DE102010027896A1

DE102010027896A1 - Steuergerät für ein Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102010027896A1
Application number: DE102010027896A
Authority: DE
Inventors: Minoru Yuki
Original assignee: Fuji Jukogyo KK; Fuji Heavy Industries Ltd
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2009-04-20
Filing date: 2010-04-19
Publication date: 2010-11-18
Also published as: JP5302749B2; US20100268408A1; JP2010247782A; US8886375B2

Abstract

Wenn ein Diagnoseergebnis von einem ABS-Steuersystem abnormal wird, wird eine Bestimmung durchgeführt, ob eine ABS-Steuerung auf der Grundlage eines Schlupf- bzw., Rutschverhältnisses eines Fahrzeugrades ausgeführt werden soll oder nicht, woraufhin eine Drehmomentsteuerung des Motors ausgeführt auf Grundlage eines Betriebszustands eines ABS ausgeführt wird. Mit anderen Worten, wenn eine ABS-Steuerung nicht ausgeführt wird, wird der Motor-Generator in einen regenerativen Zustand gesteuert, und wenn eine ABS-Steuerung ausgeführt wird, wird der Motor-Generator in einen Zustand mit Stromfluss gesteuert. Wenn das Diagnoseergebnis des ABS-Steuersystems hingegen abnormal ist, wird regeneratives Bremsen durch den Motor-Generator sofort verboten, und der Motor-Generator wird in den Zustand mit Stromfluss gesteuert.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2009-101876 , die am 20. April 2009 eingereicht wurde, und die in ihrer Gesamtheit hierin aufgenommen wird.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betriff ein Steuergerät für ein Elektrofahrzeug, das eine Bremssteuerungsvorrichtung zum Stabilisieren eines Verhaltens eines Fahrzeuges bzw. eines Fahrzeugverhaltens durch Steuern einer Reibungsbremse eines Fahrzeugrades einschließt.
Beschreibung des Standes der Technik
In einem Elektrofahrzeug, das einen Elektromotor einschließt, um ein Fahrzeugrad anzutreiben, wird der Elektromotor während einer Fahrzeugbremsung als ein Stromgenerator betrieben, sodass das Fahrzeug unter Verwendung eines regenerativen Drehmoments gebremst wird, das von Elektromotor erzeugt wird. Jedoch wird eine Bremskraft, die durch regeneratives Bremsen das einen Elektromotor verwendet, erhalten wird, durch eine Batteriecharakteristik etc. beeinträchtigt, und daher wird eine Bremskraft einer benötigten Stärke typischerweise mit Beständigkeit durch Verwenden einer Reibungsbremse, wie beispielsweise einer Scheibenbremse, neben der regenerativen Bremse sichergestellt. Weiter, wenn eine regenerative Bremse und eine Reibungsbremse kombiniert verwendet werden, ist es wichtig, die regenerative Bremse und die Reibungsbremse zu koordinieren, (siehe beispielsweise die Veröffentlichung der Japanischen Patentanmeldung (JPA) Nr. 1999-4503 und die Veröffentlichung der Japanischen Patentanmeldung (JPA) Nr. 1998-297462 ).
Im Übrigen ist, wie in JPA Nr. 1998-297462 beschrieben, ein Elektrofahrzeug ebenfalls mit einer Bremssteuerungsvorrichtung, wie einem Antiblockiersystem (ABS), versehen. Die Bremssteuerungsvorrichtung schätzt ein Fahrzeugverhalten auf der Grundlage von Signalen von einem Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensor, einem Beschleunigungssensor, etc. ab und stabilisiert das Fahrzeugverhalten durch Betätigen der Reibungsbremse, zum Steuern der Bremskraft, die an jedem Fahrzeugrad aufgebracht wird. Überdies wird, wenn eine andere Bremssteuervorrichtung wie beispielsweise das ABS tätig ist, gleichzeitig durch eine Motorsteuerungseinheit eine Drehmomentsteuerung an dem Elektromotor ausgeführt. Durch Steuern des Elektromotors in dieser Weise koordiniert mit der Bremssteuerungsvorrichtung, wird das Fahrzeugverhalten weiter stabilisiert.
Wenn jedoch eine Abnormalität in einem Steuersystem auftritt, wie beispielsweise in dem Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensor oder in einem Kommunikationsnetzwerk, kann die Motorsteuerungseinheit, nicht den Betriebszustand der Bremssteuerungsvorrichtung erfahren, und daher können die Bremssteuerungsvorrichtung und der Elektromotor nicht einfach koordiniert werden. Beispielsweise, wenn das koordinierte Steuern der Bremssteuerungsvorrichtung und des Elektromotors schwierig wird, kann ein regeneratives Drehmoment von dem Elektromotor ausgegeben werden, obwohl eine ABS-Steuerung ausgeführt wird. Wenn der Elektromotor in dieser weise gesteuert wird, können die Fahrzeugräder blockieren, was zu einer Instabilität im Fahrzeugverhalten führt, und als Resultat kann sich die Lenkstabilität des Elektrofahrzeugs verschlechtern.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Stabilität eines Elektrofahrzeuges durch geeignetes Steuern eines Elektromotors, auch in Fällen zu verbessern, in denen die koordinierte Steuerung einer Bremssteuervorrichtung und des Elektromotors schwierig ist.
Ein erfindungsgemäßes Steuergerät für ein Elektrofahrzeug ist eine Steuervorrichtung für ein Elektrofahrzeug, das eine Bremssteuervorrichtung zum Stabilisieren des Fahrzeugverhaltens durch Steuern einer Reibungsbremse eines Fahrzeugrades aufweist, und einschließt: einen Elektromotor, der in einen Zustand in dem Strom fließt, in dem das Fahrzeugrad durch ein Drehmoment bei fließendem Strom angetrieben wird, und einen regenerativen Zustand gesteuert wird, in dem das Fahrzeug durch ein regeneratives Drehmoment gebremst wird, ein Schlupf- bzw. Rutsch-Bestimmungsmittel, zum Bestimmen, ob die Bremssteuerungsvorrichtung auf Grundlage einer Schlupf-/Rutschneigung des Fahrzeugrades zu betätigen ist oder nicht, und ein Motorsteuermittel, zum Steuern eines Antriebszustands des Elektromotors auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses des Schlupf-Bestimmungsmittels, wobei das Motorsteuermittel das regenerative Bremsen durch den Elektromotor verhindert, wenn bestimmt wurde, dass das Bestimmungsergebnis von dem Schlupf-Bestimmungsmittel abnormal ist.
In dem erfindungsgemäßen Steuergerät für ein Elektrofahrzeug steuert das Motorsteuermittel den Elektromotor auf ein Drehmoment bei fließendem Strom, das nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, wenn bestimmt wurde, dass das Bestimmungsergebnis des Schlupf-Bestimmungsmittels abnormal ist.
In dem erfindungsgemäßen Steuergerät für ein Elektrofahrzeug wird das Drehmoment bei fließendem Strom des Elektromotors auf Grundlage eines Fahrzustandes verändert.
In dem erfindungsgemäßen Steuergerät für ein Elektrofahrzeug steuert das Motorsteuermittel ein Drehmoment, das auf das Fahrzeugrad wirkt gegen null, durch Steuern des Elektromotors auf das Drehmoment bei fließendem Strom, das nicht größer ist als der vorbestimmte Wert.
In dem erfindungsgemäßen Steuergerät für ein Elektrofahrzeug ist die Bremssteuervorrichtung eine Antiblockier-Steuervorrichtung, um zu verhindern, dass das Fahrzeugrad während des Bremsens blockiert.
Erfindungsgemäß wird regeneratives Bremsen durch den Elektromotor verhindert, wenn bestimmt wurde, dass das Bestimmungsergebnis von dem Schlupf-Bestimmungsmittel abnormal ist, und deshalb kann das Fahrzeugverhalten stabilisiert werden, was zu einer Verbesserung in der Stabilität des Elektrofahrzeuges führt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist eine schematische Darstellung, die die Konfiguration eines Elektrofahrzeuges zeigt,
2 ist ein Blockdiagramm, das die Verbindungszustände verschiedener Elemente in Bezug auf eine Bremssteuereinheit zeigt,
3 ist ein Flussdiagramm das ein Beispiel eines Ablaufs einer Motordrehmomentsteuerung während einer Fahrzeugbremsung zeigt,
4A ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen Motordrehmoment-Steuerungszustand zeigt, wenn ein ABS-Steuersystem normal ist, und 4B ist ein Zeitablaufdiagramm, das den Motordrehmoment-Steuerungszustand zeigt, wenn ein ABS-Steuersystem abnormal ist, und
5 ist eine veranschaulichende Ansicht, die ein Drehmoment-Kennfeld eines Motor-Generators zeigt.
Beschreibung der bevorzugen Ausführungsformen
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert beschrieben. 1 ist eine schematische Darstellung, die die Konfiguration eines Elektrofahrzeugs 10 zeigt. Das Steuergerät für ein Elektrofahrzeug gemäß eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in dem Elektrofahrzeug 10 angewendet. Wie in 1 gezeigt, ist das Elektrofahrzeug 10 mit einem Motor-Generator (Elektromotor) 11 versehen, um ein Fahrzeugrad anzutreiben. Eine Antriebswelle 13 ist über ein Zahnradgetriebe 12 an den Motor-Generator 11 gekoppelt, und die Fahrzeugräder 14 und 16 sind an die Antriebswelle 13 gekoppelt. Wenn der Motor-Generator 11 in einen Zustand gesteuert wird, in dem Strom fließt, kann der Motor-Generator 11 als ein Motor dienen, der ein Drehmoment bei fließendem Strom abgibt, und als eine Folge können die Fahrzeugräder 14 und 15 angetrieben werden. Wenn der Motor-Generator 11 in einen regenerativen Zustand gesteuert wird, kann andererseits der Motor-Generator 11 als Stromgenerator dienen, der ein regeneratives Drehmoment abgibt, und als eine Folge, können die Fahrzeugräder 14 und 15 gebremst werden. Das Elektrofahrzeug 10 ist ebenfalls mit einer Hochspannungsbatterieeinheit 18 versehen, die als eine Stromversorgung für den Motor-Generator 11 dient. Beispielsweise wird ein 400-V-Lithium-Ionen-Akkumulator als Hochspannungsbatterieeinheit 18 verwendet.
Ein Inverter 20 ist mit dem Motor-Generator 11 verbunden, und die Hochspannungsbatterieeinheit 18 ist über Strom führende Kabel 21 und 22 mit dem Inverter 20 verbunden. Wenn der Motor-Generator 11 als Motor betrieben wird, wird ein Gleichstrom von der Hochspannungsbatterieeinheit 18 durch den Inverter 20 in einen Wechselstrom gewandelt, und mit diesem Wechselstrom wird der Motor-Generator 11 versorgt. Wenn der Motor-Generator 11 als Stromgenerator betrieben wird, wird andererseits ein Wechselstrom von dem Motor-Generator 11 durch den Inverter 20 in einen Gleichstrom gewandelt, und mit diesem wird die Hochspannungsbatterieeinheit 18 versorgt.
Weiter kann durch Steuern eines Stromwertes und einer Frequenz des Wechselstroms durch die Verwendung des Inverters 20, ein Drehmoment und eine Drehgeschwindigkeit des Motor-Generators 11 gesteuert werden. Es ist zu beachten, dass die Strom führenden Kabel 21 und 22, die mit der Hochspannungsbatterieeinheit 18 verbunden sind, mit einem Hauptrelais 23 versehen sind.
Weiter wird in dem Elektrofahrzeug 10 eine Reibungsbremse 24 bereitgestellt, um die jeweiligen Fahrzeugräder 14 bis 17 zu bremsen. Die Reibungsbremse 24 schließt einen Hauptzylinder 26, der gemäß einem Drücken eines Bremspedals 25 durch einen Fahrer, einen Öldruck gemäß erzeugt, und Bremssättel 27, die die jeweiligen Fahrzeugräder 14 bis 17 unter Verwendung des Öldrucks von dem Hauptzylinder 26 bremsen. Weiter ist eine Hydraulikeinheit 28 zum Steuern (erhöhen, aufrechterhalten und verringern) des Öldrucks, mit dem die jeweiligen Bremssättel 27 versorgt werden, zwischen dem Hauptzylinder 26 und den Bremssätteln 27 bereitgestellt. Die Hydraulikeinheit 28 umfasst eine Plungerpumpe, ein Magnetventil, einen Speicherbehälter etc., die nicht in der Zeichnung gezeigt sind. Weiter ist ein Unterdruckbremskraftverstärker 29 an dem Hauptzylinder 26 angebracht, und eine elektrische Vakuumpumpe 30 ist mit dem Unterdruckbremskraftverstärker 29 verbunden.
Es ist zu beachten, dass die, in der Zeichnung gezeigte, Reibungsbremse eine Scheibenbremse ist, die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist, und stattdessen eine Trommelbremse als die Reibungsbremse 24 bereitgestellt werden kann.
Das Elektrofahrzeug 10 ist weiter mit einer Elektrofahrzeug-Steuereinheit (EVCU) 40 versehen, die die Gesamtsteuerung des Elektrofahrzeugs 10 durchführt. Ein Sensor 42 eines Gaspedals bzw. Fahrfußhebels, zum Erfassen eines Betätigungsgrades eines Gaspedals bzw. Fahrfußhebels 41, einen Bremspedalsensor 43, zum Erfassen eines Betätigungsgrades Bremspedals 25, ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 44, zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs, einen Bereichsschalter 46, zum Erfassen einer Betriebsstellung eines Wählhebels 45 etc., sind mit der EVCU 40 verbunden. Auf der Grundlage verschiedener Signale, des Betätigungsgrades des Gaspedals 41, des Betätigungsgrades des Bremspedals 25, der Geschwindigkeit des Fahrzeuges, der Bereichsposition etc., setzt die EVCU 40 ein Zieldrehmoment und eine Zieldrehgeschwindigkeit des Motor-Generators 11 fest, und auf der Grundlage dieser Zielwerte gibt die EVCU 40 ein Steuersignal an den Inverter 20 aus. Mit anderen Worten, die EVCU 40 dient als Motorsteuerungsmittel.
Beispielsweise legt die EVCU 40 das Drehmoment bei fließendem Strom des Motor-Generators 11 mit Bezug auf ein Kennfeld des Drehmoments bei fließendem Strom, auf Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Betätigungsgrad des Gaspedals 41 fest. Weiter legt die EVCU 40 das regenerative Drehmoment des Motor-Generators 11 mit Bezug auf ein Kennfeld des regenerativen Drehmoments, auf Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und dem Betätigungsgrad des Bremspedals 25 fest. Die EVCU 40 bestimmt das Zieldrehmoment durch Zusammenaddieren des Drehmoments bei fließendem Strom und des regenerativen Drehmoments und gibt auf Grundlage des Zieldrehmoments ein Steuersignal an den Invertern 20 aus. Es ist zu beachten, dass wenn das Gaspedal 41 und das Bremspedal 25 beide gedrückt werden, das Drehmoment bei fließendem Strom des Motor-Generators 11 begrenzt werden kann, durch das Festlegen eines Begrenzungsfaktors, der gemäß des Betätigungsgrades des Bremspedals 25 festgelegt werden kann, und durch Multiplizieren des Begrenzungsfaktors mit dem Drehmoment bei fließendem Strom.
Das Elektrofahrzeug 10 ist weiter mit einer Bremssteuereinheit (ABSCU) 50 versehen, um den Betriebszustand der Reibungsbremse 24 zu steuern. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Verbindungszustände verschiedener Elemente in Bezug auf die ABSCU 50 zeigt. Wie in 1 und 2 gezeigt, sind Fahrzeugradgeschwindigkeitssensoren 51 bis 54, zum Erfassen einer Drehgeschwindigkeit der jeweiligen Fahrzeugräder 14 bis 17 (Fahrzeugradgeschwindigkeiten), einen Beschleunigungssensor für Vorwärts-Rückwärts-Beschleunigungen 55, zum Erfassen einer Beschleunigung in Vorwärts-Rückwärtsrichtung des Fahrzeuges, einen Beschleunigungssensor für seitliche Beschleunigungen 56, zum Erfassen einer Beschleunigung in seitlicher Richtung des Fahrzeuges, einen Lenkradwinkelsensor 57, zum Erfassen eines Lenkausschlags und einer Lenkrichtung einer Lenkvorrichtung, Öldrucksensoren 58 bis 61, zum Erfassen eins Öldrucks einer Bremsleitung, etc. mit der Bremssteuervorrichtung 50 verbunden. Basierend auf den Erfassungssignalen von den verschiedenen Sensoren 51 bis 61 schätzt die Bremssteuereinheit 50 ein Fahrzeugverhalten ab und berechnet eine an den jeweiligen Fahrzeugrädern 14 bis 17 anzuwendende Bremskraft, um das Fahrzeugverhalten zu stabilisieren. Die Bremssteuereinheit 50 stellt dann die den Öldruck ein, mit dem die jeweiligen Bremssattel 27 versorgt werden (im Folgenden als Bremsöldruck bezeichnet) in dem die Hydraulikeinheit 28 so gesteuert wird, dass die, in Bezug auf jedes Fahrzeugrad 14 bis 17 berechnete Bremskraft erreicht wird.
Beispielsweise schätzt die Bremssteuereinheit 50, während einer Fahrzeugbremsung bei der das Bremspedal 25 gedrückt wird, eine Geschwindigkeit der Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugkörpers, auf Grundlage von Signalen von verschiedenen Sensoren ab, und berechnet ein Schlupf-/Rutschverhältnis der Fahrzeugräder 14 bis 17 auf Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers und den Geschwindigkeiten der Fahrzeugräder. Wenn das Schlupfverhältnis der Fahrzeugräder 14 bis 17 einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet oder, mit anderen Worten, wenn die Fahrzeugräder 14 bis 17 eine Blockierneigung zeigen, steuert die Bremssteuereinheit 50 die Hydraulikeinheit 28 an, um den Bremsöldruck zu steuern, um dadurch die Bremskräfte der jeweiligen Fahrzeugräder 14 bis 17 so zu steuern, dass das Fahrzeugverhalten stabilisiert wird. Folglich bilden die Reibungsbremse 24 und die Bremssteuereinheit 50 zusammen eine Antiblockier-Steuervorrichtung (Bremssteuerungsvorrichtung), um zu verhindern, dass die Fahrzeugräder 14 bis 17 während einer Bremsung des Fahrzeugs blockieren oder, mit anderen Worten, ein Antiblockier-Bremssystem (im Folgenden als ABS bezeichnet). Weiter wird, wenn der Bremsöldruck verringert wird, um die Fahrzeugräder 14 wieder in einen drehenden Zustand zu versetzen, ein Steuersignal von der EVCU 40 an den Inverter 20, gemäß dem Betriebszustand des ABS ausgegeben, wodurch der Motor-Generator 11 in einen Zustand gesteuert wird in dem Strom fließt, und in dem ein vorbestimmtes Drehmoment bei fließendem Strom abgegeben wird.
Weiter berechnet die Bremssteuereinheit 50 ein gewünschtes Zielverhalten des Fahrers auf der Grundlage von Erfassungssignalen von dem Lenkwinkelsensor 57, dem Gaspedalsensor 42, dem Bremspedalsensor 43, etc. und berechnet ein tatsächliches Fahrzeugverhalten auf der Basis von Signalen von dem Beschleunigungssensor für Vorwärts-Rückwärts-Beschleunigungen 55, dem Beschleunigungssensor für seitliche Beschleunigungen 56, den Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensoren 51 bis 54, etc. Die Bremssteuereinheit 50 bestimmt dann einen Grad des Unter- oder Übersteuerns, auf der Grundlage des Zielverhaltens und des tatsächlichen Verhaltens, und wenn die Bremssteuereinheit 50 bestimmt, dass die Fahrzeugräder aufgrund eines instabilen Fahrzeugverhaltens Schlupf haben, bzw. rutschen, steuert die Bremssteuereinheit 50 die Hydraulikeinheit 28 an, um den Bremsöldruck zu steuern, und dadurch die Bremskraft, die an den Fahrzeugrädern 14 bis 17 aufgebracht wird, so einzustellen, dass das Fahrzeugverhalten stabilisiert wird. Dadurch, dass die Bremssteuervorrichtung mit der Reibungsbremse 24 und der Bremssteuereinheit 50 auf diese Weise konfiguriert wird, wird eine sogenannte Fahrdynamikregelung (im Folgenden als VDC bezeichnet) durch die Bremssteuerungsvorrichtung ausgeführt.
Es ist zu beachten, dass wenn die Bremskraft der Fahrzeugräder 14 bis 17 durch die Steuerung des VDC eingestellt wird, dass das von dem Motor-Generator 11 ausgeübte Motordrehmoment ebenfalls gleichzeitig gesteuert wird, um das Fahrzeugverhalten zu stabilisieren.
Wie in 2 gezeigt, ist die Bremssteuereinheit 50 weiter mit einer Selbstdiagnoseeinheit 50a versehen, um das Vorliegen einer Abnormalität in dem ABS-Steuersystem zu bestimmen. Wenn beispielsweise die Ausgabespannungen der Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensoren 51 bis 54 von einem vorgeschriebenen Bereich abweichen, zeigt dies an, dass die Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensoren 51 bis 54 nicht normal arbeiten, und daher bestimmt die Selbstdiagnoseeinheit 50a, dass eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem aufgetreten ist. Weiter, wird währen einer ABS-Steuerung die Reibungsbremse 24 und der Motor-Generator 11 koordiniert gesteuert, daher bestimmt die Selbstdiagnoseeinheit 50a ebenfalls, dass eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem aufgetreten ist, wenn eine Abnormalität in der Kommunikation zwischen der EVCU 40 und der Bremssteuereinheit 50 gefunden wurde. Es ist zu beachten, dass der Diagnosegegenstand der Selbstdiagnoseeinheit nicht auf eine Abnormalität in der Kommunikation zwischen den Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensoren 51 bis 54 und den Einheiten 40 und 50 beschränkt ist, und in einem Fall, in dem beispielsweise der Beschleunigungssensor für Vorwärts-Rückwärts-Beschleunigungen 55, der Beschleunigungssensor für seitliche Beschleunigungen 56, der Lenkwinkelsensor 57, etc. für die ABS-Steuerung verwendet werden, kann die Selbstdiagnoseeinheit 50a das Vorliegen einer Abnormalität bestimmen, die das ABS-Steuersystem gemäß Ausgabesignalen von diesen Sensoren 55 bis 57 betrifft.
Wie in 1 gezeigt, ist das Elektrofahrzeug 10 mit einer Batteriesteuereinheit (BCU) 70 versehen, um das Laden und Entladen der Hochspannungsbatterieeinheit 18 zu steuern. Weiter ist eine Niederspannungsbatterieeinheit 72 über einen Gleichspannungswandler 71 mit der Hochspannungsbatterieeinheit 18 verbunden. Ein 12-V-Bleiakkumulator wird beispielsweise als Niederspannungsbatterieeinheit 72 verwendet. Die Niederspannungsbatterieeinheit 72 dient als eine Stromversorgung für den Inverter 20, den Wandler 71 und die jeweiligen Steuereinheiten 40, 50 und 70, und dient ebenfalls als Stromversorgung für eine Klimaanlage, Scheinwerfer, etc. die nicht in der Zeichnung gezeigt sind. Weiter ist ein Kommunikationsnetzwerk 73 in dem Elektrofahrzeug 10 eingerichtet, und die EVCU 40, die Bremssteuervorrichtung 50, der Inverter 20, die Batteriesteuereinheit 70 der Wandler 71, etc. sind über das Kommunikationsnetzwerk 73 miteinander verbunden.
Als Nächstes wird eine Drehmomentsteuerung eines Motors, die während einer Fahrzeugbremsung ausgeführt wird, beschrieben, bei der das Bremspedal 25 gedrückt wird. 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines Drehmomentsteuerungsverfahrens eines Motors zeigt, das während einer Fahrzeugbremsung ausgeführt wird. Wie in 3 gezeigt, wird in Schritt S10 bestimmt, ob das Bremspedal gedrückt wird oder nicht. Wenn das Bremspedal gedrückt wird, schreitet der Ablauf zu Schritt S11 weiter, in dem bestimmt wird, ob eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem aufgetreten ist oder nicht, oder genauer ob eine Abnormalität in den Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensoren 51 bis 54, dem Kommunikationsnetzwerk 73, etc. aufgetreten ist, oder nicht. Wenn in Schritt S11 bestimmt wurde, dass das ABS-Steuersystem normal ist, schreitet der Ablauf zu Schritt S12 weiter, in dem bestimmt wird, ob eine Bremsbedingung, die eine ABS-Steuerung erfordert, festgestellt wurde oder nicht. In Schritt S12 schätzt die Bremssteuereinheit (das Schlupfbestimmungsmittel) 50 die Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers auf Grundlage der Signale von den verschiedenen Sensoren ab, und berechnet das Rutsch- bzw. Schlupfverhältnis (Rutschneigung) der Fahrzeugräder 14 bis 17, auf der Grundlage der Geschwindigkeit des Fahrzeugkörpers und der Geschwindigkeiten der Fahrzeugräder. Wenn das Schlupfverhältnis der Fahrzeugräder 14 bis 17 einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet, mit anderen Worten, wenn die Fahrzeugräder 14 bis 17 eine Blockeierneigung zeigen, entscheidet die Bremssteuervorrichtung 50 eine ABS-Steuerung auszuführen, um das Fahrzeugverhalten durch Steuern der an den Fahrzeugrädern 14 bis 17 aufgebrachten Bremskraft zu stabilisieren. Nachdem die Bremssteuerungseinheit 50 entschieden hat, eine ABS-Steuerung auszuführen, gibt sie ein ABS-Steuersignal (Bestimmungsergebnis) an die EVCU 40 aus, das anzeigt, dass das ABS betriebsbereit ist. Es ist zu beachten, dass das Schlupfverhältnis als Index verwendet wird, um die Schlupf- bzw. Rutschneigung der Fahrzeugräder 14 bis 17 anzugeben, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und stattdessen kann beispielsweise die Bestimmung, ob eine ABS-Steuerung ausgeführt werden soll, durch Bestimmen der Schlupfneigung der Fahrzeugräder 14 bis 17, auf Grundlage eines Rotationsunterschieds zwischen den jeweiligen Fahrzeugrädern 14 bis 17 durchgeführt werden.
Wie vorstehend beschrieben, schreitet, wenn in Schritt S12 bestimmt wurde, dass das Schlupfverhältnis der Fahrzeugräder 14 bis 17 den vorbestimmten Schwellwert überschreitet, und daher entschieden wurde eine ABS-Steuerung auszuführen, der Ablauf zu Schritt S13 weiter, in dem das regenerative Drehmoment des Motor-Generators 11 auf null gesetzt wird. Der Ablauf schreitet dann zu Schritt S14 weiter, in dem das Drehmoment bei Stromfluss des Motor-Generators 11 auf Grundlage des Betriebszustandes des ABS festgelegt wird. In Schritt S15 wird das Zieldrehmoment durch Zusammenaddieren des regenerativen Drehmoments und des Drehmoments bei Stromfluss festgelegt, und in dem nachfolgenden Schritt S16, wird die Drehmomentsteuerung des Motors bei dem Motor-Generator 11 auf Grundlage des Zieldrehmoments ausgeführt. Folglich, wenn das ABS-System normal funktioniert und eine ABS-Steuerung während einer Fahrzeugbremsung ausgeführt wird, wird das Drehmoment bei Stromfluss von dem Motor-Generator 11 gemäß dem Betriebszustand des ABS abgegeben. Demzufolge wird der Bremsöldruck durch die ABS-Steuerung verringert, und die Fahrzeugräder 14 bis 17 können zuverlässig in einen Rotationszustand zurückzuführen, und dadurch kann das Fahrzeugverhalten stabilisiert werden.
Wenn in Schritt S12 bestimmt wurde, dass das Schlupfverhältnis der Fahrzeugräder 14 bis 17 kleiner ist, als der vorbestimmte Schwellwert, und daher entschieden wurde, keine ABS-Steuerung auszuführen, schreitet, der Ablauf zu Schritt S17 weiter, in dem das regenerative Drehmoment des Motor-Generators 11 auf Grundlage des Fahrzeugbremszustandes festgelegt wird.
Der Ablauf schreitet weiter zu einem Schritt S18, in dem das Drehmoment bei Stromfluss des Motor-Generators 11 auf null gesetzt wird. Als Nächstes wird, wie vorstehend beschrieben, das Zieldrehmoment durch Zusammenaddieren des regenerativen Drehmoments mit dem Drehmoment bei Stromfluss in Schritt S15 festgelegt, und in dem folgenden Schritt S16 wird die Motorsteuerung des Motor-Generators 11 auf Grundlage des Zieldrehmoments ausgeführt. Daher wird, wenn das ABS-Steuersystem normal funktioniert und eine ABS-Steuerung während einer Fahrzeugbremsung nicht ausgeführt wird, ein regeneratives Drehmoment von dem Motor-Generator 11 gemäß dem Bremszustand ausgeübt. Dadurch wird ein regeneratives Bremsen durch den Motor-Generator 11 ausgeführt, sodass kinetische Energie von dem Elektrofahrzeug 10 in elektrische Energie umgewandelt und gesammelt wird.
Inzwischen wurde in Schritt S11 bestimmt, dass eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem aufgetreten ist, mit anderen Worten, wenn bestimmt wurde, dass ein ABS-Betriebssignal an das EVCU 40 abnormal ist, schreitet der Ablauf weiter zu einem Schritt S19, in dem regeneratives Bremsen durch den Motor-Generator 11 verboten ist. Der Ablauf schreitet weiter zu einem Schritt S18, in dem das Drehmoment bei Stromfluss des Motor-Generators 11 auf einen vorbestimmten Wert T1 festgelegt wird. Es ist zu beachten, dass das Drehmoment bei Stromfluss T1, das in Schritt D20 festgelegt ist, ein minimales Drehmoment ist, das benötigt wird, um die Fahrzeugräder 14 und 15 wieder in einen Rotationszustand zu versetzen. Dann wird, wie vorstehend beschrieben, das Zieldrehmoment durch Zusammenaddieren des regenerativen Drehmoments und des Drehmoments bei Stromfluss in Schritt D15 festgelegt, und in dem folgenden Schritt S16, wir die Motorsteuerung des Motor-Generators 11 auf Grundlage des Zieldrehmoments ausgeführt.
Folglich wird, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, wenn der Betriebszustand des ABS nicht durch die EV-Steuereinheit 40 erfasst werden kann, oder wenn vermutet wird, dass das ABS nicht normal arbeitet, wird, ungeachtet der Betriebsbedingungen des ABS, ein regeneratives Bremsen durch den Motor-Generator 11 verboten. Dadurch, dass regeneratives Bremsen durch den Motor-Generator 11 auf diese Weise im Voraus verboten wird, kann verhindert werden, dass die Fahrzeugräder blockieren, wodurch das Fahrzeugverhalten sogar dann stabilisiert wird, wenn ABS plötzlich betätigt wird, bevor die EVCU 40 das ABS-Betriebssignal empfangen hat, und folglich kann die Stabilität des Elektrofahrzeugs 10 verbessert werden. Darüber hinaus wird der Motor-Generator 11 durch Strom angetrieben und setzt das Drehmoment bei Stromfluss T1 ein, und daher können die Fahrzeugräder aus einem blockierten Zustand aktiv wieder in einen Rotationszustand überführt werden, was eine weitere Verbesserung der Stabilität des Elektrofahrzeugs 10 ermöglicht.
4A ist ein Zeitdiagramm, das einen Motordrehmoment-Steuerzustand zeigt, wenn das ABS-Steuersystem normal ist, und 4B ist ein Zeitdiagramm, das den Motordrehmoment-Steuerzustand zeigt, wenn das ABS-Steuersystem abnormal ist. Weiter ist 5 eine veranschaulichende Ansicht, die eine Drehmomentkennfeld (Drehmoment bei Stromfluss, regeneratives Drehmoment) des Motor-Generators 11 zeigt. Es ist zu beachten, dass auf das, in 5 gezeigte, Drehmomentkennfeld Bezug genommen wird, wenn der Wahlhebel 45 zu einem Fahrbereich betätigt wurde.
Wie in 4A gezeigt, wird, wenn ein Diagnoseergebnis des ABS-Steuersystems normal ist, die Bestimmung, ob eine ABS-Steuerung ausgeführt werden soll oder nicht, auf der Grundlage des Schlupfverhältnisses der Fahrzeugräder durchgeführt, und die Drehmomentsteuerung des Motors wird auf Grundlage des Betriebszustands des ABS ausgeführt. Genauer wird, wenn das Schlupfverhältnis kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist, sodass die ABS-Steuerung nicht ausgeführt wird, der Motor-Generator 11 in einen regenerativen Zustand gesteuert, in dem ein regeneratives Drehmoment ausgegeben wird, und wenn das Schlupfverhältnis den vorbestimmten Schwellwert überschreitet ist, sodass die ABS-Steuerung ausgeführt wird, wird der Motor-Generator 11 in einen Zustand mit Stromfluss gesteuert, in dem ein Drehmoment bei Stromfluss ausgegeben wird.
Wie in 4B gezeigt wird andererseits, wenn das Diagnoseergebnis des ABS-Steuersystems eine Abnormalität angibt, ein regeneratives Bremsen durch den Motor-Generator 11 sofort verboten, und der Motor-Generator 11 wird einem Antrieb durch Strom unterworfen, sodass das Drehmoment bei Stromfluss T1 ausgegeben wird. Genauer wird, wie in 5 gezeigt, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, das Festlegen von regenerativen Drehmomentwerten Ta und Tb in dem Motor-Generator 11 verboten, und das Drehmoment bei Stromfluss des Motor-Generators 11 wird als T1 festgelegt. Folglich wird, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem gefunden wird, der Motor-Generator 11 gesteuert, um zu verhindern, dass die Fahrzeugräder 14 und 15 blockieren, und daher kann das Fahrzeugverhalten des Elektrofahrzeugs 10 stabilisiert werden, was zu einer Verbesserung der Stabilität führt. Es ist zu beachten, dass das in 5 gezeigte regenerative Drehmoment Tb, ein Drehmoment ist, das festgelegt wird, um zu verhindern, dass sich das Fahrzeug auf einem steilen Gefälle rückwärts bewegt.
Wie vorstehend beschrieben, wird, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, das Drehmoment bei Stromfluss T1 von dem Motor-Generator 11 abgegeben. Dieses Drehmoment bei Stromfluss ist jedoch nicht auf einen festen Wert beschränkt, und kann gemäß der Geschwindigkeit des Fahrzeugs und eines Widerstandes der Straßenoberfläche, die als Fahrzustände bzw. Fahrbedingungen dienen, erhöht oder vermindert werden. Wie in 5 gezeigt kann, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, ein oberer Grenzwert des Drehmoments bei Stromfluss von Tm1 auf Tm2 (vorbestimmte Werte) verringert werden, woraufhin das Drehmoment bei Stromfluss innerhalb eines Bereichs von null bis Tm2 gemäß den Fahrzuständen erhöht und verringert werden. Weiter kann, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, der verringerte obere Grenzwert Tm2 des Drehmoments bei Stromfluss gemäß Fahrzuständen wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Widerstand der Straßenoberfläche gesteuert werden. Daher kann das Drehmoment bei Stromfluss des Motor-Generators 11 geeignet gemäß der Fahrzustände gesteuert werden, und als ein Ergebnis kann das Fahrzeugverhalten geeigneter gesteuert werden.
Weiter wird die Größe des Drehmoments bei Stromfluss, das festgelegt wird, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, vorzugsweise so festgelegt, dass das Drehmoment, das auf die Fahrzeugräder 14 und 15 wirkt, gleich null ist. Mit anderen Worten wird die Steuerung so ausgeführt, dass verhindert wird, dass die Fahrzeugräder 14 und 15 in Abhängigkeit von dem Drehmoment bei Stromfluss beschleunigen oder abgebremst werden, das von dem Motor-Generator 11 abgegeben wird. Damit wird das Fahrzeugverhalten nicht durch den Motor-Generator 11 destabilisiert, und als ein Ergebnis kann eine Verbesserung in der Lenkstabilität erreicht werden. Darüber hinaus kann, durch das Verringern des Drehmoments bei Stromfluss, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, der Stromdurchsatz des Elektrofahrzeuges 10 verringert werden, und daher können Fahrzustände, die einen ABS-Betrieb erfordern im Voraus vermieden werden, und der Fahrer kann über der Abnormalität in dem ABS-Steuersystem informiert werden.
Darüber hinaus wird in der vorstehenden Beschreibung regeneratives Bremsen durch den Motor-Generator 11 verboten, wenn eine Abnormalität in dem ABS-Steuersystem auftritt, sodass der Motor-Generator 11 einem Antrieb durch Strom unterworfen wird, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und regeneratives Bremsen in dem Motor-Generator 11 kann auch so verboten werden, dass der Motor-Generator 11 gleichfalls in einem Zustand, in dem Strom fließt, gesteuert wird, wenn eine Abnormalität in dem VDC-Steuersystem, oder mit anderen Worten die Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensoren 51 bis 54, der Beschleunigungssensor für Vorwärts-Rückwärts-Beschleunigungen 55, der Beschleunigungssensor für seitliche Beschleunigungen 56, der Lenkwinkelsensor 57, das Kommunikationsnetzwerk 73, etc. gefunden wurde. Durch Steuern des Motor-Generators 11, zum Verhindern, dass die Fahrzeugräder 14 bis 15 rutschen, wenn eine Abnormalität in dem VDC-Steuersystem gefunden wurde, kann das Fahrzeugverhalten des Elektrofahrzeugs 10 ebenfalls stabilisiert werden, was eine Verbesserung der Stabilität ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, und kann innerhalb des Schutzumfangs verschiedenen Veränderungen unterworfen werden, die nicht von dem Wesen der vorliegenden Erfindung abweichen. Beispielsweise wird die vorliegende Erfindung in den Zeichnungen an einem Elektrofahrzeug 10 verwendet, das nur den Motor-Generator 11 als Strom- bzw. Kraftquelle aufweist, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und kann auch in einem Hybrid-Elektrofahrzeug mit einem Motor-Generator 11 und einem Motor bzw. einer Maschine als Kraftquelle angewendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2009-101876 [0001]
- JP 1999-4503 A [0003]
- JP 1998-297462 A [0003, 0004]

Claims

Steuergerät für ein Elektrofahrzeug, das eine Bremssteuervorrichtung zum Stabilisieren eines Fahrzeugverhaltens durch Steuern einer Reibungsbremse eines Fahrzeugrades einschließt, umfassend: – einen Elektromotor, der in einen Zustand gesteuert wird, in dem Strom fließt, in dem das Fahrzeugrad durch ein Drehmoment bei Stromfluss angetrieben wird, und einen regenerativen Zustand gesteuert wird, in dem die Fahrzeugräder durch ein regeneratives Drehmoment gebremst werden, – ein Schlupf-Bestimmungsmittel zum Bestimmen, ob die Bremssteuerungsvorrichtung auf Grundlage einer Schlupfneigung des Fahrzeugrades zu betätigen ist oder nicht, und – ein Motorsteuermittel zum Steuern eines Antriebszustands des Elektromotors auf Grundlage eines Bestimmungsergebnisses von dem Schlupf-Bestimmungsmittel, wobei das Motorsteuermittel das regenerative Bremsen durch den Elektromotor verhindert, wenn bestimmt wurde, dass das Bestimmungsergebnis von dem Schlupf-Bestimmungsmittel abnormal ist.
Steuergerät für ein Elektrofahrzeug gemäß Anspruch 1, wobei das Motorsteuermittel den Elektromotor auf ein Drehmoment bei Stromfluss steuert, das nicht größer als ein vorbestimmter Wert ist, wenn bestimmt wurde, dass das Bestimmungsergebnis von dem Schlupf-Bestimmungsmittel abnormal ist.
Steuergerät für ein Elektrofahrzeug gemäß Anspruch 2, wobei das Drehmoment bei Stromfluss des Elektromotors auf Grundlage eines Fahrzustandes gesteuert wird.
Steuergerät für ein Elektrofahrzeug gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei das Motorsteuermittel ein Drehmoment, das auf das Fahrzeugrad wirkt, gegen null steuert, indem der Elektromotor auf das Drehmoment bei Stromfluss gesteuert wird, das nicht größer als der vorbestimmte Wert ist.
Steuergerät für ein Elektrofahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bremssteuerungsvorrichtung eine Antiblockier-Bremssteuerungsvorrichtung ist, um zu verhindern, dass das Fahrzeugrad während einer Fahrzeugbremsung blockiert.
Steuergerät für ein Elektrofahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend einen Fahrzeugradsensor, wobei das Motorsteuerungsmittel bestimmt, dass das Bestimmungsergebnis von dem Schlumpf-Bestimmungsmittel abnormal ist, wenn sich eine Ausgabespannung des Fahrzeugrad-Geschwindigkeitssensors außerhalb eines vorbestimmten Bereichs befindet.
Steuergerät für ein Elektrofahrzeug gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend eine Bremssteuereinheit, die Schlumpf-Bestimmungsmittel und eine EV-Steuereinheit umfasst, die das Motorsteuerungsmittel einschließt und mit der Bremssteuerungseinheit in Kommunikation steht, wobei das Motorsteuerungsmittel bestimmt, dass das Bestimmungsergebnis von dem Schlumpf-Bestimmungsmittel abnormal ist, wenn eine Abnormalität in der Kommunikation zwischen der Bremssteuereinheit und der EV-Steuereinheit erfasst wurde.