CN107206983A - 车辆的控制装置以及车辆的控制方法 - Google Patents

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Abstract

产生摩擦制动力而使车辆减速的车辆的控制装置，对与车辆的行驶速度成正比的速度参数进行检测，对加速器操作量进行检测，对作用于车辆的外部干扰扭矩进行推定，如果加速器操作量小于或等于规定值且车辆即将停车，则使摩擦制动量随着速度参数的降低向基于外部干扰扭矩而确定的值收敛。

Description

车辆的控制装置以及车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置以及车辆的控制方法。
背景技术
当前，已知一种电动汽车用再生制动控制装置，其设置有能够任意地设定电动机的再生制动力的设定单元，利用由设定单元设定的再生制动力而进行电动机的再生(参照JP8-79907A)。
发明内容
然而，在由设定单元设定的再生制动力较大的情况下，在利用设定的再生制动力使电动汽车减速而使得速度变为0时，产生如下问题，即，在车体的前后方向上会产生振动。
本发明的目的在于提供如下技术，即，在使车辆停止时抑制在车体的前后方向上产生振动。
本发明的一个方式的车辆的控制装置是产生摩擦制动力而使车辆减速的装置，具有：速度参数检测单元，其对与车辆的行驶速度成正比的速度参数进行检测；加速器操作量检测单元，其对加速器操作量进行检测；外部干扰扭矩推定单元，其对作用于车辆的外部干扰扭矩进行推定；以及摩擦制动量调整单元，其能够电性地对摩擦制动量进行调整。车辆的控制装置还具有控制单元，如果加速器操作量小于或等于规定值且车辆即将停车，则该控制单元使摩擦制动量随着速度参数的降低向基于外部干扰扭矩而确定的值收敛。
关于本发明的实施方式，下面与附图一起进行详细说明。
附图说明
图1是表示具有一个实施方式的车辆的控制装置的电动汽车的主要结构的框图。
图2是表示由电机控制器所执行的电机电流控制的处理流程的流程图。
图3是表示加速器开度-扭矩表的一个例子的图。
图4是对车辆的驱动力传递***进行模型化后的图。
图5是用于实现停止控制处理的框图。
图6是用于对基于电机旋转速度ωm而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω的方法进行说明的图。
图7是用于对基于电机旋转速度ωm、电机扭矩指令值Tm*以及摩擦制动量指令值Tb*而计算外部干扰扭矩推定值Td的方法进行说明的框图。
图8A是表示在上坡路上由一个实施方式的车辆的控制装置执行了停止控制处理的情况下的控制结果的图。
图8B是表示在平坦路上由一个实施方式的车辆的控制装置执行了停止控制处理的情况下的控制结果的图。
图8C是表示在下坡路上由一个实施方式的车辆的控制装置执行了停止控制处理的情况下的控制结果的图。
具体实施方式
下面，对将本发明所涉及的车辆的控制装置应用于电动汽车的例子进行说明。
图1是表示具有一个实施方式的车辆的控制装置的电动汽车的主要结构的框图。特别是本实施方式的车辆的控制装置能够应用于如下车辆，即，仅通过对加速器踏板的操作而能够对车辆的加减速、停止进行控制的车辆。在该车辆中，驾驶员在加速时踏入加速器踏板，在减速时、停止时减小踏入的加速器踏板的踏入量，或者使得加速器踏板的踏入量变为零。此外，在上坡路上，有时还为了防止车辆后退而踏入加速器踏板、且接近停止状态。如果通过驾驶员对加速器踏板的操作而使得车辆接近停止状态，则后述的制动器控制器使摩擦制动器进行动作而使得车辆减速或停止。即，对于本实施方式的车辆的控制装置而言，能够与驾驶员对制动器踏板的操作无关地，电性地对摩擦制动器的制动量进行调整。
电机控制器2输入有车速V、加速器开度AP、电机(三相交流电机)4的转子相位α、电机4的电流iu、iv、iw等表示车辆状态的信号作为数字信号，基于输入的信号而生成用于控制电机4的PWM信号。另外，电机控制器2根据所生成的PWM信号而生成逆变器3的驱动信号。电机控制器2进一步通过后述方法而生成摩擦制动量指令值。
逆变器3例如针对各相而分别具有2个开关元件(例如IGBT、MOS-FET等功率半导体元件)，根据驱动信号对开关元件进行接通/断开，由此将从电池1供给的直流电流变换为交流，使所需的电流在电机4流动。
电机4利用从逆变器3供给的交流电流而产生驱动力，经由减速器5以及驱动轴8而将驱动力传递至左右的驱动轮9a、9b。另外，在车辆行驶时，电机4在与驱动轮9a、9b联动地旋转时产生再生驱动力，由此将车辆的动能作为电能而回收。在该情况下，逆变器3将在电机4的再生运转时产生的交流电流转换为直流电流并供给至电池1。
电流传感器7对在电机4流动的3相交流电流iu、iv、iw进行检测。其中，3相交流电流iu、iv、iw的和为0，因此可以对任意2相的电流进行检测，通过运算而求出剩余1相的电流。
旋转传感器6例如为解析器(resolver)、编码器，对电机4的转子相位α进行检测。
液压传感器10对制动器液压进行检测。
制动器控制器11产生与由电机控制器2生成的摩擦制动量指令值相应的制动器液压。制动器控制器11进行反馈控制，以使得由液压传感器10检测出的制动器液压追随根据摩擦制动量指令值而确定的值。
摩擦制动器12设置于左右的驱动轮9a、9b，与制动器液压相应地，将制动器踏板按压于制动器转子而对车辆产生制动力。
图2是表示由电机控制器2执行的电机电流控制的处理流程的流程图。
在步骤S201中，输入表示车辆状态的信号。这里，输入车速V(km/h)、加速器开度AP(％)、电机4的转子相位α(rad)、电机4的旋转速度Nm(rpm)、在电机4中流动的三相交流电流iu、iv、iw、电池1与逆变器3之间的直流电压值Vdc(V)、制动器液压。
车速V(km/h)由未图示的车速传感器、其他控制器通过通信而获取。或者，对转子机械角速度ωm乘以轮胎转动半径R、并除以终极齿轮的齿轮比而求出车速v(m/s)，通过乘以3600/1000进行单位变换而求出车速V(km/h)。
加速器开度AP(％)从未图示的加速器开度传感器获取、或者从未图示的车辆控制器等其他控制器通过通信而获取。
电机4的转子相位α(rad)从旋转传感器6获取。由电机4的极对数p除转子角速度ω(电角度)而求出作为电机4的机械角速度的电机旋转速度ωm(rad/s)，对求出的电机旋转速度ωm乘以60/(2π)而求出电机4的旋转速度Nm(rpm)。通过对转子相位α进行微分而求出转子角速度ω。
在电机4中流动的电流iu、iv、iw(A)从电流传感器7获取。
根据从在电池1与逆变器3之间的直流电源线设置的电压传感器(未图示)、或者电池控制器(未图示)发送的电源电压值而求出直流电压值Vdc(V)。
利用液压传感器10对制动器液压进行检测。
在步骤S202中，对第1扭矩目标值Tm1*进行设定。具体而言，基于步骤S201中输入的加速器开度AP以及电机旋转速度ωm，并通过参照图3所示的加速器开度-扭矩表而设定第1扭矩目标值Tm1*。其中，加速器开度-扭矩表并不限定于图3所示的表。
在步骤S203中，执行将电动车辆控制为停止的停止控制处理。具体而言，对电动车辆的即将停车进行判断，在即将停车以前，将步骤S202中计算出的第1扭矩目标值Tm1*设定为第3扭矩目标值Tm3*，在即将停车以后，将随着电机旋转速度的降低而向后述的外部干扰扭矩推定值Td收敛的第2扭矩目标值Tm2*设定为第3扭矩目标值Tm3*。而且，基于第3扭矩目标值Tm3*对电机扭矩指令值Tm*和摩擦制动量指令值Tb*进行计算。制动器控制器11通过产生与摩擦制动量指令值Tb*相应的制动器液压而使摩擦制动器12进行动作，由此使车辆减速或停止。后文中对停止控制处理的详情进行叙述。
在步骤S204中，基于步骤S203中计算出的电机扭矩指令值Tm*、电机旋转速度ωm以及直流电压值Vdc而求出d轴电流目标值id*、q轴电流目标值iq*。例如，预先准备对电机扭矩指令值、电机旋转速度、以及直流电压值、与d轴电流目标值以及q轴电流目标值的关系进行规定的表，通过参照该表而求出d轴电流目标值id*、q轴电流目标值iq*。
在步骤S205中，进行使得d轴电流id以及q轴电流iq分别与步骤S204中求出的d轴电流目标值id*以及q轴电流目标值iq*一致的电流控制。因此，首先，基于步骤S201中输入的三相交流电流值iu、iv、iw、以及电机4的转子相位α而求出d轴电流id以及q轴电流iq。接着，根据d轴、q轴电流指令值id*、iq*与d轴、q轴电流id、iq的偏差而对d轴、q轴电压指令值vd、vq进行计算。此外，对于计算出的d轴、q轴电压指令值vd、vq，可以加上为了抵消d-q正交坐标轴之间的干扰电压所需的非干扰电压。
然后，根据d轴、q轴电压指令值vd、vq、和电机4的转子相位α而求出三相交流电压指令值vu、vv、vw。而且，根据求出的三相交流电压指令值vu、vv、vw和直流电压值Vdc而求出PWM信号tu(％)、tv(％)、tw(％)。利用这样求出的PWM信号tu、tv、tw对逆变器3的开关元件进行开闭，由此能够以由电机扭矩指令值Tm*指示的所需的扭矩对电机4进行驱动。
这里，在对步骤S203中执行的停止控制处理进行说明之前，对在本实施方式的车辆的控制装置中，电机扭矩Tm至电机旋转速度ωm的传递特性Gp(s)、以及摩擦制动量Tb至电机旋转速度ωm的传递特性Gb(s)进行说明。
图4是对车辆的驱动力传递***进行模型化后的图，该图中的各参数如下所示。
Jm：电动机的惯量
Jw：驱动轮的惯量
M：车辆的重量
Kd：驱动***的扭转刚性
Kt：与轮胎和路面之间的摩擦相关的系数
N：总齿轮比
r：轮胎的载荷半径
ωm：电动机的角速度
Tm：扭矩目标值Tm*
Td：驱动轮的扭矩
F：施加于车辆的力
V：车辆的速度
ωw：驱动轮的角速度
Tb：摩擦制动量(电机轴换算扭矩)
而且，根据图4能够导出下面的运动方程式。其中，在式(1)～(3)中的符号的右上方标注的星号(*)表示时间微分。另外，在ωw＞0的情况下设为Tb＞0，在ωw＜0的情况下设为Tb＜0，在ωw＝0的情况下设为Tb＝0。
[式1]
Jm·ωm *＝Tm-Td/N …(1)
[式2]
2Jw·ωw *＝Td-rF-N·Tb …(2)
[式3]
M·V*＝F …(3)
[式4]
Td＝Kd·∫(ωm/N-ωw)dt …(4)
[式5]
F＝Kt·(rωw-V) …(5)
如果基于由式(1)～(5)所示的运动方程式求解电机4的扭矩目标值Tm至电机旋转速度ωm的传递特性Gp(s)、以及摩擦制动量Tb至电机旋转速度ωm的传递特性Gb(s)，则分别由下式(6)、(7)表示。
[式6]
[式7]
其中，式(6)、(7)中的各参数由下式(8)表示。
[式8]
如果调查式(6)所示的传递函数的极值和零点，则能够向下式(9)的传递函数进行近似，1个极值和1个零点表示极其接近的值。这相当于表示下式(9)中的α和β是极其接近的值。
[式9]
因此，通过进行式(9)中的极值零点的抵消(近似为α＝β)，如下式(10)所示，Gp(s)构成(2阶)/(3阶)的传递特性。
[式10]
下面，对在图2的流程图的步骤S203中执行的停止控制处理的详情进行说明。
图5是用于实现停止控制处理的框图。利用电机旋转速度F/B扭矩设定器501、外部干扰扭矩推定器502、加法器503、扭矩比较器504以及指令值计算器505而执行停止控制处理。
电机旋转速度F/B扭矩设定器501基于检测出的电机旋转速度ωm而对电机旋转速度反馈扭矩(下面，称为电机旋转速度F/B扭矩)Tω进行计算。
图6是用于对基于电机旋转速度ωm而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω的方法进行说明的图。电机旋转速度F/B扭矩设定器501具有乘法器601，通过对电机旋转速度ωm乘以增益Kvref而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω。其中，Kvref是电动车辆即将停止时使电动车辆停止所需的负(minus)值，例如根据实验数据等而适当地设定。电机旋转速度ωm越大，将电机旋转速度F/B扭矩Tω设定为能够获得越大的制动力的扭矩。
此外，对如下情况进行了说明，即，电机旋转速度F/B扭矩设定器501通过对电机旋转速度ωm乘以增益Kvref而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω，但也可以利用规定了相对于电机旋转速度ωm的再生扭矩的再生扭矩表、预先存储有电机旋转速度ωm的衰减率的衰减率表等而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω。
图5的外部干扰扭矩推定器502基于检测出的电机旋转速度ωm、电机扭矩指令值Tm*以及摩擦制动量指令值Tb*而计算外部干扰扭矩推定值Td。利用后述的指令值计算器505而对电机扭矩指令值Tm*以及摩擦制动量指令值Tb*进行计算。
图7是用于对基于电机旋转速度ωm、电机扭矩指令值Tm*以及摩擦制动量指令值Tb*而计算外部干扰扭矩推定值Td的方法进行说明的框图。外部干扰扭矩推定器502具有控制模块701、控制模块702、控制模块703、控制模块704、减法器705以及减法器706。
控制模块701承担作为具有H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器的功能，通过输入电机旋转速度ωm进行滤波处理而计算第1电机扭矩推定值。H(s)是具有分母阶数与分子阶数的差值大于或等于模型Gp(s)(参照式(10))的分母阶数与分子阶数的差值这样的传递特性的低通滤波器。
控制模块702承担作为具有H(s)这样的传递特性的低通滤波器的功能，通过输入电机扭矩指令值Tm*进行滤波处理而计算第2电机扭矩推定值。
控制模块703承担作为具有式(7)所示的Gb(s)这样的传递特性的滤波器的功能，通过输入摩擦制动量指令值Tb*进行滤波处理而计算摩擦制动旋转速度推定值。此外，可以代替摩擦制动量指令值Tb*而使用基于由液压传感器10检测出的制动器液压计算出的摩擦制动量。
控制模块704与控制模块701同样地承担作为具有H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器的功能，通过输入摩擦制动旋转速度推定值进行滤波处理而计算摩擦制动量推定值。
减法器705通过从第2电机扭矩推定值减去摩擦制动量推定值而计算第3电机扭矩推定值。
减法器706通过从第3电机扭矩推定值减去第1电机扭矩推定值而计算外部干扰扭矩推定值Td。该外部干扰扭矩推定值Td是除了摩擦制动量以外的值。
此外，在本实施方式中，如图7所示，利用外部干扰观测器对外部干扰扭矩进行推定，但也可以使用车辆前后G传感器等测量器进行推定。
这里，作为外部干扰，能想到空气阻力、因乘员数量或装载量引起的车辆质量的变动而造成的模型化误差、轮胎的滚动阻力、路面的坡度阻力等，即将停车时起到支配性作用的外部干扰要因是坡度阻力。外部干扰要因根据驾驶条件而不同，外部干扰扭矩推定器502基于电机扭矩指令值Tm*、电机旋转速度ωm、车辆模型Gp(s)以及摩擦制动量指令值Tb*而计算外部干扰扭矩推定值Td，因此能够统一推定出上述的外部干扰要因。由此，无论在任何驾驶条件下，均能够实现减速之后的顺畅的停车。
返回至图5继续进行说明。加法器503通过将由电机旋转速度F/B扭矩设定器501计算出的电机旋转速度F/B扭矩Tω、和由外部干扰扭矩推定器502计算出的外部干扰扭矩推定值Td相加而计算第2扭矩目标值Tm2*。如果电机旋转速度ωm降低而接近0，则电机旋转速度F/B扭矩Tω也接近0，因此第2扭矩目标值Tm2*与电机旋转速度ωm的降低相应地向外部干扰扭矩推定值Td收敛。
扭矩比较器504对第1扭矩目标值Tm1*和第2扭矩目标值Tm2*的大小进行比较，将值较大的扭矩目标值设定为第3扭矩目标值Tm3*。在车辆的行驶中，第2扭矩目标值Tm2*小于第1扭矩目标值Tm1*，如果车辆减速而变为即将停车(车速小于或等于规定车速)，则变得大于第1扭矩目标值Tm1*。因此，如果第1扭矩目标值Tm1*大于第2扭矩目标值Tm2*，则扭矩比较器504判断为处于即将停车以前，将第3扭矩目标值Tm3*设定为第1扭矩目标值Tm1*。另外，如果第2扭矩目标值Tm2*大于第1扭矩目标值Tm1*，则扭矩比较器504判断为车辆即将停车而将第3扭矩目标值Tm3*从第1扭矩目标值Tm1*切换为第2扭矩目标值Tm2*。
指令值计算部505基于从扭矩比较器504输出的第3扭矩目标值Tm3*而计算电机扭矩指令值Tm*和摩擦制动量指令值Tb*。这里，在电机4进行再生运转的状况下，在Tm*＝0、ωw＞0的情况下设为Tb*＝|Tm3*|，在ωw＝0的情况下设为Tb*＝0，在ωw＜0的情况下设为Tb*＝﹣|Tm3*|。另外，在电机4进行动力运行运转的状况下，设为Tm*＝Tm3*、Tb*＝0。电机4进行动力运行运转的状况，是指车辆利用电机4的驱动力而行驶的情况、在上坡路上使车辆停止的情况。
图8A～图8C是表示利用一个实施方式的车辆的控制装置执行了停止控制处理的情况下的控制结果的图。图8A～图8C分别为在上坡路上、平坦路上、下坡路上停车的情况下的控制结果，在各图中，从上按顺序表示电机旋转速度、电机扭矩、摩擦制动量指令值、车辆前后加速度。
首先，参照图8A对在上坡路上停车的情况下的控制结果进行说明。时刻t2之前为第1扭矩目标值Tm1*大于第2扭矩目标值Tm2*的即将停车以前。
在即将停车以前的时刻t1，将图2的步骤S202中计算出的第1扭矩目标值Tm1*设定为第3扭矩目标值Tm3*，与基于第1扭矩目标值Tm1*(＝第3扭矩目标值Tm3*)而确定的摩擦制动量指令值Tb*相应地减速。
在时刻t2，第2扭矩目标值Tm2*大于第1扭矩目标值Tm1*而判断为即将停车，从而第3扭矩目标值Tm3*从第1扭矩目标值Tm1*切换为第2扭矩目标值Tm2*。由此，摩擦制动量指令值Tb*也从基于第1扭矩目标值Tm1*而确定的值切换为基于第2扭矩目标值Tm2*而确定的值。在时刻t2以后，第2扭矩目标值Tm2*(＝第3扭矩目标值Tm3*)与电机旋转速度ωm的降低相应地，向外部干扰扭矩推定值Td收敛。
向外部干扰扭矩推定值Td收敛的第3扭矩目标值Tm3*在时刻t2至t3的期间从负值切换为正值。在第3扭矩目标值Tm3*从负值切换为正值的时间点，摩擦制动量指令值Tb*变为0，开始进行基于电机4的动力运行运转的减速度调整。此后，从第3扭矩目标值Tm3*为负值起直至切换为正值为止均为0的电机扭矩指令值Tm*以后与第3扭矩目标值Tm3*一致，向外部干扰扭矩推定值Td收敛。
在时刻t5，电机扭矩指令值Tm*(＝Tm3*＝Tm2*)向外部干扰扭矩推定值Td收敛，电机旋转速度ωm逐渐向0收敛。由此，实现了不存在前后方向上的加速度振动的顺畅的停车。由于电机扭矩指令值Tm*与外部干扰扭矩推定值Td一致，在时刻t5以后，即使在上坡路上停车状态也得到保持。
此外，在上述说明中，对如下情况进行了说明，即，在第3扭矩目标值Tm3*从负值切换为正值的时间点，摩擦制动量指令值Tb*变为0，开始基于电机4的动力运行运转的减速度调整，但也可以不使电机4开始进行动力运行运转，而是利用摩擦制动器12使车辆停止、且维持停止状态。另外，即使在如下情况下，即，在第3扭矩目标值Tm3*从负值切换为正值的时间点，摩擦制动量指令值Tb*变为0、且开始进行基于电机4的动力运行运转的减速度调整，如果车速大致变为0，则也可以使摩擦制动器12进行动作而维持停止状态。在使摩擦制动器12进行动作而维持停止状态的情况下，在车速大致为0的状态下，将摩擦制动量指令值Tb*设定为基于外部干扰扭矩推定值Td而确定的值。
下面，参照图8B对在平坦路上停车的情况下的控制结果进行说明。将平坦路上的外部干扰扭矩推定值Td设为0。
在即将停车以前的时刻t1，将图2的步骤S202中计算出的第1扭矩目标值Tm1*设定为第3扭矩目标值Tm3*，与基于第1扭矩目标值Tm1*(＝第3扭矩目标值Tm3*)而确定的摩擦制动量指令值Tb*相应地减速。
在时刻t2，第2扭矩目标值Tm2*大于第1扭矩目标值Tm1*而判断为即将停车，从而第3扭矩目标值Tm3*从第1扭矩目标值Tm1*切换为第2扭矩目标值Tm2*。由此，摩擦制动量指令值Tb*也从基于第1扭矩目标值Tm1*而确定的值切换为基于第2扭矩目标值Tm2*而确定的值。
从时刻t2至t5，第2扭矩目标值Tm2*与电机旋转速度ωm的降低相应地逐渐向0(外部干扰扭矩推定值Td)收敛。由此，第3扭矩目标值Tm3*也逐渐向0收敛，因此摩擦制动量指令值Tb*也逐渐向0(外部干扰扭矩推定值Td)收敛，电机旋转速度ωm也逐渐向0收敛。由此，实现了不存在前后方向上的加速度振动的顺畅的停车。在时刻t5以后，停车状态得到保持。
最后，参照图8C对在下坡路上停车的情况下的控制结果进行说明。在即将停车以前的时刻t1，将图2的步骤S202中计算出的第1扭矩目标值Tm1*设定为第3扭矩目标值Tm3*，与基于第1扭矩目标值Tm1*(＝第3扭矩目标值Tm3*)而确定的摩擦制动量指令值Tb*相应地减速。
在时刻t2，第2扭矩目标值Tm2*大于第1扭矩目标值Tm1*而判断为即将停车，从而第3扭矩目标值Tm3*从第1扭矩目标值Tm1*切换为第2扭矩目标值Tm2*。由此，摩擦制动量指令值Tb*也从基于第1扭矩目标值Tm1*而确定的值切换为基于第2扭矩目标值Tm2*而确定的值。在时刻t2以后，第2扭矩目标值Tm2*(＝第3扭矩目标值Tm3*)与电机旋转速度ωm的降低相应地向外部干扰扭矩推定值Td收敛。
在时刻t5，摩擦制动量指令值Tb*向基于外部干扰扭矩推定值Td而确定的值收敛，电机旋转速度ωm逐渐向0收敛。由此，实现了不存在前后方向上的加速度振动的顺畅的停车。由于摩擦制动量指令值Tb*向基于外部干扰扭矩推定值Td而确定的值收敛，在时刻t5以后，即使在下坡路上，也由摩擦制动器12对停车状态进行保持。
如上，根据一个实施方式的车辆的控制装置，是产生摩擦制动力而使得车辆减速的装置，对作用于车辆的外部干扰扭矩进行推定，如果加速器操作量小于或等于规定值、且车辆即将停车，则使摩擦制动量随着与车辆的行驶速度成正比的电机旋转速度(速度参数)的降低，向基于外部干扰扭矩推定值Td而确定的值收敛。由此，无论是平坦路、上坡路、下坡路，都能够在即将停车时实现不存在前后方向上的加速度振动的顺畅的减速、且能够保持停车状态。根据来自电机控制器2以及制动器控制器11的指令使摩擦制动器12进行动作而实现车辆的减速或停止，因此驾驶员无需进行加速器踏板和制动器踏板的切换踏入操作，能够减轻驾驶员的负担。
此外，加速器操作量小于或等于规定值，是指例如小于或等于15km/h的速度等、以足够低的速度行驶时的加速器操作量。此外，举例的车速当然是一个例子。
当前，进行了能够仅通过加速器踏板的操作而对车辆的加减速、停止进行控制的车辆的研究。在该车辆中，如果减小驾驶员踏入的加速器踏板的踏入量、或者将加速器踏板的踏入量设为零，则能够利用电机的再生制动力使车辆停止。然而，在这种车辆中，例如在电池处于充满电的状态的情况等下，在电池的SOC较高的状态下限制了电机的再生量，因此在这种情况下，无法利用电机的再生制动力使车辆减速、停止。然而，根据本实施方式的车辆的控制装置，能够根据来自控制器的指令使摩擦制动器12进行动作而使得车辆减速、停止，因此在电池1处于高SOC状态的情况下，也能够使车辆顺畅地减速·停止。
另外，根据一个实施方式的车辆的控制装置，对电机旋转速度ωm乘以规定的增益Kvref而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω，基于计算出的电机旋转速度F/B扭矩Tω以及外部干扰扭矩推定值Td而确定摩擦制动量。通过对电机旋转速度ωm乘以规定的增益Kvref而计算出的电机旋转速度F/B扭矩Tω，相对于从电机扭矩至电机旋转速度的动态特性作为粘性(减振)要素起作用，因此电机旋转速度ωm在即将停车时逐渐顺畅地向零收敛。由此，能够实现对前后加速度不存在冲击的顺畅的停车。
在一个实施方式的车辆的控制装置中，基于电机旋转速度相对于向车辆的扭矩输入的传递特性的模型Gp(s)以及摩擦制动量而对外部干扰扭矩进行推定。基于模型Gp(s)而对外部干扰扭矩进行推定，由此能够高精度地对外部干扰扭矩进行推定，另外，考虑摩擦制动量而对外部干扰扭矩进行推定，因此能够对除了作用于车辆的摩擦制动量以外的外部干扰扭矩进行推定。
作为外部干扰扭矩推定器502推定外部干扰扭矩时所使用的摩擦制动量，能够使用基于由液压传感器10检测出的制动器液压而计算出的摩擦制动量。在该情况下，能够考虑作用于车辆的实际的摩擦制动量而高精度地对除了摩擦制动量以外的外部干扰扭矩进行推定。
作为外部干扰扭矩推定器502推定外部干扰扭矩时所使用的摩擦制动量，与利用液压传感器10等传感器对摩擦制动量进行检测的情况相比，在使用摩擦制动量指令值的情况下，不会受到传感器的检测延迟时间的影响。由此，能够高精度地对除了摩擦制动量以外的外部干扰扭矩进行推定。
根据一个实施方式的车辆的控制装置，外部干扰扭矩推定器502基于电机旋转速度相对于向车辆的扭矩输入的传递特性的模型Gp(s)、电机旋转速度相对于向车辆的摩擦制动量输入的传递特性的模型Gb(s)以及摩擦制动量而对外部干扰扭矩推定值Td进行计算。通过考虑从摩擦制动量指令值至制动器液压的响应、从制动器液压起经由制动器踏板而直至制动力作用于车轮为止的响应，能够减小车辆模型与实际车辆的响应之间的差异。
另外，根据一个实施方式的车辆的控制装置，基于车辆信息对第1扭矩目标值Tm1*进行计算，并且对随着电机旋转速度ωm的降低向外部干扰扭矩推定值收敛的第2扭矩目标值Tm2*进行计算，对第1扭矩目标值和第2扭矩目标值的大小进行比较而判定车辆是否即将停车。而且，如果判定为车辆并未即将停车，则基于第1扭矩目标值Tm1*而确定摩擦制动量，如果判定为车辆即将停车，则基于第2扭矩目标值Tm2*而确定摩擦制动量。由此，在车辆即将停车时，在将摩擦制动量从基于第1扭矩目标值Tm1*的值切换为基于第2扭矩目标值Tm2*的值时，能够进行切换而不会产生阶梯差。另外，基于第1扭矩目标值Tm1*和第2扭矩目标值Tm2*中的较大的值而确定摩擦制动量，因此无论任何坡度都不会产生扭矩阶梯差，能够实现顺畅的减速。
并且，如果加速器操作量在上坡路上小于或等于规定值、且车辆即将停车，则随着电机旋转速度ωm的降低使电机扭矩指令值Tm*向外部干扰扭矩推定值Td收敛，因此即使在上坡路上也能够实现减速之后的顺畅的停车，并且能够保持停车状态。
本发明并不限定于上述的一个实施方式。例如，在上述实施方式中，对将车辆的控制装置应用于电动汽车的例子进行了说明。然而，本发明的车辆的控制装置能够应用于能电性地对摩擦制动量进行调整的车辆，因此并不限定于应用目标是以电机为驱动源的电动车辆。
另外，在上述说明中，对如下情况进行了说明，即，如果加速器操作量小于或等于规定值、且车辆即将停车，则使摩擦制动量随着电机旋转速度ωm的降低向外部干扰扭矩推定值Td收敛。然而，车轮速度或车体速度、驱动轴的旋转速度等速度参数与电动机4的旋转速度成正比关系，因此可以使摩擦制动量随着与电机4的旋转速度成正比的速度参数的降低向外部干扰扭矩推定值Td收敛。

Claims (10)

1.一种车辆的控制装置，其产生摩擦制动力而使车辆减速，其中，
所述车辆的控制装置具有：
速度参数检测单元，其对与车辆的行驶速度成正比的速度参数进行检测；
加速器操作量检测单元，其对所述加速器操作量进行检测；
外部干扰扭矩推定单元，其对作用于车辆的外部干扰扭矩进行推定；
摩擦制动量调整单元，其能够电性地对摩擦制动量进行调整；以及
控制单元，如果所述加速器操作量小于或等于规定值且车辆即将停车，则该控制单元使所述摩擦制动量随着所述速度参数的降低，向基于所述外部干扰扭矩而确定的值收敛。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，
还具有速度反馈扭矩计算单元，该速度反馈扭矩计算单元通过对所述速度参数乘以规定的增益而计算速度反馈扭矩，
所述控制单元基于所述速度反馈扭矩以及所述外部干扰扭矩而确定所述摩擦制动量。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的车辆的控制装置，其中，
所述外部干扰扭矩推定单元基于所述速度参数相对于向车辆的扭矩输入的传递特性的模型、以及摩擦制动量而对所述外部干扰扭矩进行推定。
4.根据权利要求3所述的车辆的控制装置，其中，
还具有检测单元，该检测单元对与所述摩擦制动量相关联的摩擦制动量关联值进行检测，
在所述外部干扰扭矩推定单元对所述外部干扰扭矩进行推定时所使用的摩擦制动量，是基于由所述检测单元检测出的摩擦制动量关联值而计算的。
5.根据权利要求3所述的车辆的控制装置，其中，
在所述外部干扰扭矩推定单元对所述外部干扰扭矩进行推定时所使用的摩擦制动量是摩擦制动量指令值。
6.根据权利要求3至权利要求5中任一项所述的车辆的控制装置，其中，
所述外部干扰扭矩推定单元基于所述速度参数相对于向车辆的扭矩输入的传递特性的模型、所述速度参数相对于向车辆的摩擦制动量输入的传递特性的模型、以及摩擦制动量，对所述外部干扰扭矩进行推定。
7.根据权利要求1至权利要求6中任一项所述的车辆的控制装置，其中，
还具有：
第1扭矩目标值计算单元，其基于车辆信息而对第1扭矩目标值进行计算；
第2扭矩目标值计算单元，其对随着所述速度参数的降低向所述外部干扰扭矩收敛的第2扭矩目标值进行计算；以及
即将停车判定单元，其通过对所述第1扭矩目标值和所述第2扭矩目标值的大小进行比较而判定车辆是否即将停车，
如果判定为车辆并未即将停车，则所述控制单元基于所述第1扭矩目标值而确定所述摩擦制动量，如果判定为车辆即将停车，则所述控制单元基于所述第2扭矩目标值而确定所述摩擦制动量。
8.根据权利要求1至权利要求7中任一项所述的车辆的控制装置，其中，
所述速度参数是原动机的旋转速度。
9.根据权利要求8所述的车辆的控制装置，其中，
还具有原动机扭矩调整单元，如果所述加速器操作量在上坡路上小于或等于规定值且车辆即将停车，则该原动机扭矩调整单元使所述原动机的扭矩随着所述原动机的旋转速度的降低向所述外部干扰扭矩收敛。
10.一种车辆的控制方法，其产生摩擦制动力而使车辆减速，其中，
所述车辆的控制方法包含如下步骤：
对与车辆的行驶速度成正比的速度参数进行检测；
对所述加速器操作量进行检测；
对作用于车辆的外部干扰扭矩进行推定；以及
如果所述加速器操作量小于或等于规定值且车辆即将停车，则使所述摩擦制动量随着所述速度参数的降低向所述外部干扰扭矩收敛。
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