的车辆控制器110接收之后,输出到第二CAN总线CAN2。同样,在第二CAN总线CAN2内收发的信息在被连接总线CAN3上的车辆控制器110接收之后,输出到第一CAN总线CAN1。
(关于控制器的连接结构)在此,对于构成上述控制器的连接关系的理由,与表示比较例的连接状态的概略图对比着进行说明。图3是表示比较例的各种控制器的连接状态的概略图。以往,在构成车辆的控制***时,制动控制器50如图3所示那样连接于第二CAN总线CAN2。这是因为,一直以来,制动***的控制都是底盘***的控制,而不是动力传动***的控制这样的定位。例如,从车辆开发的高效化这一观点出发,动力传动***、制动***、转向***、悬架***这样的各个***大多分别被作为独立的***而开发。并且,在将这些独立地开发的***作为车辆整体***而整合时,通过连接于CAN通信线来整合。CAN通信线虽然在能够连接的控制器数量上存在上限,但由于能够容易地连接多个控制器而实现群组化,因此分为将底盘***集中连接的群组和将动力传动***集中连接的群组,并在将各个群组之间连接的连接总线上设置车辆控制器来控制整体,这就是以往的***。
在此,在上述比较例的结构中,产生了难以确保充分的行驶性能的情况。例如,在车辆起步时,若驾驶员大幅度踏下油门踏板,向驱动轮输出较大的转矩,则有时会产生驱动滑移。为了抑制这种情况,制动控制器50要求车辆控制器110抑制滑移状态。这样一来,在车辆控制器110中,基于从制动控制器50接收的要求向马达控制器100输出降低转矩等的要求。
但是,由于进行利用车辆控制器110暂时接收流入到第二CAN总线CAN2内的信息、之后使之流入第一CAN总线CAN1内的处理,因此从制动控制器50输出的制动要求在通信时机上延迟一次而输出到马达控制器100,出现了产生延迟而不能有效地抑制驱动滑移的情况。特别是,在驱动轮发生了滑移的情况下,驱动轮的惯量与车辆的惯量相比极小,相应地,旋 转状态容易骤变。另外,虽然也考虑使控制增益、通信速度上升,但CAN通信线被设计成能够从后面容易地连接很多***,即使仅制动控制器使控制增益、控制周期上升,也被CAN通信线内的通信速度限制,因此难以确保充分的响应性。
于是,在实施例1中,从制动控制器50是控制驱动轮与路面之间的转矩的***这一观点出发,将制动控制器50定位为动力传动***,并将其连接于第一CAN通信线CAN1。在该情况下,制动控制器50所输出的车速信息等虽然向第二CAN总线CAN2内发送的时机会延迟一些,但从车辆的惯量的大小来看车速不会骤变,没有任何问题。
(关于电动车辆特有的技术问题)接下来,对电动车辆特有的技术问题进行说明。一直以来,在使用车轮速度数据进行具有内燃机的动力传动***的控制的车辆***中,大多从制动控制器50接收车轮速度数据、转矩降低要求并利用。这是因为,即使在内燃机的控制上努力,到实际反映于输出转矩之前的响应性也存在限度,因此,作为在动力传动(パワートレーン)的开发中所要求的响应性的瓶颈,很少有CAN通信线的响应性成为问题的情况。因此,在动力传动的开发中使用转矩降低要求、车轮速度数据的情况下,大多原原本本地使用在制动***的开发中获得的车轮速度检测性能来控制。实际情况是这种基本设计思想在电动车辆的开发上也多被沿袭。
另一方面,在驱动轮与电动马达1连接的电动车辆的情况下,其转矩控制的响应性远比内燃机好,能够进行精度更高的驱动轮滑移控制。在运用该电动马达1的良好的响应性的控制的实现上,CAN通信线的响应性就成为了问题。出于这些背景,在运用电动马达1的较高的响应性的***的构建上,谋求这样的***构建:不是从制动控制器50将车轮速度数据作为二次信息而接收,而是作为一次信息而接收来计算控制量。
另外,虽然控制车辆整体的车辆控制器110对整体进行监视并控制较为重要,但若过于推进中央集权、亦即在收集全部的信息之后再向各控制器输出全部的指令,则车辆控制器110的运算负荷将增大,需要非常高价的控制器。另外,车辆控制器110在也考虑了通信速度较低的信息的基础上输出指令,无论采用多么高价的车辆控制器110,都不能构建响应性良好的车辆***。另外,虽然也考虑迅速地收发全部的信息,但会变更成通信速度的上升给所有连接于该通信线的其他控制器带来影响的设计,在复杂的***内提升 全体的通信速度是非常困难的。
于是,在实施例1中,构建了如下结构:将CAN通信线的结构分为第一CAN总线CAN1与第二CAN总线CAN2,而且不是由车辆控制器110输出全部的指令,而是由比车辆控制器110更下位的控制器进行某种程度的判断并控制。具体而言,为了能够在马达控制器100中先于车辆控制器110判断最终的马达转矩指令值,构成为能够将从制动控制器50输出的制动要求直接发送到马达控制器100。并且,在马达控制器100中构成为,除了读取通常的来自车辆控制器110的转矩要求之外,还能够读取来自制动控制器50的制动要求,并能够输出与行驶状态相应的最终的马达转矩指令值。
(关于利用控制器收发的信息)图4是表示利用实施例1的各控制器收发的信息的内容的控制框图。车辆控制器110输入油门踏板位置信息、换档位置信息,基于基本的驾驶员要求转矩、其他控制处理的结果计算第一转矩指令值,并向马达控制器100及制动控制器50输出第一转矩指令值。制动控制器50输入表示制动踏板操作状态的制动开关的ON/OFF状态、各轮的车轮速度信号,输出例如基于牵引控制要求的第二转矩指令值、表示液压单元5、制动控制器50是否为正常工作中的制动装置状态、希望对驾驶员要求增加转矩、减少转矩或者不增减转矩这样的转矩增减要求。
在马达控制器100中,如果制动装置状态为正常,并且比较第一转矩指令值与第二转矩指令值,与转矩增减要求一致,则采用来自制动控制器50的第二转矩指令值,在不满足这些条件的情况下,采用第一转矩指令值。通过这些判断,即使假设产生了通信障碍等问题,也能够防止马达控制器100违反驾驶员、制动控制器50的意图进行动作。
(关于控制器内的控制的详细情况)图5是表示实施例1的车辆控制器和制动控制器内设置的牵引控制的要求、以及由马达控制器执行的控制内容的控制框图。在图5中,特定成牵引控制的内容进行说明。在车辆控制器110内的驾驶员要求转矩指令值计算部111中,基于油门踏板开度与换档位置计算驾驶员要求转矩(第一转矩指令值),并输出到马达控制器100。在制动控制器50内的牵引控制部51中,输入来自车轮速度传感器9的车轮速度信息、来自转向角传感器的转向角信息和电动马达1所输出的实际马达转矩。然后,判断驱动轮是否处于驱动滑移状态,在驱动滑移时输出抑制驱动滑移的牵引控制转矩(第二转矩指令值),并且将表示正在制动控制器50 内执行的控制内容的控制标志输出到马达控制器100。
在马达控制器100内,具有切换开关101、转矩加法部102、马达电流控制部105、减振控制信息计算部103和减振控制部104,切换开关101基于控制标志对选择驾驶员要求转矩与牵引控制转矩中的哪一个指令值进行切换,转矩加法部102使切换后的转矩指令值TMCIN*加上后述的减振控制转矩并输出最终转矩指令值,马达电流控制部105为了基于最终转矩指令值控制向电动马达1供给的电流而对逆变器10输出逆变器驱动信号,减振控制信息计算部103计算用于抑制动力传动***所产生的驱动***的振动的减振控制增益及减振控制限制值,减振控制部104对计算出的减振控制信息及马达旋转速度实施高通滤波器处理而检测高频率成分,并基于检测出的高频率成分,计算抑制动力传动***的振动的减振控制转矩。注意,在实施例1中采用了高通滤波器,但也可以使用观测器来进行推断。
图6是表示实施例1的指令值选择处理的流程图。在切换开关101中,通过进行以下的判断处理,将驾驶员要求转矩指令值TDRV*与滑移控制转矩指令值TESC*中的任一者作为转矩指令值TMCIN*而输出。注意,在制动控制器50内,设有在牵引控制部51内表示滑移控制状态的加速滑移控制标志FA及减速滑移控制标志FD,而且设有表示液压单元5、制动控制器50自身的异常状态的ESC状态标志FH。在步骤S1011中,判断ESC状态标志FH是否正表示无异常状态,在无异常的情况下进入步骤S1012,在有异常的情况下进入步骤S1020,不选择来自制动控制器50的指令,而是将转矩指令值TMCIN*切换为驾驶员要求转矩指令值TDRV*。
在步骤S1012中,判断加速滑移控制标志FA是否正表示控制中,在控制中的情况下进入步骤S1013,在非控制中的情况下进入步骤S1016。在步骤S1013中,判断滑移控制转矩指令值TESC*是否为驾驶员要求转矩指令值TDRV*以下,在驾驶员要求转矩指令值TDRV*以下的情况下进入步骤S1014,将转矩指令值TMCIN*切换为滑移控制转矩指令值TESC*。即,这是因为,在加速滑移控制中应针对驾驶员要求转矩指令值TDRV*进行转矩降低,如果滑移控制转矩指令值TESC*为驾驶员要求转矩指令值TDRV*以下,则需要选择更低的转矩来抑制滑移。另一方面,无论是否在加速滑移控制中,在滑移控制转矩指令值TESC*为驾驶员要求转矩指令值TDRV*以上的情况下,都为促进加速滑移的方向,在该情况下,进入步骤S1015,将转 矩指令值TMCIN*切换为驾驶员要求转矩指令值TDRV*。
在步骤S1016中,判断减速滑移控制标志FD是否正表示控制中,在控制中的情况下进入步骤S1017,在非控制中的情况下进入步骤S1020。在步骤S1017中,判断滑移控制转矩指令值TESC*是否为驾驶员要求转矩指令值TDRV*以上,在为驾驶员要求转矩指令值TDRV*以上的情况下进入步骤S1018,将转矩指令值TMCIN*切换为滑移控制转矩指令值TESC*。即,这是因为,在减速滑移控制中,通过产生再生转矩作为驾驶员要求转矩指令值TDRV*而产生滑移,为了消除该滑移要进行转矩提升,因此如果滑移控制转矩指令值TESC*为驾驶员要求转矩指令值TDRV*以上,则认为正在实施适当的控制。另一方面,无论是否在减速滑移控制中,在滑移控制转矩指令值TESC*为驾驶员要求转矩指令值TDRV*以下的情况下,都为促进减速滑移的方向,在该情况下,进入步骤S1019,将转矩指令值TMCIN*切换为驾驶员要求转矩指令值TDRV*。
图7是表示实施例1的减振控制转矩指令值计算处理的控制框图。减振控制部104具有从马达旋转速度提取振动成分的振动成分提取部104a。振动成分提取部104a由高通滤波器构成,仅使规定的高频率成分通过。增益乘法部104b使通过了高通滤波器的振动成分与振动控制增益相乘。在转矩限制部104c中,比较减振控制转矩限制值与进行增益乘法后的减振控制转矩的大小,选择更小的一者的值。在负值乘法部104d中,使减振控制转矩限制值与负值相乘。在转矩限制部104e中,比较减振控制转矩限制值的负值与进行增益乘法后的减振控制转矩的大小,选择更大的一者的值。由此,运算与振动成分相应的减振控制转矩,并且抑制产生过度的减振控制转矩。
(关于滑移控制)图8是表示在实施例1的牵引控制部中执行的滑移控制的控制框图。在驱动轮速度计算部511中,基于检测出的车轮速度VW计算驱动轮速度VD。在车身速度推断部512中,基于车轮速度VW运算推断车身速度VC。例如可以基于根据从动轮的各轮的车轮速度计算出的车身速度的平均值推断车身速度,也可以是根据四轮的各轮的车轮速度计算出的车身速度的平均值,还可以是从动轮与驱动轮的低选(选择从动轮与驱动轮的车轮速度中更低的一方来求出车身速度)等,并不特别限定。另外,具有检测车身加速度GC的车身加速度检测部。该检测部可以使用检测前后加速度的G传感器、推断车身速度VC的微分值作为车身加速度GC,不特别限 定。
(目标驱动轮速度基准值计算处理)在目标驱动轮速度基准值计算部513中,基于车辆加速度GC、转向角度Astr和推断车身速度VC计算成为各驱动轮的目标的速度即目标驱动轮速度基准值VDbase*。图9是表示实施例1的目标驱动轮速度基准值计算处理的控制框图。在加速度用目标滑移率增益计算部513a设有加速度用目标滑移率增益映射,检测出的加速度GC越大,越是计算出更大的加速度用目标滑移率增益。换句话说,这是因为,如果获得了较大的加速度,则认为即使允许某种程度的滑移率也能够在与路面之间确保摩擦力。在转向角用目标滑移率增益计算部513b中,设有转向角用目标滑移率增益映射,检测出的转向角为中立位置附近则计算出大的转向角用目标滑移率增益,转向角越表示转向状态则越计算出小的转向角用目标滑移率增益。这是因为,如果是直行状态则不那么需要侧抗力,因此在轮胎的摩擦圆的前后方向上使用较大的力,如果是转向状态则需要侧抗力,因此在轮胎的摩擦圆的前后方向上不使用很大的力,而是确保左右方向的力。
在滑移率计算部513c中,使加速度用目标滑移率增益与转向角用目标滑移率增益相乘,计算出考虑了两者的状态的目标滑移率。在目标滑移量计算部513d中,使计算出的目标滑移率与推断车身速度VC相乘,计算出目标滑移量。在限制处理部513e中,对目标滑移量实施限制处理,抑制目标值的骤变。在加法部513f中,使推断车身速度VC加上目标滑移量,计算出目标驱动轮速度VD*。在限制处理部513g中,对目标驱动轮速度VD*实施限制处理,计算出目标驱动轮速度基准值VDbase*。注意,在具备横摆率传感器的情况下,也可以是,比较横摆率传感器值和根据转向角与推断车身速度VC计算出的推断横摆率,在差距较大的情况下,通过校正目标滑移率、转矩指令值来抑制横摆率传感器值与推断横摆率的偏离。
(加速滑移控制开始速度计算处理)在加速滑移控制开始速度计算部514中,基于推断车身速度VC计算控制开始速度VS。图13是表示实施例1的加速滑移控制开始速度计算处理的控制框图。在控制开始用滑移量映射514a中,推断车身速度VC越高,越是计算出大的滑移量。这是因为,在用滑移率进行考虑时,使控制开始滑移率变得大致一定。但是,在包括起步时在内的低车速时,难以计算滑移率,因此映射514a设定一定的滑移量。然后,在加法部514b中,使推断车身速度VC加上根据控制开始用滑移量映射514a计算出的滑移量,计算控制开始速度VS。
(加速滑移控制结束速度计算处理)在加速滑移控制结束速度计算部515中,基于推断车身速度VC计算控制结束速度VF。图14是表示实施例1的加速滑移控制结束速度计算处理的控制框图。在控制结束用滑移量映射515a中,推断车身速度VC越高,越是计算出大的滑移量。注意,在设定控制结束速度VF时,从避免控制波动的观点来看,在用相同的推断车身速度VC进行比较的情况下,控制结束用滑移量映射515a所设定的滑移量被设定为比控制开始用滑移量映射514a所设定的滑移量小。接着,在加法部515b中,使推断车身速度VC加上根据控制结束用滑移量映射515a计算出的滑移量,计算控制结束速度运算值。接着,在第一选择部515c中,通过选择控制结束速度运算值与目标驱动轮速度基准值VDbase*中的更小的一者的值,来将控制结束速度VF与目标驱动轮速度基准值VDbase*相比设定在推断车身速度VC侧,防止波动。同样,在第二选择部515d中,通过选择利用第一选择部515c选择的值与控制开始速度VS中的更小的一者的值,来将控制结束速度VF与控制开始速度VS相比设定在推断车身速度VC侧,防止波动。然后,将最终选择的值作为控制结束速度VF而输出。
(加速滑移控制标志计算处理)在加速滑移控制标志计算部516中,基于驱动轮的状态判断是否执行加速滑移控制,在执行的情况下,将加速滑移控制标志FA输出为ON,在不执行的情况下输出为OFF。图15是表示实施例1的加速滑移控制标志计算处理的控制框图。注意,图15示出变速杆为D档的情况,但即使是其他变速档也基本进行相同的处理。
在控制结束判断部516a中,比较驱动轮速度VD与控制结束速度VF,在驱动轮速度VD为控制结束速度VF以下时,向结束侧第一开关516b输出切换信号。结束侧第一开关516b是切换0与由前次值输出部516C及递增计数部516d计数的计数值的开关,在驱动滑移控制中选择0的状态下,若从控制结束判断部516a接收切换信号,则利用前次值输出部516c及递增计数部516d开始递增计数并输出到控制结束延迟判断部516f。在控制结束延迟判断部516f中,在从结束侧第一开关516b输出的值为预先设定的计时器值TimeF以上时,向AND条件判断部516k输出表示控制结束条件之一成立的信号。换言之,判断从驱动轮速度VD为控制结束速度VF以下起是否经过了TimeF以上的时间,在经过时输出表示控制结束条件之一成立的信号。
在转矩偏差运算部516g中,计算驾驶员要求转矩指令值TDRV*与向电动马达1发出的最终转矩指令值TFB的转矩偏差,并将利用绝对值处理部516h进行绝对值处理后的值输出到转矩状态判断部516j。在转矩状态判断部516j中,在转矩偏差为预先设定的规定转矩值TrpF以下时,输出控制结束条件之一成立的信号。
在AND条件判断部516k中,在基于驱动轮速度VD的结束判断及延迟处理的条件成立、并且驾驶员要求转矩指令值TDRV*与向电动马达1所指令的转矩大致一致这样的条件成立的情况下,向OR条件判断部516m输出控制结束条件成立信号。另外,在负值判断部516l中,在驾驶员要求转矩TRDV*为0以下时,输出控制结束条件成立信号。在OR条件判断部516m中,在AND条件判断部516k或负值判断部516l中的任一方输出了控制结束条件成立信号的情况下,向控制标志开关516s输出切换信号。
在控制开始判断部516n中,比较驱动轮速度VD与控制开始速度VS,在驱动轮速度VD为控制开始速度VS以上时,向开始侧开关516q输出切换信号并输出1。在控制开始判断的情况下,处于驱动轮的滑移正在增大的状态,因此需要迅速开始控制。因此,不设置延迟时间等,而是迅速开始滑移控制。开始侧开关516q被输入控制标志开关516s的前次值即控制标志前次值输出部516p的信号,在通过来自控制开始判断部516n的切换信号输出1时,在控制开始判断部516n的条件变得不成立的情况下,从1切换到控制标志前次值。此时,如果没有从OR条件判断部516m输出控制结束条件成立信号,则从控制标志开关516s继续输出1,因此控制标志成为ON状态。
(目标驱动轮速度计算处理)在目标驱动轮速度计算部517中,基于目标驱动轮速度基准值VDbase*计算目标驱动轮速度VD*。图10是表示实施例1的目标驱动轮速度计算处理的控制框图。注意,在开始滑移控制之前的状态下,作为目标驱动轮速度VD*而将驱动轮速度VD设定为初始值。在目标值偏差运算部517a中,运算目标驱动轮速度基准值VDbase*与通过目标驱动轮速度前次值计算部517g计算出的前次的目标驱动轮速度VD*之间的目标值偏差。在限制器517b中,为了实现顺畅的转矩变化,进行对偏差实施限制的限制处理,并输出到第一加法部517e。另外,在变化量运算部517d中,根据从输出目标驱动轮速度基准值VDbase*的前次值的前次值输出部517c输出的前次的目标驱动轮速度基准值VDbase*与本次的目标驱动轮 速度基准值VDbase*之间的差计算变化量,并输出到第一加法部517e。
在第一加法部517e中,使目标值偏差与目标驱动轮速度基准值VDbase*的变化量相加,计算出在本次的控制中应该变化的驱动轮速度的变化量。由此,即使在滑移控制开始后产生了目标驱动轮速度基准值VDbase*超过限制器517b的限制这样的变化,目标驱动轮速度VD*也能够跟随于目标驱动轮速度基准值VDbase*。在第二加法部517f中,使前次的目标驱动轮速度VD*加上从第一加法部517e输出的值,计算出一次目标驱动轮速度,并输出到目标驱动轮速度切换开关517h。在目标驱动轮速度切换开关517h中,在加速滑移控制标志FA为0时,将驱动轮速度VD作为最终的目标驱动轮速度VD*而输出,在加速滑移控制标志FA为1时,将一次目标驱动轮速度作为最终的目标驱动轮速度VD*而输出。
(加速滑移控制转矩指令值计算处理)在加速滑移控制转矩指令值计算部518中,基于驱动轮速度VD与目标驱动轮速度VD*的偏差计算加速滑移控制转矩指令值。图11是表示实施例1的加速滑移控制转矩计算处理的控制框图。在速度偏差运算部518a中,运算目标驱动轮速度VD*与驱动轮速度VD的速度偏差。在比例增益乘法部518b中,使速度偏差与比例增益Kp相乘,输出比例成分。在积分增益乘法部518c中,使速度偏差与积分增益Ki相乘。在积分部518d中,将以最终转矩指令值TFB为初始值进行了积分的值和驾驶员要求转矩指令值TDRV*中更小的一者的值作为积分成分而输出。在PI控制量运算部518e中,使比例成分与积分成分相加,输出PI控制转矩指令值。在加速滑移控制转矩指令决定部518f中,将驾驶员要求转矩指令值TDRV*与PI控制转矩指令值中更小的一者的值作为最终的加速滑移控制转矩指令值TA*而输出。注意,由于目标驱动轮速度VD*的初始值为驱动轮速度VD,因此比例成分为零,积分成分也为设定最终转矩指令值TFB的积分成分,在控制刚刚开始后不会产生偏差,因此不会导致转矩变动。
(滑移控制转矩指令值计算处理)在滑移控制转矩指令值计算部519中,基于加速滑移控制标志FA及减速滑移控制标志FD等信号,选择滑移控制转矩指令值TA*与驾驶员要求转矩指令值TDRV*中的任一者,输出最终的滑移控制转矩指令值TESC*。图12是表示实施例1的滑移控制转矩指令值计算处理的控制框图。加速滑移控制实施允许标志FAExecOK及减速滑移控制实施允许标志FDExecOK分别是滑移控制的实施允许标志,在再生禁 止状态、滑移控制切断开关被压下的情况下,或检测出某种异常(例如车轮速度传感器异常)的情况下,禁止实施,除此以外的情况下允许实施。在加速侧AND判断部519a中,在加速滑移控制标志FA及加速滑移控制实施允许标志FAExecOK均满足条件时,向加速滑移控制转矩指令值切换开关519c及NAND判断部519e输出切换信号。同样,在减速侧AND判断部519b中,在减速滑移控制标志FD及减速滑移控制实施允许标志FDExecOK均满足条件时,向减速滑移控制转矩指令值切换开关519d及NAND判断部519e输出切换信号。注意,NAND判断部519e为如下结构:在加速滑移控制标志FA与减速滑移控制标志FD同时成立的情况下判断为异常,不遵循滑移控制要求,而是以输出驾驶员要求转矩指令值TDRV*的方式进行处理。
在第一转矩指令值切换开关519c中,在从加速侧AND判断部519a输出加速滑移控制要求的情况下,从自第二转矩指令值切换开关519d输出的信号(TD*或TDRV*)切换为加速滑移控制转矩指令值TA*并输出到滑移控制转矩指令值计算部519f,在未输出加速滑移控制要求的情况下,输出从第二转矩指令值切换开关519d输出的信号。在第二转矩指令值切换开关519d中,在从减速侧AND判断部519b输出减速滑移控制要求的情况下,从驾驶员要求转矩指令值TDRV*切换为减速滑移控制转矩指令值TD*并输出到第一转矩指令值切换开关519c,在未输出减速滑移控制要求的情况下,将驾驶员要求转矩指令值TDRV*输出到第一转矩指令值切换开关519c。滑移控制转矩指令值计算部519f在利用NAND判断部510e进行了异常判断的情况下将驾驶员要求转矩指令值TDRV*作为滑移控制转矩指令值TESC*而输出,在未进行异常判断的情况下,将从第一转矩指令值切换开关519c输出的信号作为滑移控制转矩指令值TESC*而输出。
(关于改善了响应性的滑移控制带来的作用)接着,对通过上述控制结构获得的滑移控制时的作用进行说明。图16是表示进行了驱动滑移控制的情况下的转速与转矩的关系的时序图。图16(a)是采用了实施例1的结构的情况,图16(b)是采用了上述图3的比较例的结构、并且提高了控制增益的情况,图16(c)是采用了上述图3的比较例的结构、并且降低了控制增益的情况。如图16(a)所示,若在输出驾驶员要求转矩指令值TDRV*时产生驱动滑移,则加速滑移控制标志FA成为1,以驱动轮速度VD向目标驱动轮速度VD*收敛的方式输出加速滑移控制转矩指令值TA*。此时,可 知,在实施例1的结构中,由于从制动控制器50的牵引控制部51不经由车辆控制器110而是直接向马达控制器100输出加速滑移控制转矩指令值TA*,因此没有响应延迟,良好地收敛于目标驱动轮速度VD*。另外,在行驶过程中,即使在路面忽然变成结冰道路、路面摩擦系数急剧降低那种产生了μ变化的情况下,也仍可通过良好的响应性实现收敛性极高的牵引控制,特别是收敛性良好,故而能够确保侧抗力,这一点特别应该指出。
与此相对,在图16(b)所示的比较例中,即使在驱动轮速度VD超过目标驱动轮速度VD*之后就开始了牵引控制,也会因响应延迟而导致大幅度行驶过量。并且,即使为了使该产生了行驶过量的转速收敛而使马达转矩降低,牵引控制也会成为振动性的,直至收敛为止都会花费时间。另外,在产生了μ变化的情况下,也还是会因振动性的动作而导致收敛性较差。从解决图16(b)的问题的观点来看,如图16(c)所示,考虑将控制增益设定为较低,抑制振动性的动作。在该情况下,虽可抑制控制的振动性的动作,但到驱动轮速度VD收敛于目标驱动轮速度VD*为止花费时间,其间,持续滑移量较大的状态,因此不能在轮胎与路面之间传递充分的牵引,另外,侧抗力也有降低的倾向,车辆稳定性也说不上充分。即,通过如实施例1那样直接对马达控制器100进行指令,产生了收敛性的极大差异。在实际使实施例1的车辆行驶于结冰道路等的情况下,该效果超过了可从纸面研究中想像到的稳定性,能够给驾驶员带来迄今为止未曾感受过的稳定性。
(关于减振控制限制值)在此,对与减振控制转矩限制值有关的技术问题进行说明。如上所述,在马达控制器100内设有减振控制部104,为了抑制动力传动***所产生的高频振动而赋予减振控制转矩。在此,对赋予减振控制转矩的理由进行说明。通常,若驾驶员意图起步、加速、减速这样的动作而操作油门踏板、制动踏板,表明行驶意图,则遵循其意图而从电动马达1输出转矩,从驱动轮向路面传递驱动力,或者从路面向驱动轮传递制动力,使车辆行驶。驾驶员当然希望响应性好的车辆动作,但由于存在较大的车辆惯量,因此可以说期待考虑了该车辆惯量的基础上的响应性。注意,可以说与较大的车辆惯量的固有振动频率对应的共振频率属于低频区域。
另一方面,在车辆的动力传动***中具有与电动马达1、驱动轴4及驱动轮的惯量(以下称作动力传动***的惯量)相应的固有振动频率,与该固有振动频率对应的共振频率相比车辆的共振频率属于高频率区域,高频率的 转矩变动被识别为对驾驶员来说不适的振动、声音,导致驾驶性的恶化。于是,在减振控制部104中,着眼于马达转速的变动成分,赋予用于对该变动成分的高频率区域中的振动成分进行抑制的减振控制转矩来抑制振动。
即,在驱动轮以着地状态行驶时,作用于动力传动***的惯量是车辆惯量,因此成为振动的原因的共振频率较低,不那么需要减振控制转矩,但若驱动轮以滑移状态行驶,则成为动力传动***的惯量,共振频率较高,导致高频率的转矩变动,因此需要较大的减振控制转矩。
在此,在车辆起步时、以及在驱动轮与路面之间的摩擦力(转矩)骤变的情况下,即使处于着地状态,骤变时的频率也被识别为需要减振控制的高频率侧的马达转速变动,因此将赋予用于抑制该变动的减振控制转矩。这样一来,实际上驱动轮与路面的关系为着地状态,由于车辆惯量发挥作用,因此无论是否为不需要减振控制转矩的情况,都赋予较大的减振控制转矩,有可能导致过度抑制电动马达1的输出转矩。这意味着,如果是在驱动时则难以产生驱动力,如果是在制动时则难以产生制动力。
于是,根据是应该基于动力传动***的惯量来考虑的行驶状态、还是应该基于车辆惯量来考虑的行驶状态这样的条件,采用不同的减振控制转矩的赋予方法。具体而言,如果是应该基于车辆惯量来考虑的行驶状态,则即使计算出了减振控制转矩,也减小减振控制转矩限制值,以便减小实际赋予的值,如果是应该基于动力传动***的惯量来考虑的行驶状态,则增大减振控制转矩限制值,以便充分地赋予实际赋予的减振控制转矩。
接下来,对在减振控制信息计算部103中执行的具体的减振控制限制值计算处理进行说明。图17是表示实施例1的减振控制限制值计算处理的控制框图。在制动控制器50内,除了上述牵引控制部51之外,还具有进行避免车轮的制动抱死的防抱死制动控制的ABS控制部52和根据前后轮的负荷控制制动力分配的前后轮制动力分配控制部53。在ABS控制部52中,监视车轮的滑移状态,在成为规定的滑移状态时,将轮缸压减压来避免抱死。另外,在前后轮制动力分配控制部53中,例如在减速时负荷向前轮侧移动、后轮侧的负荷变低的情况下,以使前轮侧与后轮侧的车轮速度之差处于规定范围的方式对后轮侧的轮缸压进行控制(主要是减压),避免与后轮侧的抱死趋势相伴的侧抗力的降低。制动控制器50将表示上述各控制部的控制状态的标志信息、表示车轮的滑移状态的着地信息及车身加速度GC信息等输 出到减振控制信息计算部103。根据这些信息,判断是作为车辆惯量而考虑的情况还是作为动力传动***的惯量而考虑的情况。
在减振控制信息计算部103中具有计算减振控制限制值的减振控制限制值计算部1031和计算减振控制增益的减振控制增益计算部1032。在减振控制限制值计算部1031内,具有判定驱动轮的着地状态的着地判定部1031a、推断路面摩擦系数的μ判定部1031b、基于着地判定部1031a的判定结果及μ判定部1031b的判定结果将TL或者TH(>TL)确定为减振控制转矩限制值的限制值设定部1031c、以及在对设定的限制值赋予了变化量的限制的基础上输出最终的减振控制转矩限制值的变化量限制部1031d。
在着地判定部1031a中,基于从制动控制器50接收的各种信息判定着地状态。例如,如果加速滑移控制标志FA是ON,则判定为滑移状态,如果是OFF,则判定为着地状态。注意,也可以对驱动轮速度VD与推断车身速度VC的差进行运算,如果是规定值以上,则判定为滑移状态,如果小于规定值,则判定为着地状态,还可以基于其他控制标志信息进行判定。在μ判定部1031b中,基于当前的车身加速度GC与车轮的滑移状态的关系推断路面摩擦系数μ。例如,如果车身加速度GC为规定值以上并且车轮的滑移率小于规定值,则判定为高μ,如果车身加速度GC小于规定值并且车轮的滑移率为规定值以上则判定为低μ。注意,在制动控制器50内的各控制部内存在推断路面摩擦系数的逻辑的情况下,也可以基于在此推断的路面摩擦系数来判定高μ、低μ。另外,在实施例1中,构成为判定是高μ还是低μ中的哪一者,但也可以推断更为细微的路面摩擦系数。
在限制值设定部1031c中,基于驱动轮的着地状态及路面摩擦系数设定减振控制转矩限制值。图18是表示实施例1的减振控制转矩限制值的设定值的表。在判定为着地状态、并且判定为高μ的情况下,设定较小的值即TL作为限制值。即,在高μ路的起步时,电动马达1的转矩上升频率包含在欲通过减振控制进行抑制的高频率区域中,且只不过是起步时的转矩上升,若无论是否只要考虑为车辆的惯量即可都视为产生高频振动,从而将减振控制转矩原原本本地输出,则会过度地抑制马达转矩,导致起步性能的降低。于是,将限制值设定为TL,控制为在用绝对值来看时不输出比TL大的转矩来作为减振控制转矩,从而限制相对于驾驶员要求转矩TDRV*过度地加减马达转矩的情况,确保良好的起步性能。
另外,即使处于着地状态,如果是低μ路,转变成滑移状态的可能性也较高,因此在该情况下预先将减振控制转矩限制值的设定值设定为较大的值即TH。即,若驱动轮产生滑移、加速滑移控制标志FA成为ON,则计算出滑移控制转矩指令值TESC*,并且从驾驶员要求转矩TDRV*切换到滑移控制转矩指令值TESC*。而且,减振控制转矩限制值花费规定时间以规定变化量从TL变更为TH。因此,减振控制转矩限制值不会骤变,避免了马达转矩过度变更的情况,确保了稳定的行驶状态。另外,若变为滑移状态而使得动力传动***共振,则计算出较大的减振控制转矩。此时,减振控制转矩限制值变更为较大的值及TH,能够赋予足够的减振控制转矩。
(关于减振控制增益的控制)接下来,对减振控制的技术问题进行说明。图19是表示在实施例1的电动车辆中将变速档从D档切换到P档时的技术问题的概略说明图。在实施例1的电动车辆中,关于从电动马达1输出的转矩,通过减速机构3a(以下将减速机构3a的齿轮记载为减速齿轮3a)及差动齿轮3(以下记载为设于差动齿轮的外周的终减速齿轮3)的啮合而传递的转矩经由驱动轴4传递到驱动轮即前轮FL、FR。此时,若车辆以D档停止,则虽然驱动轮的转速变为0,但由于产生了蠕变转矩,因此对于减速齿轮3a与终减速齿轮3来说,如图19的旋转方向所示,减速齿轮3a的齿面左侧与终减速齿轮3的齿面右侧抵接,驱动轴4为扭转的状态。
在该状态下,若驾驶员将变速杆从D档换档操作成P档,则由于从电动马达1输出的蠕变转矩减少,因此减速齿轮3a推压终减速齿轮3的齿面右侧的力减少。此时,通过驱动轴4的扭转而产生的转矩被释放,终减速齿轮3向与图19所示的旋转方向相反的方向旋转,作用使电动马达1向反转方向动作的力,在马达旋转速度中产生高频振动成分。因此,在减振控制中,检测该马达旋转速度的高频成分,赋予不会产生马达旋转速度的反转那样的正转侧转矩即减振控制转矩。但是,即使赋予正转侧的减振控制转矩,由于在减速齿轮3a与终减速齿轮3之间存在背隙,因此减速齿轮3a在该背隙之间也不会产生负荷,导致在产生了过度的旋转之后与终减速齿轮3的齿面碰撞,产生与该碰撞相伴的振动。这样,即使减少电动马达1的马达转矩,由于背隙的影响,零转矩附近的减振控制也不会适当地发挥功能,存在持续产生振动状态的问题。于是,在减振控制增益计算部1032中,根据行驶状态、档位状态调整减振控制增益,抑制零转矩附近的持续的振动状态。
图20是表示实施例1的减振控制增益计算部的结构的框图。在减振控制增益计算部1032内,具有对在车辆停止过程中的控制中使用的增益进行运算的减振控制增益k计算部32a、对在行驶过程中的控制中使用的增益进行运算的减振控制增益g计算部32b和选择计算出的增益k及增益g中的更小的一者的增益并作为最终的减振控制增益输出的增益选择部32c。
图21是表示实施例1的减振控制增益k计算部中的增益控制处理的流程图。在步骤S1中,判断是否存在档位变更,在不存在档位变更的情况下步骤S6进入,在存在档位变更的情况下进入步骤S2。注意,关于有无档位变更的判断,其是利用未图示的抑制开关等变速档检测装置检测出的。在步骤S2中,基于车轮速度判定是否处于车辆停止状态,在判定为车辆停止状态的情况下进入步骤S3,在除此以外的情况下进入步骤S4。这是因为,如果是车辆停止状态,则在驱动轴4中积蓄了扭转,考虑计算减振控制转矩。在步骤S3中,基于马达旋转速度判定是否处于马达停止状态,在判定为马达停止过程中的情况下进入步骤S5,在除此以外的情况下进入步骤S4。这是因为,如果是马达停止过程中,则由于蠕变转矩的产生而导致在驱动轴4中积蓄了扭转,考虑计算减振控制转矩。
在步骤S4中,判断变更后的档位位置是否是P档或N档,在P档或N档的情况下进入步骤S5,在除此以外的档位位置的情况下进入步骤S6。在P档或N档的情况下,即使车辆在行驶过程中或即将停车之前的移动过程中,电动马达1的马达转矩指令值也下降至0,由于该降低,因此考虑计算减振控制转矩。在除此以外的档位位置的情况下,由于存在行驶意图,因此马达转矩指令值不为0,只要设定通常的行驶过程中减振控制增益g即可。
在步骤S5中,对计时器的计数值Tc进行递增计数。在步骤S6中,将计时器Tc的计数值设定为0。在步骤S7中,判断计时器的计数值Tc是否为规定值以上,在规定值以上时进入步骤S8,在除此以外的情况下进入步骤S9。该规定值表示认为振动通过与档位切换相伴的减振控制而充分得到了衰减的规定时间,并且是通过实验等设定的值。
在步骤S8中,将目标控制增益k*设定为0。在步骤S9中,设定行驶过程中的减振控制增益g来作为减振控制增益k。在步骤S10中,通过以下的式子计算减振控制增益k。k=min(k*-k(-1),变化量限制值)+k(-1)。在此,k(-1)表示减振控制增益前次值。另外,变化量限制值表示使增益减少时的减少量最大值,被设定为负的值。该变化量限制值虽然可以是固定值,但也可以构成为,前次值与目标减振控制增益之差越小,越是减小变化量限制值,从而形成延迟一次那样的顺畅的变化。
图22是表示实施例1的减振控制增益g计算部的结构的框图。减振控制增益g计算部32b具有对最终转矩指令值求绝对值的绝对值计算部32b1和根据计算出的转矩指令绝对值计算减振控制增益g的减振控制增益g映射32b2。如果转矩指令绝对值如行驶过程中那样具有某种程度的大小,则减振控制增益g映射输出较大的增益。另一方面,即使是在行驶过程中,在零转矩附近,也会由于背隙而产生振动,因此减小减振控制增益g。但是,在行驶过程中,存在由于改变意图等而再次产生较大的转矩指令、或者由于外部干扰而产生扭转振动的可能性,因此,即使转矩指令绝对值为0,也不使增益g为0,而是设定为较小的值。
图23是表示在实施例1的电动车辆中从D档切换到P档的情况下的增益、转速及转矩的关系的时序图。假设在选择了D档的状态下,车辆停止,蠕变转矩作用于动力传动中。在时刻t1,若通过变速杆的操作而从D档切换到P档,则使马达转矩为蠕变转矩的输出降低,驾驶员要求转矩TDRV*成为0。在时刻t2,若马达转矩一下子减少,则伴随着驱动轴4的扭转的消除,在马达旋转速度中检测出高频成分的旋转变动。由此,计算减振控制转矩,使驾驶员要求转矩TDRV*加上减振控制转矩,将加上了减振控制转矩的转矩输出而作为最终转矩指令值。此时,若将增益g设为减振控制基准增益作为减振控制增益,则在保持该减振控制基准增益使控制持续的情况下,有可能由于减速齿轮3a与终减速齿轮3的背隙的影响而引发持续的振动(图23中的虚线:参照增益固定的情况)。于是,在从档位切换时刻起进行递增计数的计时器值达到规定值以上的时刻t3,将目标控制增益k*设定为0,并且一边施加变化量限制值的限制一边逐渐减小减振控制增益k。由此,减振控制增益k最终成为0,能够抑制减振控制转矩与背隙导致的振动的持续产生。
图24是表示在实施例1的电动车辆中从P档切换到D档的情况下的增益、转速及转矩的关系的时序图。表示在选择了P档的状态下车辆停止,保持踏下制动踏板地从P档切换到D档而输出蠕变转矩的状态。注意,假设在P档,减振控制增益被设定为0。在时刻t11,若驾驶员从P档向D档进行档位切换,则开始马达转矩为蠕变转矩的输出。此时,在步骤S4中,由于选择了D档,因此判定为“否”,计时器计数值被设定为0。因此,减振控制增益k即使在车辆停止过程中也被设定为行驶过程中的减振控制增益g。马达旋转速度由于背隙和驱动轴4的扭转的原因而稍微旋转,该转速变化被作为高频成分而检测出。因此,在时刻t12,输出与行驶过程中相同的减振控制转矩,能够避免与档位切换相伴的冲击。
注意,在上述实施例1中,采用了在检测出档位变更之后开始计时器的递增计数的结构,但从充分地赋予减振控制转矩从而可靠地抑制较大的振动的观点出发,也可以采用在马达旋转速度的振幅ωvib变得小于规定值之后开始计时器的递增计数的结构。图25是表示其他实施例的减振控制增益k计算部中的增益控制处理的流程图。即使完成了档位变更、选择了P或N档,在马达旋转速度的振幅ωvib为规定值以上的情况下,也认为应该可靠地赋予减振控制转矩。因此,在步骤S41中,在判定为ωvib为规定值以上的情况下进入步骤S6,将计时器计数值设定为0,换言之,不开始递增计数,从而不对减振控制增益进行限制,能够可靠地赋予减振控制转矩。
[实施例1的效果]
以下,列举实施例1中记载的电动车辆的控制装置所起到的效果。
(1)提供一种电动车辆的控制装置,其具备:电动马达1,其产生经由减速机构3a及与该减速机构3a结合的驱动轴4对驱动轮进行制动/驱动的转矩;驾驶员要求转矩计算部111(转矩指令值计算部),其基于驾驶员的油门操作或制动操作计算对电动马达1的旋转转矩指令值;减振控制转矩计算部104,其为了抑制因车辆的共振而产生的振动成分而计算对电动马达1的减振控制转矩指令值;减振控制增益k计算部32a(部),其基于各所述指令值对电动马达1所产生的转矩进行控制;若规定的条件成立,则减振控制增益k计算部32a使电动马达1所产生的转矩减少。因此,能够通过使电动马达1所产生的转矩减少,来避免助长振动。
(2)在上述(1)所记载的电动车辆的控制装置中,若规定的条件成立,则减振控制增益k计算部32a使电动马达1所产生的转矩为零。因此,即使计算出了减振控制转矩,也使转矩零,因此能够避免振动的助长。
(3)在上述(1)所记载的电动车辆的控制装置中,具备判定车辆停止状态的步骤S2(车辆停止状态判定部),所述规定的条件是利用所述车辆停止状态判定部判定为车辆停止状态。在车辆停止状态的情况下,驱动轴4 中容易蓄积扭转,容易由于背隙的影响而助长振动,因此,在该情况下,通过减少马达转矩,能够避免振动的助长。
(4)在上述(1)所记载的电动车辆的控制装置中,具备检测车辆的变速档的变速档检测部,所述规定的条件是利用所述变速档检测部检测出的变速档变成了驻车档或空档时。在该情况下,马达转矩是从输出蠕变转矩等转矩的状态切换到转矩为零的状态的情况,是赋予减振控制转矩的情况。在该情况下,容易由于背隙的影响而助长振动,因此,在该情况下,通过减少马达转矩,能够避免振动的助长。
(5)在上述(1)所记载的电动车辆的控制装置中,若所述规定的条件成立,则减振控制增益k计算部32a在经过规定时间之后使转矩为零。因此,能够在规定时间的期间内利用减振控制转矩实现对振动的抑制,并且能够避免在经过规定时间之后持续助长振动。
(6)在上述(5)所记载的电动车辆的控制装置中,具备检测车辆的变速档的变速档检测部,若在所述规定的条件成立之后,利用所述变速档检测部检测出从空档或驻车档向其他档位进行了切换,则减振控制增益k计算部32a使转矩产生。因此,能够伴随着向D档等的切换而产生减振控制转矩,能够抑制伴随着档位切换的冲击等。
(7)提供一种电动车辆的控制装置,其具备:电动马达1,其产生经由减速机构3a及与该减速机构3a结合的驱动轴4对驱动轮进行制动/驱动的转矩;驾驶员要求转矩计算部111(转矩指令值计算部),其基于驾驶员的油门操作或制动操作计算对电动马达1的旋转转矩指令值;减振控制转矩计算部104(减振控制转矩指令值计算部),其为了抑制因车辆的共振而产生的振动成分而计算对所述马达的减振控制转矩指令值;减振控制增益k计算部32a(马达控制部),其基于各所述指令值控制电动马达1;步骤S4(以下,记载为零转矩判定部),其基于所述旋转转矩指令值判定马达所产生的转矩是否变成了零;减振控制增益k计算部32a(减振控制转矩指令值降低部),若利用步骤S4判定为零转矩状态,则该减振控制增益k计算部32a减小减振控制转矩指令值。因此,在驾驶员要求转矩TDRV*变为0的情况下,减振控制转矩受到抑制,因此能够避免助长振动。
(8)在上述(7)所记载的电动车辆的控制装置中,在车辆为规定的状态时,驾驶员要求转矩计算部111使旋转转矩指令值为零,在车辆为规定的状态时判定为零转矩状态,能够输出与车辆的状态相应的减振控制转矩。
(9)在上述(7)所记载的电动车辆的控制装置中,在判断为车辆已停止时,驾驶员要求转矩计算部111使旋转转矩指令值为零,在判定为车辆已停止时,所述零转矩判定部判定为零转矩状态。在判定为车辆已停止的情况下,认为作为驾驶员的意图来说是不希望转矩,因此判定为零转矩,从而能够输出与车辆的状态相应的减振控制转矩。
(10)在上述(9)所记载的电动车辆的控制装置中,在判定为车辆停止状态之后,所述减振控制转矩指令值降低部在经过规定时间之后使所述减振控制转矩指令值降低。因此,能够在经过规定时间之前赋予减振控制转矩,并能够在规定时间经过之后通过使减振控制转矩降低来抑制持续的振动。
(11)在上述(10)所记载的电动车辆的控制装置中,具备检测车辆的变速档的变速档检测部,在检测出的变速档为驻车档或空档时,减振控制增益k计算部32a使转矩指令值为零,在检测出的变速档为驻车档或空档时,所述零转矩判定部判定为零转矩状态。在P档、N档时,驾驶员没有起步意图,因此通过判定为零转矩状态,能够输出与车辆的状态相应的减振控制转矩。
(12)在上述(7)所记载的电动车辆的控制装置中,具备检测车辆的变速档的变速档检测部,在检测出的变速档为驻车档或空档时,减振控制增益k计算部32a使转矩指令值为零,在检测出的变速档为驻车档或空档时,所述零转矩判定部判定为零转矩状态。在P档、N档时,驾驶员没有起步意图,因此通过判定为零转矩状态,能够输出与车辆的状态相应的减振控制转矩。
(13)在上述(12)所记载的电动车辆的控制装置中,在检测出的变速档被检测为驻车档或空档之后,在经过所需时间之后,减振控制增益k计算部32a使所述减振控制转矩指令值降低。因此,由于在经过规定时间之前的期间内能够赋予减振控制转矩,因此能够实现有效的减振控制,由于在经过规定时间之后减振控制转矩降低,因此能够避免持续的振动。
(14)在上述(13)所记载的电动车辆的控制装置中,若在判断为车辆停止之后,利用所述变速档检测部检测出从空档或驻车档向其他档位进行了切换,则减振控制增益k计算部32a结束减振控制转矩指令值的降低。因此,在其他档位例如像D档那样产生马达转矩时,能够对转矩上升时的高频振动成分赋予减振控制转矩,能够实现稳定的减振控制。
(15)提供一种电动车辆的控制方法,所述电动车辆具备电动马达1,该电动马达1经由减速机构3a及驱动轴4与驱动轮连接,对驱动轮产生制动/驱动转矩,所述电动车辆的控制方法基于旋转转矩指令值和减振控制转矩指令值来控制电动马达1,所述旋转转矩指令值基于驾驶员的油门操作或制动操作,所述减振控制转矩指令值抑制因车辆的共振而产生的振动成分,若所述旋转转矩指令值伴随着车辆停止判断或变速档向空档或驻车档的切换而降低,则使减振控制转矩指令值降低。因此,能够通过旋转转矩指令值的降低来抑制减振控制转矩,因此能够避免助长振动。
(16)在上述(15)所记载的电动车辆的控制方法中,在使所述减振控制转矩指令值降低时降低至零。因此,能够完全避免不必要的振动持续。
(17)在上述(15)所记载的电动车辆的控制方法中,所述减振控制转矩指令值的降低是在判定为车辆停止状态之后、在经过规定时间之后降低。因此,由于在经过规定时间之前的期间内能够赋予减振控制转矩,因此能够实现有效的减振控制,由于在经过规定时间之后减振控制转矩降低,因此能够避免持续的振动。
(18)在上述(15)所记载的电动车辆的控制方法中,关于所述减振控制转矩指令值的降低,若在判定为车辆停止之后,利用所述变速档检测部检测出从空档或驻车档向其他档位进行了切换,则结束减振控制转矩指令值的降低。因此,在其他档位例如像D档那样产生马达转矩时,能够对转矩上升时的高频振动成分赋予减振控制转矩,能够实现稳定的减振控制。
根据本实施方式,通过使马达所产生的转矩减少,能够避免助长振动。
以上仅是对本发明的几个实施方式进行了说明,本领域技术人员应该能够容易地理解,能够在实质上不脱离本发明的新颖的教导和优点的前提下对例示的实施方式进行多种变更或者改进。因此,本发明意图将这种进行了变更或者改进的方式也包含在本发明的技术范围中。
本申请基于2013年9月24日提出申请的日本专利申请第2013-196947号主张优先权。通过参照的方式将包含2013年9月24日提出申请的日本专利申请第2013-196947号的说明书、权利要求书、说明书附图及说明书摘要在内的全部公开内容作为整体援引到本申请中。
通过参照的方式将包含日本专利公开公报第2000-125410号(专利文献1)的说明书、权利要求书、说明书附图及说明书摘要在内的全部公开内容作为整体援引到本申请中。
附图标记说明
1电动马达;2旋转变压器;3差动齿轮;3a减速机构;4驱动轴;5液压单元;5a液压配管;6高电压电池;7转换器;8辅机用电池;9车轮速度传感器;10逆变器;20动力转向控制器;21转向角传感器;22仪表控制器;50制动控制器;51牵引控制部;60电池控制器;100马达控制器;101切换开关;103减振控制信息计算部;104减振控制部;105马达电流控制部;110车辆控制器;110a控制系异常判定部;111驾驶员要求转矩计算部;511驱动轮速度计算部;512车身速度推断部;513目标驱动轮速度基准值计算部514加速滑移控制开始速度计算部;515加速滑移控制结束速度计算部;516加速滑移控制标志计算部;517目标驱动轮速度计算部;518加速滑移控制转矩指令值计算部;519滑移控制转矩指令值计算部;CAN1第一CAN总线;CAN2第二CAN总线;CAN3第一连接总线;CAN4第二连接总线;FAExecOK加速滑移控制实施允许标志;FA加速滑移控制标志;FDExecOK减速滑移控制实施允许标志;FD减速滑移控制标志;FH ESC状态标志;FTQR表示转矩控制状态的标志;W/C轮缸。
Claims (6)
1.一种电动车辆的控制装置,所述电动车辆具备马达,该马达产生经由减速机构及与该减速机构结合的驱动轴对驱动轮进行制动/驱动的转矩,
所述电动车辆的控制装置的特征在于,具有:
转矩指令值计算部,其基于驾驶员的油门操作或制动操作计算对所述马达的旋转转矩指令值;
减振控制转矩计算部,其为了抑制因车辆的共振而产生的振动成分而计算对所述马达的减振控制转矩指令值;
马达控制部,其基于两所述指令值对所述马达所产生的转矩进行控制;
所述马达控制部在产生蠕变转矩的行驶档判定为车辆停止状态,在从所述行驶档换档操作到驻车档或空档且赋予了规定时间的所述减振控制转矩指令值后,无论所述马达的旋转变动如何都降低所述减振控制转矩指令值。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的控制装置,其特征在于,
具备检测车辆的变速档的变速档检测部,
若在判定为车辆停止之后,利用所述变速档检测部检测出从空档或驻车档向其他档位进行了切换,则所述马达控制部使转矩产生。
3.一种电动车辆的控制装置,所述电动车辆具备马达,该马达产生经由减速机构及与该减速机构结合的驱动轴对驱动轮进行制动/驱动的转矩,
所述电动车辆的控制装置的特征在于,具有:
转矩指令值计算部,其基于驾驶员的油门操作或制动操作计算对所述马达的旋转转矩指令值;
减振控制转矩指令值计算部,其为了抑制因车辆的共振而产生的振动成分而计算对所述马达的减振控制转矩指令值;
马达控制部,其基于两所述指令值控制所述马达;
零转矩判定部,在车辆以产生蠕变转矩的行驶档停止后,从所述行驶档向驻车档或空档进行换档操作,该零转矩判定部基于所述旋转转矩指令值判定马达所产生的转矩是否变成了零;
减振控制转矩指令值降低部,在从利用所述零转矩判定部判定为零转矩状态起经过了规定时间后,无论所述马达的旋转变动如何,该减振控制转矩指令值降低部都减小所述减振控制转矩指令值。
4.根据权利要求3所述的电动车辆的控制装置,其特征在于,
具备检测车辆的变速档的变速档检测部,
若在判定为车辆停止之后,利用所述变速档检测部检测出从空档或驻车档向其他档位进行了切换,则所述马达控制部使转矩产生。
5.一种电动车辆的控制方法,所述电动车辆具备马达,该马达经由减速机构及驱动轴与驱动轮连接,对驱动轮产生制动/驱动转矩,
所述电动车辆的控制方法的特征在于,
所述电动车辆的控制方法基于旋转转矩指令值和减振控制转矩指令值来控制所述马达,所述旋转转矩指令值基于驾驶员的油门操作或制动操作,所述减振控制转矩指令值抑制因车辆的共振而产生的振动成分,
在车辆停止后,在从所述旋转转矩指令值伴随着变速档从行驶档向空档或驻车档切换而降低从而使所述马达的蠕变转矩为零起经过了规定时间后,使所述减振控制转矩指令值降低而使减振控制转矩为零。
6.根据权利要求5所述的电动车辆的控制方法,其特征在于,
关于所述减振控制转矩指令值的降低,若在判定为车辆停止之后,检测出从空档或驻车档向其他档位进行了切换,则结束减振控制转矩指令值的降低。
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