车辆的控制装置以及控制方法与流程

文档序号:18599586发布日期:2019-09-03 22:29阅读:289来源:国知局
车辆的控制装置以及控制方法与流程

本发明涉及对电机的制动驱动力以及摩擦制动力进行控制以使得车辆停止的车辆的控制装置以及控制方法。



背景技术:

当前,在车辆的加减速度控制系统中,已知如下技术,即,在加速器操作量小于规定值时根据加速器操作量而对减速度进行控制,在加速器操作量大于或等于规定值时根据加速器操作量而对加速度进行控制(参照jp2000-205015a)。根据该加减速度控制系统,能够设定与加速器操作量相应的目标加减速度,因此如果是将目标加减速度设定为0的加速器操作量,则即使在坡路上也无需对加速器操作量的调整而能够保存恒定的车速。



技术实现要素:

上述控制装置在对车辆进行制动驱动时利用基于车辆的速度、驱动扭矩、重量等参数的车辆模型而对路面的坡度进行推定,通过施加基于推定出的路面坡度的值的制动扭矩而施加车辆的制动扭矩以使得车辆能够停止。

在路面坡度的推定中,例如车辆的重量根据车辆的乘员数、载重等的差异而改变,因此有时在实际的车辆状态与针对车辆模型而设定的值之间产生差异。在这种情况下,路面坡度的推定值也产生误差,因此根据路面坡度的推定值求出的制动扭矩的值相对于使车辆停止所需的制动扭矩而不足,有时无法使车辆停止。

本发明就是着眼于这种问题而提出的。本发明的目的在于无论车辆行驶的路面坡度的变化如何都使得车辆停止。

根据本发明的某个方式,一种车辆的控制方法,该车辆具有:电机,其对车辆施加制动驱动力;以及摩擦制动机构,其对所述车辆施加摩擦制动力,所述车辆的控制方法包含如下目标运算步骤,即,基于加速器踏板的操作量而对所述电机的目标扭矩进行运算。而且,车辆的控制方法包含如下步骤:坡度推定步骤,对将所述车辆所行驶的路面的坡度引起的外部干扰抵消的坡度扭矩进行推定;指令运算步骤,基于所述坡度扭矩和所述目标扭矩而对所述电机的扭矩指令值进行运算;以及控制步骤,基于所述扭矩指令值而对所述电机所产生的扭矩进行控制。并且,车辆的控制方法的特征在于,包含如下停止控制步骤,即,在所述车辆停止时,将对所述车辆施加的制动扭矩设为大于所述坡度扭矩的值,将该制动扭矩从所述电机的扭矩切换为基于所述摩擦制动机构的摩擦扭矩。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的对车辆进行控制的控制装置的结构的图。

图2是表示本实施方式的车辆的控制方法的一个例子的流程图。

图3是表示构成本实施方式的控制装置的电机控制器的功能结构的一个例子的框图。

图4是表示每种加速器开度下的电机的扭矩目标值和旋转速度的对应关系的对应图。

图5是对电机的扭矩至电机的旋转速度的传递特性进行说明的图。

图6是表示对用于将因路面坡度而作用于车辆的力抵消的坡度扭矩进行运算的坡度扭矩运算部的结构例的框图。

图7是表示抑制车辆所产生的振动的减振控制部的结构例的框图。

图8是表示对施加于车辆的制动扭矩的目标值进行运算的目标停止扭矩运算部的结构例的框图。

图9是表示构成本实施方式的控制装置的制动器控制器的功能结构的一个例子的框图。

图10是表示本实施方式的车辆的停止方法的一个例子的时序图。

图11是对摩擦制动器的升压速度进行运算的其他例子进行说明的图。

图12是表示本实施方式的停止控制处理的一个例子的流程图。

图13是表示本发明的第2实施方式的坡度扭矩运算部的结构例的框图。

图14是说明对坡度扭矩进行校正的校正方法的图。

图15是表示本发明的第3实施方式的坡度扭矩运算部的结构例的框图。

图16是表示本实施方式的目标停止扭矩运算部的结构例的框图。

图17是表示判定车辆的停止的方法的流程图。

图18是表示本发明的第4实施方式的停止控制处理的一个例子的流程图。

图19是表示停止控制处理的车辆流动抑制处理的一个例子的流程图。

图20是表示车辆流动抑制处理中的停车判定处理的一个例子的流程图。

图21是表示流动判定处理的一个例子的流程图。

图22是表示换挡检测处理的一个例子的流程图。

图23是表示制动力校正处理的一个例子的流程图。

图24是对本实施方式的抑制车辆流动的抑制方法的一个例子进行说明的时序图。

图25是表示本发明的第5实施方式的车辆流动抑制处理的一个例子的流程图。

图26是表示车辆流动抑制处理中的换挡检测处理的一个例子的流程图。

图27是对本实施方式的抑制车辆流动的抑制方法的一个例子进行说明的时序图。

图28是对本实施方式的限制车辆流动抑制处理的限制方法的一个例子进行说明的时序图。

具体实施方式

下面,参照附图对本发明的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

图1是表示具有本发明的第1实施方式的控制装置的电动车辆100的主要结构的框图。

电动车辆100是以电动机为驱动源的电动汽车。对于本实施方式的电动车辆100,驾驶员对加速器踏板的踏入量进行操作而控制电动车辆100的加减速、停止。在使电动车辆100加速时,驾驶员踏入加速器踏板,在减速时、停止时,驾驶员进行减小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的操作。

电动车辆100包含电机4、减速器5、驱动轴6、驱动轮7a和7b、从动轮7c和7d、摩擦制动器8a至8d、停车制动器9c和9d、电流传感器11、旋转传感器12、车轮速度传感器13a至13d、液压传感器14以及控制装置110。

控制装置110对电动车辆100的动作进行控制。控制装置110的存储装置与实施编程的中央运算装置(cpu)连接,中央运算装置具有用于对控制程序、规定车速控制处理等各种处理流程的程序、以及所需数据进行储存的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)等内部存储器,利用上述程序等而实现电动车辆100的各种单元。控制装置110具有电池1、电机控制器2、逆变器3、制动器控制器10以及前后g传感器15。

电池1是对作为电动机的电机4供给电力的电源。电池1例如由铅电池、锂离子电池等构成。

电机控制器2构成对电动车辆100的工作状态进行控制的控制装置。电机控制器2由具有中央运算装置(cpu)以及输入输出接口(i/o接口)的微机构成。电机控制器2根据电动车辆100的工作状态例如利用电机4而施加电动车辆100的制动扭矩。

车速v、加速器开度ap、电机4的转子相位α、供给至电机4的电流iu、iv、iw等表示车辆状态的信号输入至电机控制器2。电机控制器2利用输入信号而生成用于对电机4的动作进行控制的pwm(pulsewidthmodulation)信号,根据生成的pwm信号而生成逆变器3的驱动信号。另外,电机控制器2通过后述的方法而生成摩擦制动量指令值。

逆变器3具有与电机4的各相对应的2个开关元件(例如igbt、mos-fet等功率半导体元件)。逆变器3针对每个开关元件根据由电机控制器2生成的pwm信号而将开关元件接通/断开。由此,从电池1向电机4供给的直流电流变换为交流电流,因此对电机4供给所需的电流。

电机4是对电动车辆100施加驱动力和制动力的电动机,例如由三相交流电机实现。电机4接收从逆变器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6而将驱动力传递至左右的驱动轮9a以及9b。

电机4在电动车辆100的行驶过程中与驱动轮9a以及9b联动旋转而产生再生驱动力。逆变器3将利用电机4的再生驱动力产生的交流电流变换为直流电流而供给至电池1。这样,利用电机4将电动车辆100的动能变换为电能而对电池1进行充电,由此能够将其动能回收至电池1。

驱动轮7a和7b是在电动车辆100的驱动时将驱动力传递至路面的车轮。从动轮7c和7d是从属于电动车辆100的驱动轮7a和7b的车轮。下面,将驱动轮7a和7b以及从动轮7c和7d称为各车轮。

摩擦制动器8a至8d构成对电动车辆100施加摩擦制动力的摩擦制动机构。在超过电机4的可再生制动力的上限值的情况下、或者因电池1的充电状态、驱动轮7a至7b的滑行状态而在电机4中未供给制动扭矩的情况下,本实施方式的摩擦制动器8a至8d产生摩擦制动力(摩擦扭矩)。

摩擦制动器8a以及8b设置于左右的驱动轮7a和7b,摩擦制动器8c以及8d设置于左右的从动轮7c和7d。摩擦制动器8a至8d分别以对电动车辆100施加摩擦制动力的方式,利用供给至摩擦制动器自身的液体的压力即所谓制动器液压,将各车轮(7a至7d)的制动垫按压于制动盘。在本实施方式中,作为供给至摩擦制动器8a至8d的液体而使用所谓制动机油。

停车制动器9c和9d构成对电动车辆100施加摩擦制动力的摩擦制动机构。停车制动器9c和9d对从动轮7c和7d施加摩擦制动力,由此维持电动车辆100停止的状态即所谓停车状态。停车制动器9c和9d例如由鼓式、线式的摩擦制动器实现。例如,如果驾驶员进行拉动电动车辆100的停车杆的操作,则停车制动器9c和9d工作而向停车状态转变。

电流传感器11对从逆变器3供给至电机4的3相的交流电流即3相交流电流iu、iv、iw进行检测。此外,3相交流电流iu、iv、iw的和为0(零),因此可以对任意2相的电流进行检测并通过运算而求出剩余1相的电流。

旋转传感器12对电机4的转子相位α进行检测。旋转传感器12例如由旋转变压器、编码器构成。

车轮速度传感器13a至13d分别对驱动轮7a和7b以及从动轮7c和7c的车轮的旋转速度进行检测。

液压传感器14对供给至摩擦制动器8a至8d的机油的压力即制动器液压进行检测。

前后g传感器15对相对于电动车辆100的行进方向的前后的加速度即前后g进行检测。

制动器控制器10与电机控制器2一起构成电动车辆100的控制装置。制动器控制器10基于加速器踏板以及制动器踏板的操作量而对请求制动力(请求制动扭矩)进行计算。而且,制动器控制器10根据车速v、可再生制动力、滑行状态、转向不足、转向过度等车辆状态而将请求制动力分配为再生制动力和摩擦制动力。

另外,制动器控制器10根据由电机控制器2计算出的摩擦制动量指令值而对摩擦制动器8a至8d的制动器液压进行控制。制动器控制器10以使得由液压传感器14检测出的制动器液压追随根据摩擦制动量指令值而规定的值的方式进行反馈控制。

图2是表示由电机控制器2执行的电机控制处理的处理流程例的流程图。

在步骤s201中,将表示电动车辆100的状态的车辆状态信号输入至电机控制器2。这里,作为车辆状态信号,将车速v(m/s)、加速器开度ap(%)、电机4的转子相位α(rad)、电机旋转速度ωm(rpm/s)、三相交流电流iu、iv、iw、电池1的直流电压值vdc(v)、摩擦制动量推定值b以及制动器踏板sw输入。

车速v(m/s)是驱动轮7a和7b以及从动轮7c和7d的车轮速度。从未图示的车速传感器、其他控制器通过通信而获取车速v。或者,由末端传动齿轮的齿轮传动比除对电机旋转速度(转子机械角速度)ωm乘以轮胎动半径r所得的值而计算出车速v(km/h)。

加速器开度ap(%)是表示加速器踏板的操作量的参数,从未图示的加速器开度传感器获取该加速器开度ap(%)。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加速器开度ap。

从旋转传感器12获取电机4的转子相位α(rad)。由电机4的电极对数p除转子角速度ω(电角度)而求出电机4的机械角速度即电机旋转速度ωm(rad/s),对求出的电机旋转速度ωm乘以60/(2π)而计算出电机4的旋转速度nm(rpm)。此外,对转子相位α进行微分而计算出转子角速度ω。

从电流传感器11获取3相交流电流iu、iv以及iw(a)。

从配置于将电池1和逆变器3连接的直流电源线的电压传感器(未图示)获取直流电压值vdc(v)。可以利用从电池控制器(未图示)发送的电源电压值而求出直流电压值vdc(v)。

利用从液压传感器14获取的制动器液压而求出摩擦制动量推定值b。或者,对于摩擦制动量推定值b,可以使用检测驾驶员对制动器踏板的踏入量的行程传感器(未图示)等检测值。此外,可以通过通信等而获取电机控制器2、其他控制器中生成的摩擦制动量指令值,将获取的摩擦制动量指令值用作摩擦制动量推定值b。

制动器踏板sw是用于判别驾驶员是否进行了制动器踏板的踏入操作、即是否进行了制动器操作的开关信号。从附设于制动器踏板的制动器开关(未图示)获取制动器踏板sw。在制动器踏板sw=1的情况下,表示由驾驶员对制动器踏板进行了操作,在制动器踏板sw=0的情况下,表示未对制动器踏板进行操作。

在步骤s202中,电机控制器2进行扭矩目标值计算处理。

具体而言,电机控制器2基于步骤s201中输入的加速器开度ap以及电机旋转速度ωm,并参照预先规定的运算表而设定扭矩目标值tm_t。图3中作为运算表的一个例子而示出了加速器开度-扭矩表。

在步骤s203中,电机控制器2基于电机旋转速度ωm以及扭矩目标值tm_t而进行坡度扭矩推定处理。

具体而言,电机控制器2利用基于电机旋转速度ωm以及扭矩目标值tm_t的外部干扰监测器,计算出用于在将作用于电动车辆100的坡度阻力抵消的方向上对电机4进行驱动的坡度扭矩推定值td*。利用通过运动方程式使得电动车辆100的动作实现了模型化的车辆模型而构成外部干扰监测器。

并且,电机控制器2求出将摩擦制动器8a至8d施加于电动车辆100的摩擦制动力换算成电机4的扭矩的摩擦扭矩,作为新的坡度扭矩推定值td*而计算出从坡度扭矩推定值td*减去该摩擦扭矩所得的值。

坡度扭矩推定值td*因电动车辆100的模型化误差、作用于电动车辆100的空气阻力以及坡度阻力、轮胎的滚动阻力等外部干扰而变化。坡度扭矩推定值td中的支配性的分量为坡度阻力,因此坡度扭矩推定值td在上坡路取正(plus)值,坡度扭矩推定值td在下坡路取负(minus)值,在平坦路大致为0(零)。

此外,关于模型化误差,例如电动车辆100的乘员数、装载物越增多,针对车辆模型而设定的电动车辆100的重量的设定值和实际值的偏差幅度越大,模型化误差越大。另外,后文中对坡度扭矩推定处理的详情进行叙述。

在步骤s204中,电机控制器2进行电机扭矩指令值计算处理。

具体而言,电机控制器2对步骤s202中计算出的扭矩目标值tm_t加上步骤s203中计算出的坡度扭矩推定值td*,将相加所得的值设定为表示电机4的扭矩指令值的电机扭矩指令值tm*。

这样,对扭矩目标值tm_t加上坡度扭矩推定值td*,由此将作用于电动车辆100的坡度阻力抵消,因此能够产生符合驾驶员的要求的电机扭矩tm。

例如,在上坡路,针对电机扭矩指令值tm*加上将电动车辆100相对于行进方向因重力而返回的力抵消的电机扭矩,因此能够减轻驾驶员对加速器踏板的进一步踏入操作。

另外,在下坡路,针对电机扭矩指令值tm*加上将电动车辆100相对于行进方向因重力而过度产生的力抵消的电机扭矩,因此能够减少驾驶员从踏入加速器踏板向踏入制动器踏板变换的操作的次数。

在步骤s205中,电机控制器2进行使电动车辆100顺畅地停止的停止控制处理。

本实施方式中的电机控制器2在电动车辆100停止时,将施加于电动车辆100的制动力从电机4的再生制动力切换为摩擦制动器8a至8d的摩擦制动力。

具体而言,电机控制器2判断电动车辆100是否停止、即电动车辆100是否即将停车。例如,在车速v低于停车阈值的情况下,电机控制器2判定为电动车辆100即将停车。

上述停车阈值设定为能够准确地检测出使得能在即将停车之前进行停止控制处理的电动车辆100的速度的范围内的下限值。例如,在车速传感器的分辨率为5km(kph)的时速的情况下,停车阈值设定为5km的时速。与摩擦制动力相比,能够高精度地对再生制动力进行控制,因此通过减小停车阈值而能够将利用再生制动力对电动车辆100进行制动的时间确保得较长。因而,能够抑制对制动力进行控制的精度下降。

在判定为电动车辆100即将停车的情况下,电机控制器2对摩擦制动器8a至8d的动作进行控制,以使得摩擦制动器8a至8d的摩擦制动力达到根据坡度扭矩推定值td*而规定的制动力。

本实施方式的电机控制器2根据坡度扭矩推定值td*的大小而对目标停止扭矩进行计算,将计算出的目标停止扭矩作为摩擦制动量指令值而输出至制动器控制器10。这里所说的目标停止扭矩设定为能够抑制因路面坡度引起的电动车辆100的下滑(流动)而可靠地停车的制动扭矩的值。

例如,对坡度扭矩推定值td*加上预先规定的增加制动扭矩而计算出目标停止扭矩。例如考虑坡度扭矩推定值td的运算误差、供给至摩擦制动器8a至8d的机油的温度变化等而确定增加制动扭矩。

具体而言,由摩擦制动器8a至8d产生的摩擦制动力根据摩擦制动器8a至8d的油温而变化,因此考虑伴随着摩擦制动器8a至8d的油温的变化的摩擦制动力的下降量而确定增加制动扭矩。此外,可以在摩擦制动器8a至8d的周围设置温度传感器,根据该温度传感器的检测值而对增加制动扭矩的大小进行变更。

另一方面,越增大增加制动扭矩,在电动车辆100的起步时降低摩擦制动器8a至8d的液压所需的时间越长。作为其对策,增加制动扭矩设定为不超过能够实现电动车辆100的迅速的起步的摩擦扭矩的上限值。

这样,根据坡度扭矩推定值td*而加上目标停止扭矩,由此能够抑制电动车辆100的起步性降低、且使电动车辆100可靠地停止。

另外,在电动车辆100停止时,制动器控制器10以从摩擦制动器8a至8d对各车轮迅速地施加摩擦制动力的方式,设定与最初应当对摩擦制动器8a至8d供给的液压相当的摩擦初始扭矩。例如可以基于模拟结果、实验数据等而预先规定摩擦初始扭矩。

本实施方式中的制动器控制器10将电机4所产生的再生制动扭矩的实际值设定为摩擦初始扭矩。具体而言,电机控制器2根据3相交流电流iu、iv、iw对电机4的再生扭矩进行推定而输出至制动器控制器10,制动器控制器10获取该再生扭矩的推定值作为摩擦初始扭矩。

如果获取到摩擦初始扭矩,则制动器控制器10使供给至摩擦制动器8a至8d的各机油的压力升高,以使得各车轮所产生的摩擦扭矩达到摩擦初始扭矩。

然后,制动器控制器10增大供给至摩擦制动器8a至8d的各机油的压力,以使得由摩擦制动器8a至8d施加于各车轮的摩擦扭矩从摩擦初始扭矩向目标停止扭矩升高。

在各车轮所产生的摩擦扭矩从摩擦初始扭矩达到目标停止扭矩的期间,本实施方式中的制动器控制器10对供给至摩擦制动器8a至8d的机油的升压速度进行控制以抑制电动车辆100的前后g。后文中对摩擦制动器8a至8d的升压速度的控制方法进行叙述。

并且,在供给至摩擦制动器8a至8d的机油升压的情况下,制动器控制器10以使得电机4的再生制动力逐渐降低的方式对电机扭矩指令值tm*进行计算。例如,制动器控制器10根据预先规定的对应图或者运算式而对电机扭矩指令值tm*进行计算。制动器控制器10将计算出的电机扭矩指令值tm*作为再生制动量请求值rbr而输出至电机控制器2。

在步骤s206中,在判定为电动车辆100不是即将停车的情况下,电机控制器2进行减振控制处理。

具体而言,电机控制器2利用步骤s204中计算出的电机扭矩指令值tm*和电机旋转速度ωm而对电机扭矩指令值tm*实施减振控制处理。由此,电机扭矩指令值tm*是不牺牲电动车辆100的驱动轴扭矩的响应而抑制驱动轴6的扭转振动等扭矩传递系统振动的值。后文中对减振控制处理的详情进行叙述。

在步骤s207中,电机控制器2进行电流指令值计算处理。

电机控制器2基于步骤s205中计算出的电机扭矩指令值tm*、或者步骤s204中从制动器控制器10输出的电机扭矩指令值tm*而对d-q轴电流目标值进行计算。

具体而言,在电机扭矩指令值tm*的基础上,电机控制器2还利用电机旋转速度ωm、直流电压值vdc等而求出d轴电流目标值id*以及q轴电流目标值iq*。

例如,在电机控制器2中预先记录对电机扭矩指令值tm*、电机旋转速度ωm以及直流电压值vdc、和d轴电流目标值id*以及q轴电流目标值iq*的关系进行规定的电流表。而且,如果获取到电机扭矩指令值tm*、电机旋转速度ωm以及直流电压值vdc,则电机控制器2参照电流表而求出d轴电流目标值id*以及q轴电流目标值iq*。

在步骤s208中,电机控制器2进行对逆变器3的开关动作进行控制的电流控制处理,以使得d轴电流id以及q轴电流iq分别相对于步骤s206中求出的d轴电流目标值id*以及q轴电流目标值iq*而一致(收敛)。

具体而言,电机控制器2基于步骤s201中输入的三相交流电流iu、iv、iw和电机4的转子相位α而对供给至电机4的d轴电流id以及q轴电流iq进行推定。接着电机控制器2根据该d轴电流id和d轴电流目标值id*的偏差而对d轴电压指令值vd*进行计算,并且根据推定出的q轴电流iq和q轴电流目标值iq*的偏差而对q轴电压指令值vq*进行计算。

而且,电机控制器2根据d轴电压指令值vd*以及q轴电压指令值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*。接着电机控制器2利用求出的三相交流电压指令值vu*、vv*、vw*和直流电压值vdc而生成pwm信号tu(%)、tv(%)、tw(%),将生成的pwm信号tu、tv、tw供给至逆变器3。

根据pwm信号tu、tv、tw而对逆变器3所具有的开关元件进行开闭,因此对电机4进行旋转驱动以使得电机4所产生的扭矩向电机扭矩指令值tm*收敛。

下面,对本实施方式中的电机控制器2的结构进行说明。

图3是表示本实施方式中的电机控制器2的功能结构的一个例子的框图。

电机控制器2具有目标扭矩运算部21、坡度扭矩运算部22、指令扭矩运算部23、减振控制部24、目标停止扭矩运算部25以及停止控制切换器26。

目标扭矩运算部21进行图2的步骤s202中所述的扭矩目标值计算处理。如上所述,如果获取到加速器开度ap以及电机旋转速度ωm,则目标扭矩运算部21参照图4所示的对应图而对与获取到的参数关联的扭矩目标值tm_t进行计算。

坡度扭矩运算部22进行图2的步骤s203中所述的坡度扭矩推定处理。如上所述,坡度扭矩运算部22利用电机扭矩指令值tm*、摩擦制动量推定值b、电机旋转速度ωm以及车速v而对坡度扭矩推定值td*进行运算。此外,后文中参照图6对坡度扭矩运算部22的结构例进行叙述。

指令扭矩运算部23基于坡度扭矩推定值td*以及扭矩目标值tm_t而对电机扭矩指令值tm*进行运算。本实施方式中的指令扭矩运算部23对扭矩目标值tm_t加上坡度扭矩推定值td*而计算出电机扭矩指令值tm*。

此外,指令扭矩运算部23可以根据上坡路、下坡路而对坡度扭矩推定值td*进行校正,对扭矩目标值tm_t加上校正后的坡度扭矩推定值td*。由此,能够减弱在具有斜度的路面上停车时驾驶员所感受到的不和谐感。

如图2的步骤s206中所述,减振控制部24基于电机扭矩指令值tm*以及电机旋转速度ωm而进行减振控制处理。后文中参照图7对减振控制部24的结构例进行叙述。

如图2的步骤s205中所述,目标停止扭矩运算部25基于坡度扭矩推定值td*而对目标停止扭矩ts_t进行运算。后文中参照图8对目标停止扭矩运算部25的结构例进行叙述。

如图2的步骤s205中所述,在电动车辆100停止的情况下,停止控制切换器26将从再生扭矩向摩擦扭矩切换时使用的切换再生扭矩tm_sw设定为电机扭矩指令值tm*。停止控制切换器26从制动器控制器10获取表示切换再生扭矩tm_sw的电机扭矩指令值tm*作为再生制动量请求值rbr。

在车速v小于规定的停车阈值的情况下,本实施方式中的停止控制切换器26将电机扭矩指令值tm*从减振控制部24的输出值向切换再生扭矩tm_sw切换。

<停止控制处理>

下面,参照附图对步骤s203中进行的坡度扭矩推定值td*的导出方法进行说明。

图5是对作为电机4所产生的扭矩的电机扭矩tm至电机旋转速度ωm的传递特性gp(s)进行说明的图。

图5中示出了使得电动车辆100的驱动力传递系统实现了模型化的车辆模型。车辆模型中使用的各参数如下。

jm:电机4的惯量

jw:驱动轮的惯量

m:电动车辆100的重量

kd:驱动系统的扭转刚性

kt:与轮胎和路面的摩擦相关的系数

n:总齿轮传动比

r:轮胎的载荷半径

ωm:电机旋转速度

tm:电机扭矩

tw:驱动轮的扭矩

f:施加于电动车辆100的力

v:电动车辆100的速度

ωw:驱动轮的角速度

tf:摩擦制动量(电机轴换算扭矩)(≥0)

而且,能够通过图5所示的车辆模型而导出下面的运动方程式。

[算式1]

jm·ωm*=tm-td/n…(1)

[算式2]

2jw·ωw*=td-rf…(2)

[算式3]

m·v*=f…(3)

[算式4]

td=kd·∫(ωm/n-ωw)dt…(4)

[算式5]

f=kt·(rωw-v)…(5)

其中,式(1)~式(3)中的符号的右上方标注的星号(*)表示时间微分。

如果基于式(1)~式(5)所示的运动方程式而求出输入至电动车辆100的电机扭矩tm至电机旋转速度ωm的传递特性gp(s),则由下式(6)表示。此外,下面将根据上述车辆模型而导出的传递特性gp(s)称为车辆模型gp(s)。

[算式6]

其中,式(6)中的各参数由下式(7)表示。

[算式7]

如果研究式(6)所示的传递函数的极值点和零值点,则能够向下式(8)的传递函数近似,1个极值点和1个零值点表示极其接近的值。这相当于下式(8)中的α和β表示极其接近的值。

[算式8]

因此,进行式(8)中与α=β近似的极值零值的抵消,从而如下式(9)所示那样gp(s)构成(2次)/(3次)的传递特性。

[算式9]

另外,在同时使用步骤s205中进行的减振控制处理时,通过减振控制处理的算法,如下式(10)所示,可以将车辆模型gp(s)视为表示应用了减振控制处理的情况下的车辆响应的车辆模型gr(s)。

[算式10]

此外,减振控制处理可以是日本特开2001-45613号公报中记载的减振控制处理,也可以是日本特开2002-152916号公报中记载的减振控制处理。

接着,参照图6至图9对步骤s205中进行的停止控制处理的详情进行说明。

图6是表示对坡度扭矩推定值td*进行计算的坡度扭矩运算部22的功能结构的框图。

坡度扭矩运算部22具有摩擦扭矩推定部221、控制模块222、控制模块223、运算器224以及控制模块225。

摩擦扭矩推定部221基于摩擦制动量推定值b和车速v而对摩擦扭矩推定值进行计算。在摩擦扭矩推定部221中,考虑用于根据摩擦制动量推定值b进行电机轴的扭矩换算的乘法运算处理、由液压传感器14检测出的值至实际制动力的响应性等而对摩擦制动量推定值b进行计算。

控制模块222具有作为具有h(s)/gr(s)这样的传递特性的滤波器的功能,对电机旋转速度ωm实施滤波处理而计算出第1电机扭矩推定值。该第1电机扭矩推定值是根据电机旋转速度ωm而推定出的当前的电机扭矩。

上述传递特性h(s)是具有如下传递特性的低通滤波器,即,分母次数和分子次数的差值大于或等于应用了减振控制处理的情况下的作为电机扭矩tm至电机旋转速度ωm的式(10)所示的传递特性的车辆模型gr(s)的分母次数和分子次数的差值。

控制模块223具有作为具有h(s)这样的传递特性的低通滤波器的功能,对电机扭矩指令值tm*进行滤波处理而计算出第2电机扭矩推定值。该第2电机扭矩推定值是根据电机扭矩指令值tm*而推定出的电机扭矩。

运算器224对从第2电机扭矩推定值减去第1电机扭矩推定值的扭矩偏差进行计算,将从该偏差减去摩擦扭矩推定值所得的值输出至控制模块225。这样,为了获得将因路面坡度而作用于电动车辆100的力抵消所需的电机扭矩,在对实际值相对于电机扭矩的指令值的差值进行计算时,运算器224将该差值中有可能含有的摩擦扭矩分量除去。

控制模块225是具有hz(s)这样的传递特性的滤波器,对运算器224的输出进行滤波处理而计算出坡度扭矩推定值td*。

这里,对传递特性hz(s)进行说明。如果改写上述式(10),则能获得下式(11)。其中,式(11)中的ζz、ωz、ωp分别由式(12)表示。

[算式11]

[算式12]

如上,可以由下式(13)表示传递特性hz(s)。

[算式13]

如图11所示,如上所述计算出的坡度扭矩推定值td*是由外部干扰监测器推定出的,是表示作用于车辆的外部干扰的参数。

这里,作为作用于车辆的外部干扰,能想到空气阻力、因乘员数、装载量引起的车辆质量的变动所导致的模型化误差、轮胎的滚动阻力、路面的坡度阻力等,但在即将停车、初始起动时起到支配性作用的外部干扰因素是坡度阻力。如上所述,本实施方式中的坡度扭矩运算部22基于电机扭矩指令值tm*、电机旋转速度ωm、应用了减振控制处理的车辆模型gr(s)而对坡度扭矩推定值td*进行计算,因此统一对上述外部干扰因素进行推定。因此,无论在任何驾驶条件都能够实现起始自减速的顺畅的停车。

<减振控制处理>

下面,对图2的步骤s206中由减振控制部24进行的减振控制处理进行说明。

图7是表示本实施方式中的减振控制部24的功能结构的一个例子的框图。

减振控制部24具有f/f补偿器241、加法运算器242以及f/b补偿器243。

f/f补偿器241作为具有gr(s)/gp(s)这样的传递特性的滤波器而起作用。gr(s)/gp(s)这样的传递特性由上述式(10)所示的车辆模型gr(s)、和式(6)所示的车辆模型gp(s)的逆向系统构成。

f/f补偿器241对电机扭矩指令值tm*进行滤波处理,由此进行基于前馈补偿的减振控制处理。f/f补偿器241将实施基于前馈补偿的减振控制处理所得的电机扭矩指令值输出至加法运算器242。

此外,利用f/f补偿器241进行的减振控制处理可以是日本特开2001-45613号公报中记载的减振控制处理,也可以是日本特开2002-152916号公报中记载的减振控制处理。

加法运算器242对f/f补偿器241的输出值加上f/b补偿器243的输出值而重新计算出电机扭矩指令值tm*。加法运算器242将计算出的电机扭矩指令值tm*输出至停止控制切换器26以及f/b补偿器243。

f/b补偿器243是用于反馈控制的滤波器。f/b补偿器243具有控制模块2431、减法运算器2432、控制模块2433以及增益补偿器2434。

控制模块2431作为具有上述车辆模型gp(s)这样的传递特性的滤波器而起作用。控制模块2431对作为加法运算器242的输出值的电机扭矩指令值tm*进行滤波处理而将电机旋转速度的推定值输出。

减法运算器2432对从控制模块2431的推定值减去电机旋转速度ωm的偏差进行计算,将计算出的偏差输出至控制模块2433。

控制模块2433作为由具有传递特性h(s)的低通滤波器和车辆模型gp(s)的逆向系统构成的、具有h(s)/gp(s)这样的传递特性的滤波器而起作用。控制模块2433对来自减法运算器2432的偏差进行滤波处理而计算出f/b补偿扭矩,将该f/b补偿扭矩输出至增益补偿器2434。

增益补偿器2434是对f/b补偿扭矩乘以增益kfb的滤波器。此外,可以对增益kfb进行调整而确保f/b补偿器243的稳定性。增益补偿器2434将增益调整后的f/b补偿扭矩输出至加法运算器242。

而且,在加法运算器242中,将f/b补偿扭矩、和实施了基于f/f补偿器241的减振控制处理的电机扭矩指令值tm*相加,由此计算出抑制电动车辆100的驱动力传递系统的振动的电机扭矩指令值tm*。

此外,图7所示的减振控制处理是一个例子,可以是日本特开2003-9566号公报中记载的减振控制处理,也可以是日本特开2010-288332号公报中记载的减振控制处理。

下面,对图2的步骤s205中利用目标停止扭矩运算部25计算出的目标停止扭矩的计算方法进行说明。

图8是表示目标停止扭矩运算部25的功能结构的一个例子的框图。目标停止扭矩运算部25具有停车校正增益设定部251、乘法运算器252、屏蔽设定部253以及目标停止扭矩输出部254。

停车校正增益设定部251将无论路面坡度如何都能使电动车辆100停止所需的停车校正增益输出至乘法运算器252。如步骤s205中所述,考虑摩擦制动器8a至8d的摩擦制动力的温度依赖性等,将停车校正增益预先设定为确保电动车辆100的起步性且可靠地使电动车辆100停止的值。停车校正增益设定为大于1.0的值。

乘法运算器252将对来自坡度扭矩运算部22的坡度扭矩推定值td*乘以停车校正增益所得的值输出至目标停止扭矩输出部254。

屏蔽设定部253为了将目标停止扭矩屏蔽而将0输出至目标停止扭矩输出部254。

目标停止扭矩输出部254判断电动车辆100是否停止,在电动车辆100停止的情况下,将表示摩擦扭矩的目标值的目标停止扭矩ts_t从屏蔽设定部253的输出值切换为乘法运算器252的输出值。

在车速v小于停止阈值的情况下,本实施方式中的目标停止扭矩输出部254将对坡度扭矩推定值td*乘以停车校正增益所得的值作为目标停止扭矩ts_t而输出至制动器控制器10。另一方面,在车速v大于或等于停止阈值的情况下,目标停止扭矩输出部254将0作为目标停止扭矩ts_t而输出至制动器控制器10。

这样,在预测出电动车辆100的停止时,目标停止扭矩运算部25对制动器控制器10指示无论路面坡度如何都能利用摩擦制动力使电动车辆100可靠地停止的目标停止扭矩ts_t。

图9是表示本实施方式中的制动器控制器10的功能结构的一个例子的框图。

制动器控制器10具有切换判定部101、最小值选择器102、扭矩切换器103、计时器104、升压速度运算部105、升压速度上限设定部106、升压速度切换器107、摩擦扭矩运算部108以及前次值设定部109。

切换判定部101判断摩擦扭矩的前次值tf-1*是否达到电机扭矩tm。作为摩擦制动器8a至8d的摩擦初始扭矩tf_i而将电机扭矩tm输入至切换判定部101。例如通过通常的方法并根据三相交流电流iu、iv、iw而对电机扭矩tm进行计算。

在切换判定部101判断为摩擦扭矩的前次值tf-1*未达到电机扭矩tm的情况下,将摩擦制动器8a至8d的初始设定信号分别输出至扭矩切换器103以及升压速度切换器107。

另一方面,在切换判定部101判断为摩擦扭矩的前次值tf-1*已达到电机扭矩tm的情况下,将摩擦制动器8a至8d的升压控制信号分别输出至扭矩切换器103以及升压速度切换器107。

最小值选择器102将电机扭矩tm和目标停止扭矩ts_t中的较小的值作为摩擦初始扭矩tf_i而输出至扭矩切换器103。例如,在电机扭矩tm小于目标停止扭矩ts_t的情况下,最小值选择器102将电机扭矩tm作为摩擦初始扭矩tf_i而输出至扭矩切换器103。

扭矩切换器103根据从切换判定部101输出的信号而将向摩擦扭矩运算部108输出的制动扭矩从摩擦初始扭矩tf_i向目标停止扭矩ts_t切换。

具体而言,在从切换判定部101接收到初始设定信号的情况下,扭矩切换器103将摩擦初始扭矩tf_i输出至摩擦扭矩运算部108。另一方面,在从切换判定部101接收到升压控制信号的情况下,扭矩切换器103将目标停止扭矩ts_t输出至摩擦扭矩运算部108。

计时器104判断目标停止扭矩ts_t是否为0(零),在目标停止扭矩ts_t为0的情况下,将计时器104的计数值设定为0。另一方面,在目标停止扭矩ts_t大于0的情况下,计时器104开始计数,将计数值输出至升压速度运算部105。即,在判定为电动车辆100停止的情况下,计时器104将计数值作为停车判定后的经过时间而输出至升压速度运算部105。

升压速度运算部105利用预先规定的运算表、运算式等对升压速度进行运算。升压速度运算部105根据计时器104的计数值的大小而对摩擦制动器8a至8d的升压速度进行计算。升压速度运算部105将计算出的升压速度输出至摩擦扭矩运算部108。

将表示摩擦制动器8a至8d的升压速度和计时器104的计数值的关系的升压速度表预先存储于本实施方式中的升压速度运算部105。对于升压速度表,设定为在电动车辆100停止的情况下不会给驾驶员带来不和谐感的升压速度。在本实施方式中,计时器104的计数值越大,摩擦制动器8a至8d的升压速度越以描画出2次曲线的方式而增大。

升压速度上限设定部106预先对与摩擦制动器8a至8d的升压速度相关的上限值进行保存。考虑摩擦制动器8a至8d的构造等而确定升压速度的上限值,例如设定为几万牛顿(m/s)左右。升压速度上限设定部106针对升压速度切换器107而设定升压速度的上限值。

升压速度切换器107根据从切换判定部101输出的信号而对向摩擦扭矩运算部108输出的升压速度进行切换。

具体而言,在从切换判定部101接收到初始设定信号的情况下,升压速度切换器107将升压速度的上限值输出至摩擦扭矩运算部108。另一方面,在从切换判定部101接收到升压控制信号的情况下,升压速度切换器107将由升压速度运算部105计算出的升压速度输出至摩擦扭矩运算部108。

这样,升压速度切换器107针对摩擦扭矩运算部108设定如下升压速度,即,在摩擦扭矩的前次值tf-1*达到电机扭矩tm时,在从摩擦初始扭矩tf_i向目标停止扭矩ts_t增大时实现顺畅的停车。

摩擦扭矩运算部108利用预先规定的运算表、运算式等而对确定需要对电动车辆200施加的摩擦力的摩擦扭矩指令值tf*进行运算。摩擦扭矩运算部108基于从升压速度切换器107输出的升压速度的值、以及从扭矩切换器103输出的制动扭矩的值而对摩擦扭矩指令值tf*进行计算。

在本实施方式中的摩擦扭矩运算部108预先对如下摩擦扭矩表进行保存,即,x轴和y轴分别取摩擦扭矩目标值和摩擦扭矩指令值,表示摩擦扭矩目标值和摩擦扭矩指令值的关系。关于摩擦扭矩表,摩擦扭矩目标和摩擦扭矩指令值处于正比关系,摩擦扭矩指令值(y)相对于摩擦扭矩目标值(x)的斜率a根据来自升压速度切换器107的升压速度的大小而变化。例如,升压速度越大,斜率a越大。

如果摩擦扭矩运算部108从升压速度切换器107获取到升压速度,则根据该升压速度的大小而对摩擦扭矩表的斜率a进行变更。而且,如果摩擦扭矩运算部108从扭矩切换器103作为摩擦扭矩目标值而获取到制动扭矩,则参照变更的摩擦扭矩表将与获取到的目标值关联的指令值作为摩擦扭矩指令值tf*而进行计算。

摩擦扭矩运算部108将计算出的摩擦扭矩指令值tf*分别输出至用于对摩擦制动器8a至8d的液压进行控制的控制模块和前次值设定部109。

前次值设定部109从摩擦扭矩运算部108获取摩擦扭矩指令值tf*并直至下一次控制周期为止作为前次值而进行保存。前次值设定部109在下一控制周期中将保存的摩擦扭矩指令值作为前次值tf-1*而输出至切换判定部101。

这样,在目标停止扭矩ts_t大于0的情况下,制动器控制器10将电机4所产生的再生扭矩的值设定为摩擦初始扭矩tf_i。而且,制动器控制器10使供给至摩擦制动器8a至8d的制动机油迅速地升压以使得摩擦扭矩达到摩擦初始扭矩tf_i。然后,直至摩擦扭矩达到即使在路面存在坡度也能够可靠地停车的目标停止扭矩ts_t的期间,制动器控制器10对制动机油的升压速度进行调整,以便不给电动车辆100的驾驶员带来不和谐感。

即,如果电动车辆100即将停止,则制动器控制器10预先使制动机油升压以便高精度地对电动车辆100施加摩擦制动力。然后,制动器控制器10根据电动车辆100的状态而对制动机油的升压速度进行调整,并且施加使得电动车辆100可靠地停止的摩擦制动力。由此,将施加于电动车辆100的制动力适当地从再生制动力切换为摩擦制动力,因此能够使电动车辆100停止。

下面,参照附图对本实施方式的电动车辆100停止的停止动作进行说明。

图10是表示本实施方式的电动车辆100停止的情形的一个例子的时序图。

图10(a)至图10(e)分别示出了车速v、坡度扭矩推定值td*、停车判定后的计时器104的计数值、摩擦制动器8a至8d的升压速度、以及施加于电动车辆100的制动扭矩。图10(a)至图10(e)的横轴是彼此通用的时间轴。

在该例子中,示出了在上坡路行驶的过程中的电动车辆100停止时的电动车辆100的状态。在时刻t0以后,加速器开度ap逐渐减小,如图10(a)所示,行驶中的电动车辆100的车速v降低。此时,如图10(b)所示,电动车辆100在上坡路行驶,因此坡度扭矩推定值td*取正值。

在时刻t1,如图10(a)所示,车速v低于停车阈值th_s,由目标停止扭矩运算部25判定为电动车辆100停止。因此,如图10(e)所示,利用目标停止扭矩运算部25,基于坡度扭矩推定值td*而将大于坡度扭矩推定值td*的值设定为目标停止扭矩ts_t。

与此相伴,在制动器控制器10中,将与电机4的再生扭矩相同的值设定为摩擦初始扭矩tf_i,在未超过与摩擦制动器8a至8d相关的升压速度的上限值的范围,进行向摩擦制动器8a至8d供给的制动机油的升压。由此,摩擦扭矩tf迅速地升高至摩擦初始扭矩tf_i。

此后,随着时间的经过,如图10(c)所示,计时器104的计数值增加。而且,如图10(d)所示,利用升压速度运算部105,根据计时器104的计数值的变化而使得制动机油的升压速度增减。

由此,如图10(e)所示,摩擦扭矩tf逐渐增大,因此能够不给驾驶员带来不和谐感地使电动车辆100顺畅地停止。另一方面,在恒定的范围内维持电机扭矩tm。

在时刻t2,摩擦扭矩tf升高至大于坡度扭矩推定值td*的目标停止扭矩ts_t。由此,无论路面的坡度如何都能够使电动车辆100可靠地停止。此后,恒定地维持摩擦扭矩tf,与此相对,利用制动器控制器10使电机扭矩逐渐降低。由此,能够减少电机4的消耗电力。

如上,在判定为电动车辆100即将停止的情况下,将施加于电动车辆100的制动扭矩从电机扭矩(再生扭矩)tm切换为摩擦扭矩tf,将切换后的摩擦扭矩设定为大于坡度扭矩推定值td*的值。由此,作为电动车辆100的制动力而使用摩擦力,因此能够使电动车辆100可靠地停止。

例如,关于针对图6所示的车辆模型gr(s)设定的参数中的电动车辆100的重量,有时实际值和设定值的偏差幅度根据电动车辆100的乘员数、装载物而增大,坡度扭矩推定值td*的误差增大。在这种情况下,如果要利用电机扭矩tm使电动车辆100停止,则施加于电动车辆100的制动力不足,因此担心电动车辆100未符合驾驶员的意愿地停止。

作为其对策,如果电动车辆100即将停车,则本实施方式的电机控制器2将施加于电动车辆100的制动扭矩从电机扭矩tm切换为摩擦扭矩tf,将该制动扭矩的大小设定为大于坡度扭矩推定值td*的值。由此,能够不给驾驶员带来不和谐感地使电动车辆100顺畅地停止。

并且,本实施方式中的制动器控制器10考虑摩擦制动器8a至8d的机械特性而调整对摩擦制动器8a至8d供给的制动机油的升压速度,以使得摩擦扭矩tf变为大于坡度扭矩推定值td*的值。由此,能够抑制即将停车的电动车辆100的前后加速度的产生,能够顺畅地停车。

此外,在本实施方式中,如图9所示,对升压速度运算部105根据停车判定后的经过时间的长度而调整制动机油的升压速度的例子进行了说明,但并不局限于此。因此,下面对调整制动机油的升压速度的升压速度运算部105的其他结构例进行说明。

图11是对本实施方式中的升压速度运算部105的其他结构例进行说明的图。

在该例子中,预先将表示供给至摩擦制动器8a至8d的制动机油的升压速度和车速v的关系的升压速度表存储于升压速度运算部105。预先考虑摩擦制动器8a至8d的机械特性而规定升压速度表以抑制电动车辆100的前后加速度的产生。关于升压速度表,如图11所示,车速v越小,越以描画出反比例曲线的方式使得摩擦制动器8a至8d的升压速度逐渐增大。

而且,升压速度运算部105如果获取到车速v,则参照图11所示的升压速度表对与获取到的车速v的值关联的升压速度进行计算。接着升压速度运算部105将计算出的升压速度输出至图9所示的升压速度切换器107。

这样,即使是根据车速v的大小对摩擦制动器8a至8d的升压速度进行变更的升压速度运算部105,也能够抑制电动车辆100的前后加速度且使电动车辆100停止。

下面,对使本实施方式的电动车辆100停止的停止方法进行说明。

图12是表示图2所示的步骤s205中进行的停止控制处理的处理流程例的流程图。

在步骤s910中,制动器控制器10获取表示电动车辆100的车速v的车辆信息。

在步骤s920中,电机控制器2对用于将主要因路面坡度而作用于电动车辆100的重力抵消的坡度扭矩推定值td*进行计算。

在步骤s930中,制动器控制器10对表示基于三相交流电流iu、iv、iw而由电机4所产生的扭矩的电机扭矩tm进行运算。

在步骤s940中,电机控制器2判断车速v是否小于停车阈值th_s。停车阈值th_s是用于判定电动车辆100是否停止的阈值。在车速v大于或等于停车阈值th_s的情况下,电机控制器2结束停止控制处理而返回至与图2所示的电动车辆100的控制方法相关的处理流程。

在步骤s950中,在车速v小于停车阈值th_s的情况下,电机控制器2基于坡度扭矩推定值td*而对无论有无坡度都能够使得电动车辆100可靠地停止所需的目标停止扭矩ts_t进行计算。

在步骤s960中,制动器控制器10为了确保摩擦制动器8a至8d的响应性而设定摩擦初始扭矩tf_i。本实施方式中的制动器控制器10将步骤s930中运算出的电机扭矩tm的值设定为摩擦初始扭矩tf_i。

而且,制动器控制器10根据利用图9所示的升压速度上限设定部106设定的升压速度的上限值,使供给至摩擦制动器8a至8d的液体的压力(制动器液压)升高,以使得摩擦扭矩tf达到摩擦初始扭矩tf_i。由此,能够确保摩擦制动器8a至8d的响应性,能够高精度对摩擦扭矩tf进行调整。

在步骤s970中,制动器控制器10将用于电动车辆100的制动扭矩从电机扭矩tm切换为摩擦扭矩tf。例如,在摩擦扭矩tf升高至摩擦初始扭矩tf_i时,制动器控制器10使制动器液压逐渐升高以使得摩擦扭矩tf达到目标停止扭矩ts_t,并且逐渐降低电机扭矩tm。由此,能够抑制电动车辆100的前后加速度的产生,并且能够降低电机4的消耗电力。

在步骤s980中,如图10(d)所示,为了使摩擦扭矩tf从摩擦初始扭矩tf_i升高至目标停止扭矩ts_t,制动器控制器10对摩擦制动器8a至8d的升压速度进行调整。

例如,如图9的升压速度运算部105所示,制动器控制器10根据判定为电动车辆100停止之后的经过时间而使升压速度逐渐增大。或者,制动器控制器10可以利用图11所示的升压速度表而与车速v的降低相应地使升压速度逐渐增大。

由此,能够抑制电动车辆100的前后加速度、且使电动车辆100顺畅地停止。

根据本发明的第1实施方式,电动车辆100具有:电机4,其对电动车辆100施加再生制动力;以及摩擦制动器8a至8d,它们构成对电动车辆100施加摩擦制动力的摩擦制动机构。如图2所示,电动车辆100的控制方法包含:基于表示加速器踏板的操作量的加速器开度ap而对表示电机4的扭矩目标值tm_t的目标扭矩进行运算的步骤s202;以及对将由路面的坡度引起的外部干扰抵消的坡度扭矩进行推定的步骤s203。外部干扰主要是指根据路面的坡度而从外部作用于电动车辆100的重力。

并且,电动车辆100的控制方法包含:基于推定出的坡度扭矩推定值td*和扭矩目标值tm_t而对电机扭矩指令值tm*进行运算的步骤204;以及基于电机扭矩指令值tm*对由电机4所产生的电机扭矩tm进行控制的步骤s206至s208。而且,电动车辆100的控制方法具有如下步骤s205,即,在电动车辆100停止时,将对电动车辆100施加的制动扭矩设为大于坡度扭矩推定值td*的值,将该制动扭矩从电机扭矩tm切换为摩擦制动器8a至8d的摩擦扭矩tf。这里所说的摩擦扭矩tf是将由摩擦制动器8a至8d所产生的摩擦制动力换算为电机4的驱动轴的扭矩的参数。

这样,如果电动车辆100即将停止,则控制装置110将对电动车辆100施加的制动力从电机4的制动力切换为摩擦制动力,利用大于坡度扭矩推定值td*的摩擦扭矩tf使电动车辆100停止。

其理由如下,例如如果因电动车辆100的乘员数、装载量等的增减而使得在对坡度扭矩的推定中使用的电动车辆100的重量的设定值和实际值的偏差幅度增大,则坡度扭矩推定值td*的误差增大。其结果,对于在具有坡度的路面利用电机扭矩tm实现停车的电动车辆,电机扭矩指令值tm*的误差增大、且电动车辆100的制动力不足,因此难以顺畅地停车。

作为其对策,即使坡度扭矩推定值td*的误差因电动车辆100的重量变动而增大,也将电动车辆100的制动扭矩切换为摩擦扭矩tf而使得该摩擦扭矩tf大于坡度扭矩推定值td*。由此,即使在上坡路、下坡路,无论电动车辆100的重量等的坡度扭矩推定用参数的变动如何,都能够使电动车辆100停止。

即,根据本实施方式,无论车辆行驶的路面坡度的变化如何都能够使车辆停止。

另外,根据本实施方式,在步骤s205中,电机控制器2判定电动车辆100是否停止。而且,在判定为电动车辆100停止的情况下,制动器控制器10根据电动车辆100的驾驶状态而对摩擦扭矩tf的增加速度进行控制。

例如,制动器控制器10根据判定为电动车辆100停止之后的经过时间而使供给至摩擦制动器8a至8d的液体的升压速度增大。由此,随着判定停车之后的时间的经过而升压速度增大,因此能够不给驾驶员带来不和谐感地,通过简单的方法使电动车辆100顺畅地停止。

或者,制动器控制器10可以与作为电动车辆100的速度的车速v的降低相应地增大向摩擦制动器8a至8d供给的液体的升压速度。在该情况下,升压速度也随着车速v的降低而增大,因此能够与上述方法同样地使电动车辆100顺畅地停止。

这样,根据停车判定后的经过时间、车速v等的电动车辆100的驾驶状态而对摩擦扭矩tf的增加速度进行调整,由此能够利用摩擦制动力而使电动车辆100顺畅地停止。

另外,根据本实施方式,在步骤s205中,在判定为电动车辆100停止的情况下,制动器控制器10使摩擦制动器8a至8d的液体的压力迅速地升高以使得摩擦扭矩tf与电机扭矩tm一致。然后,制动器控制器10使摩擦制动器8a至8d的液体的升压速度逐渐增大。

这样,在对摩擦制动器8a至8d的升压速度进行调整之前预先使供给至摩擦制动器8a至8d的液体的压力升高,由此变为容易从摩擦制动器8a至8d产生摩擦制动力的状态,因此能够确保摩擦制动力的响应性。因此,高精度地对摩擦扭矩tf的增加速度进行调整,因此能够实现顺畅的停车。

另外,根据本实施方式,在步骤s205中,电机控制器2判断与车速v成正比的参数是否低于停车阈值th_s。而且,在与车速v成正比的参数低于停车阈值th_s的情况下,制动器控制器10使得摩擦扭矩tf增大至大于坡度扭矩推定值td*的绝对值的目标停止扭矩ts_t。

由此,在电动车辆100停止时将摩擦扭矩tf设定为大于坡度扭矩推定值td*的值,因此能够减轻给驾驶员带来的不和谐感、且使得电动车辆100可靠地停止。

特别是在本实施方式中,预先根据供给至摩擦制动器8a至8d的液体的温度特性而设定目标停止扭矩ts_t。具有摩擦制动器8a至8d的液体的温度越高则摩擦制动力越降低的温度特性,因此目标停止扭矩ts_t设定为即使液体的温度升高也能够可靠地使得电动车辆100停止的值。由此,能够抑制电动车辆100在上坡路、下坡路未停止而滑行(流动)的情况。

另外,根据本实施方式,对于目标停止扭矩ts_t,在能够确保电动车辆100的起步性的范围内设定摩擦扭矩tf。越提高摩擦制动器8a至8d的液压,降低电动车辆100下一次起步时的摩擦制动器8a至8d的液压越需要时间。其结果,电动车辆100的起步性下降。

作为其对策,将目标停止扭矩ts_t设定于能够确保电动车辆100的起步性的范围内,由此能够兼顾在上坡路、下坡路行驶的电动车辆100的顺畅的停止和迅速的起步。

(第2实施方式)

图13是表示本发明的第2实施方式中的坡度扭矩运算部22的结构例的框图。

本实施方式中的坡度扭矩运算部22以不会给在上坡路、下坡路行驶的电动车辆100的驾驶员带来不和谐感的方式对来自图6所示的控制模块225的坡度扭矩推定值td*进行校正。在图6所示的各结构(221至225)的基础上,该坡度扭矩运算部22还包含停车制动器检测部226、第1增益设定部227、第2增益计算部228、最大值选择器229以及坡度扭矩校正部230。

停车制动器检测部226对停车制动器9c和9d的工作状态进行检测。停车制动器检测部226将表示检测出的停车制动器9c和9d的状态的检测信号pb输出至第1增益设定部227。

例如,在停车制动器9c和9d工作而对从动轮7c和7d施加有摩擦制动力的状态下,停车制动器检测部226将表示停车制动器9c和9d的接合状态的检测信号pb输出。另一方面,在停车制动器9c和9d的工作被解除而未对从动轮7c和7d施加摩擦制动力的状态下,停车制动器检测部226将表示停车制动器9c和9d的断开状态的检测信号pb输出。

第1增益设定部227根据从停车制动器检测部226输出的检测信号pb,将用于对坡度扭矩推定值td*进行校正的第1增益k1输出至最大值选择器229。第1增益k1设定为0.0至1.0的范围内的值。

第1增益k1可以是根据坡度扭矩推定值td*而变化的可变值。在该情况下,坡度扭矩推定值td*越向正值(plus)方向或者负值(minus)方向增大,第1增益k1设定为越小的值。或者,坡度扭矩推定值td*例如可以为0.5等的固定值。

假设如果第1增益k1设定为1.0,则因坡度阻力而引起的所有外部干扰都由坡度扭矩推定值td*抵消,因此电动车辆100与在不具有坡度的平坦路上行驶的情况相同地行驶。因此,驾驶员对加速器踏板的操作量与在平地上的操作量相同。

然而,在驾驶员驾驶以内燃机为驱动源的内燃机汽车在上坡路、下坡路行驶的情况下,如果要进行与平坦路相同的行驶,则加速器踏板的操作量相对于平地上的操作量会发生变化。因此,如果第1增益k1设定为1.0,则因相对于内燃机汽车的操作性的差异而会在上坡路、下坡路给电动车辆100的驾驶员带来不和谐感。

作为其对策,在坡度扭矩推定值td*超出包含0(零)的规定范围的情况下、即道路为上坡路或者下坡路的情况下,优选将第1增益k1设定为小于1.0的值。而且,在坡度扭矩推定值td*处于规定范围内的情况下,可以将第1增益k1设定为1.0。

这样,如果第1增益设定部227接收到表示停车制动器9c和9d的断开状态的检测信号pb,则为了对坡度扭矩推定值td*进行校正而将第1增益k1输出至最大值选择器229。

另一方面,如果第1增益设定部227接收到表示停车制动器9c和9d的接合状态的检测信号pb,则对最大值选择器229输出0(零)。

在停车制动器9c和9d工作的状态下,在不仅坡度阻力而且停车制动器9c和9d的摩擦制动力也作用于电动车辆100的状态下对坡度扭矩推定值td*进行计算。该坡度扭矩推定值td*中包含将停车制动器9c和9d的制动扭矩抵消的分量,如果以第1增益k1对坡度扭矩推定值td*进行校正,则仅以校正的量无法将基于停车制动器9c和9d的制动扭矩抵消。其结果,有可能无法进行符合驾驶员的意愿的制动。作为其对策,在接收到表示接合状态的检测信号pb的情况下,第1增益设定部227将0输出至最大值选择器229,以便不进行坡度扭矩推定值td*的校正。

第2增益计算部228利用预先规定的运算式、增益表等对用于校正坡度扭矩推定值td*的第2增益k2进行计算,以便在即将停车时使得电动车辆100可靠地停止。车速v越小,第2增益计算部228将第2增益k2设定为越大的值。

例如,车速v越接近0,第2增益计算部228参照增益表而使得第2增益k2越接近1.0。由此,在车速v变为0的情况下,第2增益k2设定为1.0,因此不会将坡度扭矩推定值td*校正得较小,能够避免电动车辆100的制动力不足的情况。

并且,即使在停车制动器9c和9d工作的状态下,通常车速v也减小且坡度扭矩推定值td*的校正量减小,因此大致能将基于停车制动器9c和9d的制动扭矩抵消。因此,能够减轻给驾驶员带来的不和谐感、且使得电动车辆100顺畅地停止。

另外,第2增益计算部228将计算出的第2增益k2输出至最大值选择器229。此外,关于设定于第2增益计算部228的增益表,后文中参照图14进行叙述。

最大值选择器229将从第1增益设定部227输出的第1增益k1、以及从第2增益计算部228输出的第2增益k2中的较大的值输出至坡度扭矩校正部230。

坡度扭矩校正部230基于最大值选择器229的输出值而对来自控制模块225的坡度扭矩推定值td*进行校正。本实施方式中的坡度扭矩校正部230计算出对坡度扭矩推定值td*乘以从最大值选择器229输出的增益所得的值,作为新的坡度扭矩推定值td*。坡度扭矩校正部230将计算出的坡度扭矩推定值td*分别输出至图3所示的指令扭矩运算部23以及目标停止扭矩运算部25。

图14是对保存于第2增益计算部228的增益表的一个例子进行说明的示意图。在该例子中,纵轴表示第2增益k2,横轴表示车速v。

如图14所示,车速v越小于规定的速度v1,则第2增益k2设定为越大。即,如果电动车辆100即将停止,则坡度扭矩推定值td*的校正量减小。由此,能够使得电动车辆100可靠地停止。

另一方面,在车速v大于规定的速度v1的区域,将第2增益k2设定为0,以便由最大值选择器229选择第1增益k1。由此,利用第1增益k1对坡度扭矩推定值td*进行校正,因此上坡路、下坡路的电动车辆100的操作性与内燃机汽车的操作性相比而等同,因此能够减轻给电动车辆100的驾驶员带来的不和谐感。

根据本发明的第2实施方式,坡度扭矩校正部230对坡度扭矩推定值td*进行减小校正。而且,如果电动车辆100即将停车,则车速v越减小,坡度扭矩校正部230使得坡度扭矩推定值td*的校正量越接近0(零)。由此,能够减轻给在上坡路、下坡路行驶的电动车辆100的驾驶员带来的不和谐感、且能够使得电动车辆100顺畅且可靠地停止。

另外,根据本实施方式,坡度扭矩推定值td*越增大,则坡度扭矩校正部230将坡度扭矩推定值td*校正为越小。由此,电动车辆100的操作性进一步接近内燃机汽车的操作性,因此能够进一步减轻给驾驶员带来的不和谐感。

并且,根据本实施方式,在停车制动器检测部226输出表示接合状态的检测信号pb的情况下,从第1增益设定部227代替第1增益k1而将0输出,因此坡度扭矩校正部230不进行基于第1增益k1的校正。即,在从停车制动器9c和9d对电动车辆100施加有摩擦制动力的情况下,坡度扭矩校正部230抑制坡度扭矩推定值td*的校正。

由此,即使在停车制动器9c和9d工作的状态下,也将基于停车制动器9c和9d的制动扭矩抵消,因此不会给驾驶员带来不和谐感而能够使得电动车辆100顺畅地停止。

(第3实施方式)

图15是表示本发明的第3实施方式中的坡度扭矩运算部22的结构例的框图。

在判定为电动车辆100处于滑行状态的情况下,本实施方式中的坡度扭矩运算部22对坡度扭矩推定值td*进行限制。在图13所示的各结构(226至230)的基础上,该坡度扭矩运算部22还包含驱动轮速度计算部231、从动轮速度计算部232、滑行判定部233、屏蔽设定部234以及坡度扭矩限制部235。

驱动轮速度计算部231利用车轮速度传感器13a和13b的检测值而对与驱动轮7a和7b相关的速度进行计算。本实施方式中的驱动轮速度计算部231利用车轮速度传感器13a和13b的各检测值而对驱动轮7a和7b的平均速度ws1ave进行计算。

驱动轮速度计算部231将驱动轮7a和7b的平均速度ws1ave输出至滑行判定部233。此外,驱动轮速度计算部231也可以将驱动轮7a和7b中的任一者的速度输出。

从动轮速度计算部232利用车轮速度传感器13c和13d的检测值而对与从动轮7c和7d相关的速度进行计算。本实施方式中的从动轮速度计算部232利用车轮速度传感器13c和13d的各检测值而对从动轮7c和7d的平均速度ws2ave进行计算。

从动轮速度计算部232将从动轮7c和7d的平均速度ws2ave输出至滑行判定部233。此外,从动轮速度计算部232也可以将从动轮7c和7d中的任一者的速度输出。

滑行判定部233判定电动车辆100是否处于滑行状态,将判定结果输出至坡度扭矩限制部235。

本实施方式中的滑行判定部233基于驱动轮7a和7b的平均速度ws1ave、以及从动轮7c和7d的平均速度ws2ave而对电动车辆100的滑行率进行计算。本实施方式中的滑行判定部233根据下式(14)而对滑行率rs进行计算。

[算式14]

而且,滑行判定部233判断滑行率rs的绝对值是否超过滑行阈值。例如通过实验、模拟等的结果而预先设定滑行阈值。

在滑行率rs大于滑行阈值的情况下,滑行判定部233判定为电动车辆100处于滑行状态、所谓的低μ状态,将显示为“1”的判定信号输出至坡度扭矩限制部235。另一方面,在滑行率rs小于或等于滑行阈值的情况下,滑行判定部233判定为电动车辆100未处于滑行状态,将显示为“0”的判定信号输出至坡度扭矩限制部235。

另外,滑行判定部233在判定为电动车辆100处于滑行状态之后,进行以规定期间使判定停止的计时器处理、直至连续3次获得相同的判定结果为止而使得判定信号的输出停止的三连对照处理等。由此,能够避免判定信号频繁地在“0”和“1”之间切换的振荡现象的产生。

此外,在本实施方式中,滑行判定部233基于滑行率rs而判定电动车辆100的滑行状态,但判定方法并不局限于此。例如,滑行判定部233可以利用下式(15)对滑行量as进行计算,在滑行量as超过规定的阈值的情况下判定为处于滑行状态。在该情况下,能够降低滑行判定的运算处理的负荷。

[算式15]

as=ws2ave-ws1ave…(15)

屏蔽设定部234为了将来自坡度扭矩校正部230的坡度扭矩推定值td*屏蔽而对坡度扭矩限制部235设定0(零)。

坡度扭矩限制部235根据滑行判定部233的判定结果而对从坡度扭矩校正部230输出的坡度扭矩推定值td*进行限制。

在本实施方式中,如果坡度扭矩限制部235从滑行判定部233接收到显示为“0”的判定信号,则将坡度扭矩推定值td*分别输出至图3所示的指令扭矩运算部23以及目标停止扭矩运算部25。

另一方面,如果坡度扭矩限制部235从滑行判定部233接收到显示为“1”的判定信号,则将由屏蔽设定部234设定的0(零)分别输出至指令扭矩运算部23以及目标停止扭矩运算部25。

这样,在判定为电动车辆100处于滑行状态的情况下,坡度扭矩运算部22将校正后的坡度扭矩推定值td*切换为0(零)。由此,能够抑制在上坡路、下坡路的行驶过程中给驾驶员带来的不和谐感,并且能够避免坡度扭矩推定值td*随着滑行的产生而发生变动并产生电动车辆100的加速度变动。因此,减轻了给驾驶员带来的不和谐感,因此能够实现电动车辆100的顺畅的停止。

此外,在本实施方式中,在判定为电动车辆100处于滑行状态的情况下,坡度扭矩运算部22将坡度扭矩推定值td*设定为0,但也可以将坡度扭矩推定值td*固定为坡度扭矩推定值td*至0的范围内的特定值。在该情况下,也能够抑制电动车辆100的加速度变动的产生。

图16是表示本实施方式中的目标停止扭矩运算部25的结构例的框图。

本实施方式中的目标停止扭矩运算部25根据电动车辆100的操作状态以及滑行状态而对目标停止扭矩ts_t进行限制。在图8所示的各结构(251至254)的基础上,目标停止扭矩运算部25还包含停车判定部255、起步阈值设定部256、比较器257、and运算器258、停止保持扭矩设定部259、扭矩切换器260以及变化量限制部261。

停车判定部255基于车速v以及挡位sr而判定电动车辆100是否处于停止状态或者接近停止的状态。关于停车判定部255的停车判定方法,后文中参照下图进行叙述。停车判定部255将判定结果输出至and运算器258。

具体而言,在判定为电动车辆100处于停止状态或者接近停止的状态的情况下,停车判定部255将停车判定标志设定为“1”,在判定为电动车辆100未处于停止状态或者接近停止的状态的情况下,将停车判定标志设定为“0”。

起步阈值设定部256对比较器257设定为了判定加速器踏板的踏入操作的有无而规定的起步阈值th_dr。本实施方式中的起步阈值th_dr设定为1.0%(百分比)的加速器开度。

比较器257对加速器开度ap和起步阈值th_dr进行比较,将其比较结果输出至and运算器258。在加速器开度ap大于或等于起步阈值th_dr的情况下,比较器257判断为进行了加速器踏板的踏入操作,将操作解除判定标志设定为“0”。另一方面,在加速器开度ap小于起步阈值th_dr的情况下,比较器257判断为未进行踏入操作,将操作解除判定标志设定为“1”。

在滑行判定部233的判定信号、停车判定标志以及操作解除判定标志全部都显示为“1”的情况下,and运算器258将用于许可摩擦扭矩tf的增大的许可信号输出至扭矩切换器260。即,在未踏入加速器踏板的情况下,在低μ状态的电动车辆100处于停止状态或者接近停止的状态时,and运算器258许可增大对电动车辆100施加的摩擦制动力。

另一方面,在滑行判定部233的判定信号、停车判定标志以及操作解除判定标志中的至少1个显示为“0”的情况下,and运算器258将用于禁止摩擦扭矩tf的增大的禁止信号输出至扭矩切换器260。即,在不易引起电动车辆100的下滑、即车辆流动的状况下,and运算器258抑制无用的摩擦扭矩tf的增大。

停止保持扭矩设定部259将以在设想的所有坡路上使得电动车辆100停止的方式规定的摩擦扭矩作为停止保持扭矩tsh而设定于扭矩切换器260。停止保持扭矩tsh是大于从坡度扭矩限制部235输出的坡度扭矩推定值td*的值。

扭矩切换器260根据and运算器258的输出信号而将来自坡度扭矩限制部235的坡度扭矩推定值td*切换为停止保持扭矩tsh。即,在路面为低μ状态而有可能引起电动流动的状况下,扭矩切换器260使基于摩擦制动器8a至8d的摩擦扭矩tf增大。

具体而言,在从and运算器258接收到许可信号的情况下、即路面为低μ状态而有可能引起电动流动的状况下,扭矩切换器260将停止保持扭矩tsh输出至变化量限制部261。另一方面,在从and运算器258接收到禁止信号的情况下、即不易引起电动车辆100的下滑的状况下,扭矩切换器260将来自坡度扭矩限制部235的坡度扭矩推定值td*输出至变化量限制部261。

在从坡度扭矩推定值td*切换为停止保持扭矩tsh时,变化量限制部261实施针对停止保持扭矩tsh而限制每单位时间的变化量的处理以使得摩擦制动器8a至8d的液压的升压速度不超过上限值。由此,能够在摩擦制动器8a至8d的液压升压时抑制声音振动的产生。

变化量限制部261将实施了变化量限制处理的停止保持扭矩tsh或者坡度扭矩推定值td*作为目标停止扭矩ts_t而输出至制动器控制器10。

这样,在容易滑行的状况下使电动车辆100停止时,本实施方式中的目标停止扭矩运算部25使对电动车辆100施加的摩擦扭矩tf增大。由此,能够使电动车辆100可靠地停止。

图17是表示由本实施方式中的停车判定部255进行的停车判定处理的处理流程例的流程图。

在步骤s921中,停车判定部255获取表示换挡杆的位置sr和车速v的车辆信息。

在步骤s922中,停车判定部255判断挡位sr是否为d挡(前进挡)。

在步骤s923中,在挡位sr为d挡的情况下,停车判定部255判断车速v是否小于前进阈值th_d。在该例子中,前进阈值th_d设定为+1km/h。

在步骤s924中,在车速v小于前进阈值th_d的情况下,停车判定部255将停车判定标志设定为“1”。

在步骤s928中,在车速v大于或等于前进阈值th_d的情况下,停车判定部255将停车判定标志设定为“0”。

在步骤s925中,在步骤s922中判断为挡位sr并非d挡的情况下,停车判定部255判断挡位sr是否为r挡(后退挡)。

在步骤s926中,在挡位sr为r挡的情况下,停车判定部255判断车速v是否大于后退阈值th_r。在该例子中,后退阈值th_r设定为-1km/h。在车速v大于后退阈值th_r的情况下,在步骤s924中停车判定部255将停车判定标志设定为“1”。

在步骤s927中,在挡位sr并非r挡的情况下、或者车速v小于或等于后退阈值th_r的情况下,停车判定部255将停车判定标志设定为“0”。

这样,如果步骤s924、s927以及s928的任一处理结束,则关于停车判定部255的停车判定处理的一系列处理流程结束。

根据本发明的第3实施方式,坡度扭矩运算部22判断电动车辆100是否处于滑行状态,在判断为处于滑行状态的情况下,对坡度扭矩推定值td*进行限制。这样,将坡度扭矩推定值td*设定为小于坡度扭矩推定值td*本身的值、例如设定为0,由此能够抑制电动车辆100的加速度变动的产生。

另外,根据本实施方式,在电动车辆100以滑行状态而停止时,与电动车辆100以未滑行的状态停止时相比,目标停止扭矩运算部25使目标停止扭矩ts_t增大。由此,能够抑制电动车辆100的车辆流动的产生。

(第4实施方式)

下面,对抑制电动车辆100从停止状态向起步状态转变时所产生的车辆流动的车辆流动抑制处理进行说明。

图18是表示本发明的第4实施方式的停止控制处理的处理流程例的流程图。在图12所示的步骤s910至s980的各处理的基础上,本实施方式的停止控制处理具有步骤s990的车辆流动抑制处理。

图19是表示本实施方式的车辆流动抑制处理的处理流程例的流程图。

在步骤s991中,制动器控制器10进行判定电动车辆100是否处于停止状态的停车判定处理。在判定为电动车辆100处于停止状态的情况下,本实施方式中的制动器控制器10将停车判定标志设定为“1”,在判定为电动车辆100未处于停止状态的情况下将停车标志设定为“0”。此外,后文中参照下图对停车判定处理的详情进行叙述。

在步骤s992中,制动器控制器10判定停车判定标志是否为“1”。而且,在停车判定标志为“0”的情况下,制动器控制器10结束车辆流动抑制处理。

在步骤s993中,在停车判定标志为“1”的情况下,制动器控制器10进行判定电动车辆100是否流动的流动判定处理。在判定为产生了车辆流动的情况下,本实施方式中的制动器控制器10将流动判定标志设定为“1”,在判定为未产生车辆流动的情况下,将流动判定标志设定为“0”。此外,后文中参照图21对流动判定处理的详情进行叙述。

在步骤s994中,制动器控制器10判断流动判定标志是否为“1”。而且,在流动判定标志为“0”的情况下,制动器控制器10结束车辆流动抑制处理。

在步骤s995中,在流动判定标志为“1”的情况下,制动器控制器10基于车速v而对表示电动车辆100流动的距离的车辆流动量f进行计算。例如,制动器控制器10获取针对每个控制周期δt获取的车速v乘以控制周期δt所得的值的和而计算出车辆流动量f。

在步骤s996中,为了确定产生车辆流动的情形,制动器控制器10进行对换挡杆的切换进行检测的换挡检测处理。在换挡杆的位置从前次的挡位切换为d挡或者r挡的情况下,本实施方式中的制动器控制器10将d/r检测标志设定为“1”,在切换为除此以外的挡位的情况下,将d/r检测标志设定为“0”。此外,在通过n挡时,保存前次的挡位。后文中参照图22对换挡检测处理的详情进行叙述。

在步骤s997中,制动器控制器10判断d/r检测标志是否为“1”。而且,在d/r检测标志为“0”的情况下,制动器控制器10结束车辆流动抑制处理。

在步骤s998中,制动器控制器10进行抑制车辆流动的制动力校正处理。具体而言,制动器控制器10根据车辆流动量f而使目标停止扭矩ts_t增大。此外,后文中参照图23对制动力校正处理的详情进行叙述。

如果步骤s998的处理结束,则车辆流动抑制处理结束,因此返回至图18所示的停止控制处理。

图20是表示步骤s991中进行的停车判定处理的处理流程例的流程图。

在步骤s931中,制动器控制器10获取表示加速器开度ap和车速v的车辆信息。

在步骤s932中,制动器控制器10判断加速器开度ap是否小于起步阈值th_dr。起步阈值th_dr是用于判断驾驶员是否具有使电动车辆100起步的意愿的阈值,例如设定为1%。

在步骤s935中,在加速器开度ap大于或等于起步阈值th_dr的情况下,制动器控制器10判断为驾驶员具有起步意愿,将停车判定标志设定为“0”。

在步骤s933中,在加速器开度ap小于起步阈值th_dr的情况下,制动器控制器10判断车速v的绝对值是否小于或等于停止阈值th_st。这里所说的停止阈值th_st是判定电动车辆100是否即将停止或者处于停止状态的阈值。例如,考虑对车速v进行检测的车速传感器的检测精度而将停止阈值th_st设定为几km/h。此外,也可以将停止阈值th_st设定为0km/h。

而且,在车速v的绝对值大于停止阈值th_st的情况下,制动器控制器10判断为电动车辆100并未即将停止或者处于停止状态,进入步骤s935的处理。

在步骤s934中,在车速v的绝对值小于或等于停止阈值th_st的情况下,制动器控制器10判断为电动车辆100即将停止或者处于停止状态,将停车判定标志设定为“1”。

而且,如果步骤s934或者s935的处理结束,则停车判定处理结束,因此返回至图19所示的车辆流动抑制处理。

图21是表示步骤s993中进行的流动判定处理的处理流程例的流程图。

在步骤s941中,制动器控制器10获取表示换挡杆的位置即挡位和车速v的车速信息。

在步骤s942中,制动器控制器10判断挡位是否为d挡。

在步骤s943中,在挡位为d挡的情况下,制动器控制器10判断车速v是否小于或等于后退阈值th_-、即前进时的车辆流动的速度是否超过后退阈值th_-。后退阈值th_-是用于判定是否超过能够容许的车辆流动的速度的阈值并取负值。通过实验、模拟等而预先规定后退阈值th_-。

在步骤s948中,在车速v大于后退阈值th_-的情况下,制动器控制器10判断为未引起车辆流动,将流动判定标志设定为“0”。

在步骤s944中,在车速v小于或等于后退阈值th_-的情况下,制动器控制器10判断为引起了车辆流动,将流动判定标志设定为“1”。

在步骤s945中,在步骤s942中挡位并非d挡的情况下,制动器控制器10判断挡位是否为r挡。

在步骤s947中,在挡位并非r挡的情况下,制动器控制器10将流动判定标志设定为“0”。

在步骤s946中,在挡位为r挡的情况下,制动器控制器10判断车速v是否大于前进阈值th_+、即后退时的车辆流动的速度是否超过前进阈值th_+。前进阈值th_+是用于判定是否超过能够容许的车辆流动的速度的阈值并取正值。通过实验、模拟等而预先规定前进阈值th_+。

而且,在车速v超过前进阈值th_+的情况下,制动器控制器10判断为引起了车辆流动,进入步骤s944的处理,将流动判定标志设定为“1”。另一方面,在车速v小于或等于前进阈值th_+的情况下,制动器控制器10判断为未引起车辆流动,进入步骤s957的处理,将流动判定标志设定为“0”。

如果步骤s954、s957以及s958的处理结束,则流动判定处理结束,返回至图19所示的车辆流动抑制处理。

图22是表示步骤s996中进行的换挡检测处理的处理流程例的流程图。

在步骤s951中,制动器控制器10获取表示此次的挡位和前次的挡位的车辆信息。

在步骤s952中,制动器控制器10判断此次获取到的挡位是否切换为与前次的挡位不同的挡位、即是否产生了换挡。

在步骤s955中,在判断为未产生换挡的情况下,制动器控制器10将d/r检测标志设定为“0”。

在步骤s953中,在判断为产生了换挡的情况下,制动器控制器10判断此次的挡位是否为d挡或者r挡。而且,在此次的挡位并非d挡以及r挡中的任一挡位的情况下,制动器控制器10使得处理进入步骤s955,将d/r检测标志设定为“0”。

在步骤s954中,在此次的挡位为d挡或者r挡的情况下,制动器控制器10将d/r检测标志设定为“1”。而且,如果步骤s954或者s955的处理结束,则换挡检测处理结束,返回至图19所示的车辆流动抑制处理。

图23是表示步骤s998中进行的制动力校正处理的处理流程例的流程图。

在步骤s961中,制动器控制器10针对用于使电动车辆100的制动力增大的基础制动扭矩bt_b而设定规定值。此处所说的规定值设定于能够确保平地上的电动车辆100的起步性的范围内。此外,可以考虑基于制动器踏板的操作已经从摩擦制动器8a至8d施加于电动车辆100的摩擦扭矩而设定规定值。

另外,可以根据路面坡度而设定上述规定值。具体而言,在路面坡度较大时,与路面坡度较小的情况相比,制动器控制器10利用前后g传感器15的检测值而增大规定值。由此,在较陡的坡度下停车的状态下,也能够缩短电动车辆100的流动距离。

在步骤s962中,制动器控制器10判断车辆流动量f是否大于或等于bu(备用)阈值。bu阈值是用于判定在基础制动扭矩bt_b的基础上是否需要进一步施加制动扭矩的阈值,通过实验、模拟等而预先规定。

在步骤s966中,在车辆流动量f小于bu阈值的情况下,制动器控制器10判断为仅以基础制动扭矩bt_b就使得车辆流动停止,将用于进一步增大制动力的增大量的辅助制动扭矩bt_a设定为0。

在步骤s963中,在车辆流动量f大于bu阈值的情况下,制动器控制器10将对车辆流动量f乘以规定的控制增益k所得的值设定为辅助制动扭矩bt_a。由此,车辆流动量f越多,辅助制动扭矩bt_a越大。即,制动器控制器10使摩擦扭矩增大以使得车辆流动量f变为0。

在步骤s964中,制动器控制器10将基础制动扭矩bt_b和辅助制动扭矩bt_a相加所得的值设定为流动抑制扭矩tmr。

在步骤s965中,制动器控制器10对踏板操作制动扭矩tp加上流动抑制扭矩tmr而计算出目标停止扭矩ts_t。基于制动器踏板的操作量而设定踏板操作制动扭矩tp。由此,在仅以制动器踏板的操作量而会产生车辆流动的情况下,能够利用流动抑制扭矩tmr而使得摩擦扭矩增大。

如果步骤s965的处理结束,则制动力校正处理结束,返回至图19所示的车辆流动抑制处理。

下面对本实施方式的制动器控制器10的动作例进行说明。

图24是对因电动车辆100的换挡而引起的车辆流动的抑制方法进行说明的时序图。这里,示出了在上坡路停止的电动车辆100起步时所产生的车辆流动的抑制方法。

图24(a)至图24(i)中的纵轴表示车速v、车辆流动量f、换挡杆操作、换挡信号、摩擦制动器操作、流动判定标志、基础制动扭矩tb_b、辅助制动扭矩tb_a以及目标停止扭矩ts_t,横轴表示通用的时间轴。换挡信号是表示挡位的车辆信息,是输入至制动器控制器10的信号之一。

在时刻t10,车速v为0,车辆流动量f为0,挡位为p挡。即,电动车辆100处于停车状态。因此,制动器控制器10将停车判定标志设定为“1”。

在时刻t11,驾驶员为了使处于停止状态的电动车辆100起步,如图24(e)所示,驾驶员进行制动器踏板的踏入操作。与此相伴,制动器控制器10将作为基于驾驶员操作的制动扭矩的请求值的请求制动扭矩设定为目标停止扭矩ts_t,如图24(i)所示,利用摩擦制动器8a至8d对电动车辆100施加摩擦扭矩。

在时刻t12,如图24(c)所示,挡位从p挡向d挡切换。与此相伴,如图24(a)及图24(b)所示,电动车辆100向相对于前进方向相反的方向移动,因此车速v和车辆流动量f均向负值侧增大。即,电动车辆100因车辆流动而后退。因此,制动器控制器10基于车速v而将流动判定标志从“0”切换为“1”。

如图24(c)所示,时刻t12至时刻t13的期间处于未确定挡位的状态,如图24(a)及图24(b)所示,随着从时刻t12的时间的经过,车辆流动的车速v和车辆流动量f增大。另外,如图24(d)所示,换挡信号表示与前次的p挡相同的挡位,因此制动器控制器10的前次的挡位与此次的挡位相同,因此判断为未产生换挡。

此时,如图24(b)所示,车辆流动量f增大,因此如图24(h)中的点划线所示,设定为辅助制动扭矩bt_a的运算值也逐渐增大。本实施方式中的制动器控制器10将对车辆流动量f加上规定的控制增益k所得的运算值设定为辅助制动扭矩bt_a。

在时刻t13,如图24(c)所示,挡位确定为d挡,如图24(d)所示,换挡信号从p挡切换为d挡。因此,制动器控制器10判断为产生了换挡,将d/r检测标志设定为“1”。

此时,停车判定标志、流动判定标志以及d/r检测标志都显示为“1”,因此制动器控制器10如图23中所述那样进行用于抑制车辆流动的制动力校正处理。

具体而言,如图24(g)及图24(h)所示,制动器控制器10设定基础制动扭矩bt_b和辅助制动扭矩bt_a,将它们的值相加而计算出流动抑制扭矩tmr。而且,如图24(i)所示,制动器控制器10对基于驾驶员的操作的请求制动扭矩加上流动抑制扭矩tmr而对目标停止扭矩ts_t进行校正。

由此,如图24(i)中的虚线所示,摩擦扭矩升高,如图24(a)及图24(b)所示,电动车辆100的车辆流动得到抑制。

这样,根据本实施方式,在停车判定标志显示为“1”、且d/r检测标志显示为“1”的情况下,制动器控制器10对基于驾驶员的操作的请求制动扭矩加上流动抑制扭矩tmr而计算出目标停止扭矩ts_t。即,在电动车辆100停止的情况下,在检测出电动车辆100流动的状态时,制动器控制器10使摩擦扭矩增大至规定值。

在电动车辆100在坡路停止的状态下,电动车辆100的加减速度为0(零),因此并未准确地运算出坡度扭矩推定值td*。因此,在使电动车辆100起步时对车辆流动进行检测,即使利用坡度扭矩推定值td*而设定目标停止扭矩ts_t,对电动车辆100施加的制动力也有可能不足而导致电动车辆100下滑。

作为其对策,在检测出停车中的电动车辆100流动时,本实施方式中的制动器控制器10使摩擦扭矩增大以便使得电动车辆100可靠地停止。由此,能够迅速地抑制电动车辆100的车辆流动。

另外,根据本实施方式,制动器控制器10根据电动车辆100的车辆流动量f而使得与流动抑制扭矩tm相加的辅助制动扭矩bt_a增大。由此,能够可靠地抑制电动车辆100的车辆流动。

并且,根据本实施方式,在电动车辆100停止的情况下,制动器控制器10对设置于电动车辆100的换挡杆的挡位是否从p挡例如向d挡或者r挡的其他挡位切换进行检测。而且,在检测出挡位从p挡向其他挡位的切换的情况下,制动器控制器10判断为电动车辆100处于流动的状态,使摩擦扭矩增大流动抑制扭矩tmr。

这样,在停车中产生换挡时有可能产生电动车辆100的流动,因此通过使摩擦扭矩增大至预先规定的值,从而能够可靠地抑制电动车辆100的流动。因此,能够抑制摩擦扭矩无用地增大而导致电动车辆100的起步性变差。

(第5实施方式)

图25是表示本发明的第5实施方式的车辆流动抑制处理的处理流程例的流程图。

本实施方式的车辆流动抑制处理代替图19所示的步骤s996以及s997的各处理而具有步骤s996b以及s997b的各处理。关于其他处理,与图19所示的处理相同,因此这里仅对步骤s996b以及s997b的处理进行说明。

在步骤s996b中,制动器控制器10为了判断可否执行步骤s998中进行的制动力校正处理而进行检测换挡杆的切换的换挡检测处理。本实施方式中的制动器控制器10对在d挡与r挡之间是否进行了挡位的切换进行检测,根据检测结果而执行用于抑制步骤s998的制动力校正处理的屏蔽处理。

例如,在d挡与r挡之间切换挡位的情况下,制动器控制器10判断车速v的绝对值是否大于规定的屏蔽阈值。而且,在车速v的绝对值大于屏蔽阈值的情况下,制动器控制器10将屏蔽设定标志设定为“1”,在除此以外的情况下,制动器控制器10将屏蔽设定标志设定为“0”。

在步骤s997b中,制动器控制器10判断屏蔽设定标志是否设定为“1”。而且,在屏蔽设定标志设定为“0”的情况下、即检测出电动车辆100的车辆流动的情况下,制动器控制器10使处理进入步骤s998。

另一方面,在屏蔽设定标志设定为“1”的情况下,制动器控制器10为了避免因步骤s998的制动力校正处理引起的急剧的制动扭矩的产生所带来的前后g,而禁止步骤s998的处理。而且,制动器控制器10使车辆流动抑制处理的处理流程结束。

图26是表示步骤s996b中进行的换挡检测处理的处理流程例的流程图。

在步骤s971中,制动器控制器10获取表示此次的挡位、前次的挡位以及车速v的车辆信息。

在步骤s972中,制动器控制器10判断此次获取的挡位是否切换为与前次的挡位不同的挡位、即是否产生了换挡。

在步骤s978中,在判断为未产生换挡的情况下,制动器控制器10将屏蔽设定标志设定为“0”。

在步骤s973中,在判断为产生了换挡的情况下,制动器控制器10对通过制动力校正处理的执行而容易产生前后g的情形进行检测。本实施方式中的制动器控制器10判断换挡是否为从r挡向d挡的切换。

在步骤s974中,在换挡为从r挡向d挡的切换的情况下,制动器控制器10为了避免前后g的产生而判断车速v是否小于或等于d屏蔽阈值。通过实验、模拟等而求出因制动力校正处理而容易产生前后g的车速,基于该车速而预先设定d屏蔽阈值。例如,d屏蔽阈值设定为0或者正值。

在步骤s975中,在车速v小于或等于d屏蔽阈值的情况下,制动器控制器10将屏蔽设定标志设定为“1”以便不无用地进行制动力校正处理。

在步骤s979中,在车速v大于d屏蔽阈值的情况下,制动器控制器10将屏蔽设定标志设定为“0”。

在步骤s976中,在步骤s973中换挡并非从r挡向d挡的切换的情况下,制动器控制器10判断作为容易产生前后g的其他情形而换挡是否为从d挡向r挡的切换。而且,在换挡并非从d挡向r挡的切换的情况下,制动器控制器10使处理进入步骤s978。

在步骤s977中,在换挡为从d挡向r挡的切换的情况下,制动器控制器10判断车速v是否大于或等于r屏蔽阈值。与上述的d屏蔽阈值同样地设定r屏蔽阈值。例如,r屏蔽阈值设定为0或者负值。

在车速v大于或等于r屏蔽阈值的情况下,制动器控制器10将屏蔽设定标志设定为“1”,在车速v小于r屏蔽阈值的情况下,将屏蔽设定标志设定为“0”。而且,如果步骤s975、s978以及s979的处理结束,则换挡检测处理的一系列处理流程结束。

下面,参照图27及图28对本实施方式的电动车辆100的动作进行说明。

图27是表示在下坡路停止的电动车辆100的车辆流动的抑制方法的一个例子的时序图。

图27(a)至图27(e)中的纵轴分别表示车速v、车辆流动量f、流动抑制扭矩tmr、加速器开度ap、停车判定标志,横轴为通用的时间轴。

在时刻t20,如图27(a)及图27(d)所示,车速v和加速器开度ap都为0,通过图20所示的停车判定处理,如图27(e)所示,将停车判定标志设定为“1”。

在时刻t21,例如行李等装载于电动车辆100而使得电动车辆100向前进方向流动,如图27(a)所示,车速v逐渐增大。

在时刻t22,如图27(a)所示,车速v超过前进阈值th_+,因此如图27(b)所示,开始车辆流动量f的累计计算。

在时刻t23,如图27(b)所示,车辆流动量f超过阈值th_f,因此执行制动力校正处理。具体而言,如图27(c)所示,对流动抑制扭矩tmr进行计算,对目标停止扭矩ts_t加上计算出的值。

而且,如图27(b)所示,车辆流动量f逐渐增大,因此流动抑制扭矩tmr以追随车辆流动量f的方式增大。由此,对电动车辆100施加的摩擦扭矩增大,因此车辆流动得到抑制而车速v减小。

在时刻t24,如图27(a)所示,车速v低于前进阈值th_+,因此如图27(b)所示,停止车辆流动量f的累计计算。然后,车速v变为0,电动车辆100停止,并且在与流动抑制扭矩tmr相加的状态下维持摩擦扭矩。

在时刻t25,如图27(d)所示,加速器开度ap超过起步阈值th_dr,因此如图27(e)所示,停车判定标志设定为“0”,制动力校正处理停止。具体而言,如图27(c)所示,流动抑制扭矩tmr设定为0,根据摩擦制动器8a至8d的响应性而降低。

这样,在停车中的电动车辆100因行李的装载等而产生车辆流动的情形下,根据车辆流动量f的大小而使对摩擦扭矩追加的流动抑制扭矩tmr增大。由此,能够可靠地抑制车辆流动。

图28是表示在下坡路停止的情况下的电动车辆100的车辆流动的抑制方法的一个例子的时序图。

图28(a)至图28(g)中的纵轴分别表示车速v、换挡信号、屏蔽设定标志、车辆流动量f、流动抑制扭矩tmr、加速器开度ap、停车判定标志,横轴为通用的时间轴。

在时刻t30,例如驾驶员使电动车辆100暂时停止,因此如图28(a)、图28(b)以及图28(f)所示,电动车辆100以微速而前进。

在时刻t31,驾驶员为了使电动车辆100后退,如图28(a)及图28(f)所示,小于起步阈值th_dr的加速器开度ap进一步减小,车速v低于停止阈值th_st。因此,如图28(g)所示,通过图20的停车判定处理而将停车判定标志设定为“1”。

而且,如图28(b)所示,换挡信号从d挡切换为r挡,如图28(a)所示,车速v大于显示为0的r屏蔽阈值,因此如图28(c)所示那样将屏蔽设定标志设定为“1”。由此,如图28(c)及图28(d)所示,即使在电动车辆100向相对于行进方向相反的方向移动的情况下,也将制动力校正处理屏蔽,因此车辆流动量f以及流动抑制扭矩tmr均设定为0。

在时刻t32,如图28(a)所示,车速v低于r屏蔽阈值,因此将屏蔽设定标志设定为“0”。另外,如图28(a)及图28(f)所示,加速器开度ap在r挡下升高,车速v向负值侧增大。然后,如果加速器开度ap变为0,则因车辆流动而使得车速v向正值侧增大。

在时刻t33,车速v大于0,因此如图28(d)所示,车辆流动量f增大,在时刻t34,车辆流动量f超过阈值th_f,因此如图28(e)所示,与车辆流动量f相应的流动抑制扭矩tmr升高。由此,如图28(a)所示,车速v下降而抑制了车辆流动。

在时刻t35,如图28(a)所示,车速v变为0,因此如图28(d)所示,停止对车辆流动量f的累计计算,使得流动抑制扭矩tmr增大。

在时刻t36,如图28(b)及图28(f)所示,加速器开度ap在d挡下超过起步阈值th_dr,因此如图28(f)所示,停车判定标志切换为“0”,制动力校正处理停止。

这样,在挡位从d挡切换为r挡的情形下,在车速v大于规定的屏蔽阈值的情况下,抑制制动力校正处理的执行。由此,能够避免无用地附加制动力而使得电动车辆100紧急停止的情况。

根据本发明的第5实施方式,在车速v降低至作为规定值的停车阈值th_s的情况下,电动车辆100的移动量越大,制动器控制器10使得由摩擦制动器8a至8d对电动车辆100施加的摩擦扭矩越增大。

例如,制动器控制器10进行图23所述的制动力校正处理,图27(b)所示的车辆流动量f越大,越增大图27(c)所示的流动抑制扭矩tmr。由此,能够抑制电动车辆100向相对于行进方向相反的方向移动。

此外,制动器控制器10可以根据相对于电动车辆100降低至停车阈值th_s的时刻的移动量而使摩擦扭矩增大。在该情况下,也能够使向相对于行进方向相同的方向移动的电动车辆100迅速地停止。

另外,根据本实施方式,在电动车辆100停止的情况下,在检测出电动车辆100流动的状态时,制动器控制器10根据车辆流动量f而使摩擦扭矩增大。例如,如图27所述,在停车判定标志设定为“1”的状态下,在车辆流动量f超过阈值th_f的情况下判断为处于车辆流动状态,制动器控制器10使流动抑制扭矩tmr增大。

由此,在坡路上停车中的电动车辆100装载有行李而使得电动车辆100流动的情况下,也能够迅速地使电动车辆100停止。

此外,在图27中,在电动车辆100向相对于行进方向相同的方向流动的情形下进行了摩擦扭矩的增大,但即使在电动车辆100向相对于行进方向相反的方向流动的情况下,也可以同样地进行摩擦扭矩的增大。

如上所述,在电动车辆100向相对于行进方向相反的方向流动的情况下,与电动车辆100向相对于行进方向相同的方向流动的情况相比,优选增大摩擦扭矩的增大量以及增加速度中的至少一者。由此,在电动车辆100向相对于行进方向相反的方向流动的情况下,能够使电动车辆100迅速地停止,另一方面,在电动车辆100向相对于行进方向相同的方向流动的情况下,能够使电动车辆100顺畅地停车。

并且,根据本实施方式,在d挡与r挡之间进行电动车辆100的换挡杆的切换的情况下,制动器控制器10抑制摩擦扭矩的增大。例如,如图28所述,在时刻31将换挡杆从d挡切换为r挡的情况下,制动器控制器10将屏蔽设定标志设定为“1”而禁止摩擦扭矩的增大。

由此,在d挡与r挡之间进行换挡杆的切换的情况下,即使电动车辆100向相对于行进方向相反的方向移动,也禁止摩擦扭矩的增大,因此能够抑制无用的摩擦扭矩的增大。

以上对本发明的实施方式进行了说明,但上述实施方式不过示出了本发明的应用例的一部分而已,其主旨并非将本发明的技术范围限定为上述实施方式的具体结构。

例如,在上述实施方式中,对于电机控制器2以及制动器控制器10这二者,分别对电机4以及摩擦制动器8a至8d进行控制,但也可以利用一个控制器而实现对二者的控制,还可以利用制动器控制器10执行电机控制器2的控制的一部分。或者,也可以利用电机控制器2执行制动器控制器10的控制的一部分。

本申请主张基于2017年1月24日向日本专利厅申请的日本特愿2017-010565的优先权,通过参照而将该申请的全部内容并入本说明书。

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