CN109955728A - 车辆的控制装置和车辆的控制方法 - Google Patents

车辆的控制装置和车辆的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供新的且经过改良的车辆的控制装置和车辆的控制方法，其能够可靠地抑制因在马达产生超负荷而导致的输出的下降。提供车辆的控制装置(100)，其具备马达控制部(110、120)，马达控制部(110、120)对产生车辆(500)的驱动力的马达(20、22)进行控制，并能够切换第一运转模式和第二运转模式，第一运转模式以比马达(20、22)能够产生的最大额定转矩低的连续额定转矩为上限使马达(20、22)运转，第二运转模式以所述最大额定转矩为上限使马达(20、22)运转，在没有来自驾驶员的对运转模式的指定的情况下，马达控制部(110、120)以第一运转模式使马达(20、22)运转。

Description

车辆的控制装置和车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及车辆的控制装置和车辆的控制方法。
背景技术
以往，在下述专利文献1中，记载了如下技术方案：当超过马达的短时间额定的时间地对马达施加连续额定输出以上的负荷的情况下，使马达的加速度下降而事先降低施加于该马达的负荷，从而能够消除超过马达的短时间额定的时间地对马达施加连续额定输出以上的负荷的情况，能够最大程度地利用马达的输出特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001－119993号公报
发明内容
技术问题
但是，在上述专利文献所记载的技术中，由于是在超过马达的短时间额定的时间地对马达施加连续额定输出以上的负荷的情况下使马达的加速度下降而事先降低施加于该马达的负荷，所以存在马达的短时间额定的时间内的负荷会施加于马达的问题。因此，在上述专利文献记载的技术中，由于在短时间额定的时间内对马达施加负荷，因此存在马达发热、马达的输出急剧下降的可能性。
另外，例如在将车辆使用于运动行驶等情况下，有时驾驶员有意图地想要增加车辆的输出。在上述专利文献记载的技术中，没有考虑这样的驾驶员的需求，无法做到抑制马达的负荷并且在需要的情况下增大输出。
因此，本发明是鉴于上述问题而做出的，本发明的目的在于，提供一种新的且经过改良的车辆的控制装置和车辆的控制方法，其能够可靠地抑制因在马达产生超负荷而导致的输出的下降。
技术方案
为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，提供一种车辆的控制装置，其具备马达控制部，所述马达控制部对产生车辆的驱动力的马达进行控制，并能够对第一运转模式和第二运转模式进行切换，所述第一运转模式以比所述马达能够产生的最大额定转矩低的连续额定转矩为上限使所述马达运转，所述第二运转模式以所述最大额定转矩为上限使所述马达运转，在没有来自驾驶员的对运转模式的指定的情况下，所述马达控制部以所述第一运转模式使所述马达运转。
所述马达控制部也可以在有来自驾驶员的对运转模式的指定的情况下，以所述第二运转模式使所述马达运转。
另外，也可以具备最大输出限制部，所述最大输出限制部根据来自驾驶员的对运转模式的指定，将所述马达输出的转矩限制为所述最大额定转矩与所述连续额定转矩之间的预定的转矩。
另外，来自所述驾驶员的对所述运转模式的指定也可以利用换档拨片来进行。
另外，所述最大额定转矩也可以是在使所述马达以所述最大额定转矩运转的情况下持续时间被限制的转矩。
另外，所述连续额定转矩也可以是在使所述马达以所述连续额定转矩运转的情况下持续时间不被限制的转矩。
为了解决上述课题，根据本发明的另外的观点，提供一种车辆的控制方法，其是车辆的控制装置中的车辆的控制方法，所述车辆的控制装置具备马达控制部，所述马达控制部对产生车辆的驱动力的马达进行控制，并能够对第一运转模式和第二运转模式进行切换，所述第一运转模式以比所述马达能够产生的最大额定转矩低的连续额定转矩为上限使所述马达运转，所述第二运转模式以所述最大额定转矩为上限使所述马达运转，所述车辆的控制方法，在没有来自驾驶员的对运转模式的指定的情况下，以所述第一运转模式使所述马达运转。
技术效果
如以上说明，根据本发明，能够可靠地抑制因在马达产生超负荷而导致的输出的下降。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的车辆的结构的示意图。
图2是详细地表示控制装置及其周围的结构的示意图。
图3是表示本实施方式的马达的输出特性的示意图。
图4是表示本实施方式的马达的控制方法的概要的示意图。
图5是表示本实施方式的控制装置中的处理的过程的流程图。
图6是表示使马达输出阶段性地变化的例子的示意图。
符号的说明
100 控制装置
具体实施方式
以下，参照附图，详细地说明本发明的优选实施方式。应予说明，在本说明书和附图中，对于实质上具有相同的功能结构的构成要素，通过附以相同的符号来省略重复说明。
首先，参照图1，说明本发明的一个实施方式的车辆500的结构。图1是表示本发明的一个实施方式的车辆500的结构的示意图。如图1所示，车辆500具有如下部分而构成：前轮和后轮的四个轮胎(车轮)12、14、16、18，控制装置(控制器)100，外界识别部200，控制前轮的轮胎12、14的旋转的马达20，控制后轮的轮胎16、18的旋转的马达22，进行马达20的控制的逆变器19，进行马达22的控制的逆变器21，将马达20的驱动力传递至轮胎12、14的齿轮箱23和驱动轴24，将马达22的驱动力传递至轮胎16、18的齿轮箱25和驱动轴26，根据前轮的各轮胎12、14的旋转来检测轮速(车辆速度)的轮速传感器40、42，根据后轮的各轮胎16、18的旋转来检测轮速(车辆速度)的轮速传感器28、30，加速器开度传感器32，模式切换开关33，使前轮12、14进行转向的方向盘34，检测方向盘的转向角δ的转向角传感器35，动力转向机构36，换档操作部(换档拨片)38，检测前轮的马达20的温度的温度传感器44，以及检测后轮的马达22的温度的温度传感器46。
应予说明，在图1所示的结构中，具备驱动前轮的一个马达20和驱动后轮的一个马达22，但不限定于该结构，也可以设置四个对各轮分别进行驱动的马达和与各马达相对应的齿轮箱。
在本实施方式中，通过利用控制装置100计算马达20、22的制动、驱动力，并由控制装置100将制动、驱动力指示给马达20、22，从而对马达20、22进行协调控制。
图2是详细地表示控制装置100及其周围的结构的示意图。如图2所示，控制装置100具备进行前后的马达20、22的控制的行驶控制部150。行驶控制部150具有如下部分而构成：驱动力分配部105、第一马达控制部110、第二马达控制部120、开关信息获取部130、以及最大输出限制部140。
在从加速器开度传感器32获取加速器开度之后，控制装置100的驱动力分配部105计算车辆500的总要求驱动力，并将总驱动力分配给前轮的马达20和后轮的马达22。
第一马达控制部110对控制前轮的马达20的逆变器19发送前轮的马达20的要求驱动力的指令值。逆变器19基于前轮的马达20的要求驱动力的指令值来控制前轮的马达20。
第二马达控制部120对控制后轮的马达22的逆变器21发送后轮的马达22的要求驱动力的指令值。逆变器21基于后轮的马达22的要求驱动力的指令值来控制后轮的马达22。
与车辆500的模式切换有关的信息从模式切换开关33输入至开关信息获取部130。
图3是表示本实施方式的马达20、22的输出特性的示意图。在图3中，关于前轮的马达20或后轮的马达22，示出了驱动力(纵轴：转矩)与速度(横轴：转速)的关系。
作为马达20、22的运转模式，有最大额定模式和连续额定模式。在最大额定模式下，能够输出马达所能发挥的最大转矩值(最大额定转矩)，但最大转矩值的持续时间受到限制。在以最大额定模式使用马达时，内部的发热量急剧上升，对于马达的劣化等造成影响，因此，在最大额定模式下，最大转矩值的持续时间(容许时间)是被确定的。另一方面，在连续额定模式下，与最大额定模式相比，转矩值受到限制，以能够长时间连续地输出的转矩值(连续额定转矩)为上限。在图3中，示出了最大额定模式和连续额定模式各自的转矩特性。
在本实施方式中，由于能够分别独立地控制马达20、22，因此，通过最适当地控制前轮的马达20与后轮的马达22的转矩的前后分配，从而能够提高车辆500的稳定性。尤其是，在本实施方式中，利用第一马达控制部110和第二马达控制部120，形成如下控制方式：通常模式下的马达20、22的基本转矩输出性能不以最大额定转矩为上限，而是以连续额定转矩为上限。
这里，如果在通常时使马达20、22的基本转矩输出性能以最大额定转矩为上限，则在例如驾驶员想要享受运动行驶的乐趣的情况下等，在超负荷施加于马达20、22的状况下，有时马达20、22会过热。在该情况下，通过例如基于由温度传感器44、46检测到的马达20、22的温度，切换为基于连续额定模式进行的控制，从而能够抑制马达20、22的发热。但是，如果使用这样的方法进行从最大额定模式到连续额定模式的切换，则会导致马达20、22的输出突然下降，车辆500的加速变迟钝，无法实现驾驶员所设想的驾驶。另外，还有可能出现发生意想不到的车辆行为，无法控制车辆500的行为的状况。
在本实施方式中，通过采用使通常模式下的马达20、22的基本转矩输出性能不以最大额定转矩为上限而是以连续额定转矩为上限的控制方式，从而能够防止马达20、22的突然的输出下降于未然。由此，由于不易发生马达20、22的输出的下降，因此，不会给驾驶员带来不适感，并且能够使车辆行为稳定。
另一方面，例如在驾驶员想要享受运动行驶的乐趣的情况下，当车辆500在不良路况(积雪道路等)上行驶等情况下，有时车辆500会以与通常不同的特殊的运转状态运转。在本实施方式中，在这种情况下，车辆500根据特殊模式进行运转。驾驶员通过操作模式切换开关33，从而能够切换基于通常模式和特殊模式进行的行驶。应予说明，特殊模式包含运动行驶等马达输出比通常高的行驶模式、进行适合于不良路况行驶时的各轮的控制的模式等。在车辆500以特殊模式行驶的情况下，采用基本转矩输出性能以最大额定转矩为上限的控制方式。
具体来说，当驾驶员操作模式切换开关33而使特殊模式变为开启(ON)时，马达20的最大容许转矩被第一马达控制部110提升至最大额定转矩。同样地，马达22的最大容许转矩被第二马达控制部120提升至最大额定转矩。由此，在通常时，马达20、22的最大容许转矩以连续额定转矩为上限而设定，但是在特殊模式开启时，马达20、22的最大容许转矩以最大额定转矩为上限而设定。即，进行如下控制：在通常时使容许上限转矩设定至连续额定转矩为止，仅在特殊模式开启时将容许上限转矩容许至最大额定转矩。
图4是表示本实施方式的马达20、22的控制方法的概要的示意图。首先，在通常模式下，前轮的马达20和后轮的马达22以图4中的点A所示的转矩、转速被驱动。由此，马达20、22以连续额定模式的连续额定转矩为上限被驱动。
然后，若驾驶员操作模式切换开关33而进行从通常模式向特殊模式的切换，则前轮的马达20和后轮的马达22以图4中的点B所示的转矩、转速被驱动。由此，马达20、22以最大额定模式的最大额定转矩为上限被驱动。
下面，基于图5的流程图，说明本实施方式的控制装置100中的处理的过程。图5的处理按每预定的控制周期而进行。首先，在步骤S10，开关信息获取部130基于从模式切换开关33获取的信息，判定运转模式是否为特殊模式。在运转模式是特殊模式的情况下，向步骤S12前进。在步骤S12，将马达20、22的输出上限设定为最大额定转矩。
另一方面，在步骤S10中运转模式不是特殊模式的情况下，即是通常模式的情况下，向步骤S14前进。在步骤S14，将马达20、22的输出上限设定为连续额定转矩。
在步骤S14之后，向步骤S16前进，判断最大输出是否可变，在最大输出可变的情况下，向步骤S18前进。在步骤S18，使马达20、22的输出上限能够阶段性地变化。
图6是表示使马达20、22的输出阶段性地变化的例子的示意图。在图6所示的例子中，在最大额定转矩与连续额定转矩之间，示出了三个转矩特性(控制1～3)。在步骤S18，最大输出限制部140根据驾驶员对换档操作部38的操作，将马达20、22所输出的转矩限制为图6所示的三个控制1～3所示的转矩。第一马达控制部110和第二马达控制部120基于由最大输出限制部140所限制的转矩来控制马达20、22。例如，若在步骤S14中将马达20、22的输出上限设定为连续额定转矩之后，在步骤S18中换档操作部38仅***作一档，则马达20、22以图6所示的控制1的转矩为上限而被进行控制。
另外，若在步骤S14中将马达20、22的输出上限设定为连续额定转矩之后，在步骤S18中换档操作部38***作两档，在马达20、22以图6所示的控制2的转矩为上限而被进行控制。同样地，若在步骤S14中将马达20、22的输出上限设定为连续额定转矩之后，在步骤S18中换档操作部38***作三档，则马达20、22以图6所示的控制3的转矩为上限而被进行控制。
如以上所述，当在步骤S16中判定为最大输出可变的情况下，根据驾驶员对换档操作部38的操作，马达20、22以比连续额定转矩大且比最大额定转矩小的转矩被驱动。通过进行这样的控制，与将马达20、22的输出上限设为最大额定转矩的情况相比，能够争取到直至马达20、22的运转模式因马达20、22的发热等而降为连续额定模式为止的时间。因此，能够争取到直至转矩实际地被抑制至连续额定转矩为止的时间。
在步骤S12、S18之后，暂时结束处理。另外，当在步骤S16中判定为最大输出不可变时也暂时结束处理。
如以上说明，根据本实施方式，在运转模式是通常模式的情况下，以连续额定转矩为上限而进行马达20、22的控制，当运转模式被切换为特殊模式时，以最大额定转矩为上限而进行马达20、22的控制。由此，在通常模式下，不会发生马达20、22的输出突然下降的情况，能够保持车辆500的稳定性。另外，在运转模式是特殊模式的情况下，由于马达20、22以最大额定转矩为上限而被进行控制，因此，在运动行驶、不良路况下的行驶等情况下，能够最大限度地发挥马达20、22的输出。
以上，参照附图详细地说明了本发明的优选实施方式，但本发明不限定于这些例子。很明显，本发明所属的技术领域内的具有通常的知识的技术人员能够在权利要求记载的技术思想的范畴内想到各种变更例或修正例，这些也当然归属于本发明的技术范围。

Claims (7)

1.一种车辆的控制装置，其特征在于，
具备马达控制部，所述马达控制部对产生车辆的驱动力的马达进行控制，并能够对第一运转模式和第二运转模式进行切换，所述第一运转模式以比所述马达能够产生的最大额定转矩低的连续额定转矩为上限使所述马达运转，所述第二运转模式以所述最大额定转矩为上限使所述马达运转，
在没有来自驾驶员的对运转模式的指定的情况下，所述马达控制部以所述第一运转模式使所述马达运转。
2.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
在有来自驾驶员的对运转模式的指定的情况下，所述马达控制部以所述第二运转模式使所述马达运转。
3.根据权利要求1所述的车辆的控制装置，其特征在于，
具备最大输出限制部，所述最大输出限制部根据来自驾驶员的对运转模式的指定，将所述马达输出的转矩限制为所述最大额定转矩与所述连续额定转矩之间的预定的转矩。
4.根据权利要求3所述的车辆的控制装置，其特征在于，
来自所述驾驶员的对所述运转模式的指定利用换档拨片来进行。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述最大额定转矩是在使所述马达以所述最大额定转矩运转的情况下持续时间被限制的转矩。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆的控制装置，其特征在于，
所述连续额定转矩是在使所述马达以所述连续额定转矩运转的情况下持续时间不被限制的转矩。
7.一种车辆的控制方法，其特征在于，是车辆的控制装置中的车辆的控制方法，所述车辆的控制装置具备马达控制部，所述马达控制部对产生车辆的驱动力的马达进行控制，并能够对第一运转模式和第二运转模式进行切换，所述第一运转模式以比所述马达能够产生的最大额定转矩低的连续额定转矩为上限使所述马达运转，所述第二运转模式以所述最大额定转矩为上限使所述马达运转，
所述车辆的控制方法，在没有来自驾驶员的对运转模式的指定的情况下，以所述第一运转模式使所述马达运转。
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