马达驱动控制装置的制造方法_3

文档序号:9620016阅读:来源:国知局
虑到从虚线的直线93起至直线q5为止的范围内的15%?35%固定比率制动线(再生效率85%?65% )时,有时采用粗线qn所示的折线曲线。另夕卜,在中速域中,采用直线q4。由此,能够在中速域中高效地进行电池再生。
[0088]另外,作为更进一步的制约条件,还有:表示根据二次电池101而设定的电池充电电流限制线的曲线群qs(根据电池的种类和状态而不同)、更低速域中的再生效率50%线的直线q2等。
[0089]当设电池电压恒定时,通过电池的最大充电电流限制,使得再生电力恒定。
[0090]电池电压X电池充电电流=恒定再生电力=马达反电动势X马达电流
[0091]由于马达反电动势与速度成比例、且马达转矩与马达电流成比例,因而它们的积恒定,所以马达电流与速度成反比。因此,曲线群(18成为与速度成反比的双曲线。由于电池电压、即电池余量和电池温度带来的减额折损,最大充电电流也可变,根据上述式,由于恒定再生电力自身也与电池电压成比例,所以表现为多个双曲线。
[0092]并且,关于再生制动的优劣,在一定速度的条件下,在所求出的一定距离(不是一定时间)以下停止的情况下的总再生电力较大则为优秀。此时,未在规定距离以下停止的情况下,一并使用机械制动直到停止为止。这是因为,当不存在一定距离以下这样的制约时,在机械损失不成为问题的范围内,越是不容易停止的效果较差的轻再生制动,则再生效率越有利,这种情况下并没有制动的意义。因此,针对在可发挥制动功能作用的前提下,在停止于规定距离以下的范围内一并使用机械制动的状态进行评价。
[0093]图4的曲线qn是一例,也可以采用图5所示的曲线q13。曲线q13在低速域中具有沿着上述曲线q2的形状,当速度提高时,手动再生制动目标转矩值恒定,而在高速域中通过电池充电电流限制线群qs进行限制。另外,虚线的直线q12表示25%制动线(再生效率75% )。当成为高速域时,在由电池充电电流限制线群(18限制的附近低于该直线q12。
[0094]并且,也可以采用图6所示的曲线。图6示出从制动输入部1028收取了要求制动强度的情况下的示例。在该示例中,在要求制动强度较小的情况下采用曲线q14,在要求制动强度中等的情况下采用曲线q15,在要求制动强度较大的情况下采用曲线q16。关于曲线q16,通过电池充电电流限制线群(18之一进行限制。这种情况下,在低速时也沿着直线q2,不会高于该直线。另外,也可以不是这种3个阶段,而规定与更多阶段或更少阶段对应的曲线。进而,也可以另外定义与要求制动强度对应的手动再生制动目标转矩值的函数。
[0095]接着,对自动再生目标转矩运算部1204的详细结构进行说明。如图7所示,自动再生目标转矩运算部1204具有车速换算部1301、踏板调制函数运算部1302、速度反馈函数计算部1303、乘法部1304、加法器1305、加速度反馈函数计算部1306、乘法部1307、乘法部1308、加速度反馈滤波器1310、加法器1315。
[0096]并且,加速度反馈滤波器1310例如是一次IIR(Infinite impulse response:无限脉冲响应)-LPF (Low Pass Filter:低通滤波器),具有加法器1311、乘法部1312、加法器1313、延迟器(1/Zf)1314。
[0097]速度反馈函数计算部1303将前轮车速Vf作为输入来计算预定的速度反馈函数的值。具体而言,使用图8所示的速度反馈函数。图8的曲线图的横轴表示前轮车速Vf,纵轴表示速度反馈函数的输出Tvfb。在图8的例子中,在前轮车速Vf达到下坡速度抑制基准速度Vfbt (例如18?24km/h左右)之前,输出Vfb为0,但是,当前轮车速Vf为Vfbt以上时,沿着斜率Kvfb (下坡速度抑制微分反馈系数(转矩/速度))的直线增大。即,Tvfb =MAX[0, KvfbX (Vf-Vfbt) ] ο
[0098]车速换算部1301通过对踏板速度Vp乘以例如规定的最大齿轮比,从而计算出最大齿轮比换算踏板速度Vph。最大齿轮比使用固定值以进行稳定动作。踏板调制函数运算部1302根据前轮车速Vf和最大齿轮比换算踏板速度Vph计算踏板调制度Kpd和踏板偏置再生转矩Tpdo并输出。踏板调制函数运算部1302的运算内容在后面详细叙述。
[0099]来自速度反馈函数计算部1303的输出Tvfb和踏板调制度Kpd被输入到乘法部1304,乘法部1304计算出Tvfb XKpd。
[0100]另一方面,对加速度反馈函数计算部1306输入前轮车速Vf的加速度Af,加速度反馈函数计算部1306根据加速度Af计算输出Afb,并将其输出到乘法部1307。另外,加速度反馈函数计算部1306的运算内容在后面详细叙述。
[0101]对乘法部1307输入加速度反馈函数计算部1306的输出Afb和踏板调制度Kpd,乘法部1307计算Afb X Kpd。
[0102]然后,乘法部1307的输出AfbXKpd和标准总质量(例如80Kg) X等效半径(考虑了马达减速比的直接驱动换算的等效车轮半径)被输入到乘法部1308,乘法部1308计算AfbXKpdX标准总质量X等效半径,作为转矩。
[0103]在加速度反馈滤波器1310中,在加法器1311中计算(乘法部1308的输出)_(加速度反馈滤波器1310的输出Tafb),在乘法部1312中计算加法器1311的输出与加速度反馈/截止频率系数Kef (例如大约1/192。在1/1024?1/64的范围内决定)之积,在加法器1313中计算乘法部1312的输出与加速度反馈滤波器1310的输出Tafb之和,在延迟器1314中以运算帧为单位进行延迟,从而生成输出Tafb。
[0104]关于加速度反馈的路径,由于加速度直接作为逆加速度而被反馈,所以,由于检测系统和执行系统的延迟,该状态下,控制系统可能不稳定而引起振荡,因此,插入作为一次延迟要素IIR滤波器的加速度反馈滤波器1310作为稳定化环路滤波器。
[0105]另外,关于速度反馈的路径,车速会作为再生转矩甚至逆加速度比例而被反馈,但是,在从逆加速度反映为车速的期间内,原本存在积分要素,所以环路稳定,因此,不设置特别的滤波器。
[0106]加法器1305对乘法部1304的输出TvfbXKpd和来自踏板调制函数运算部1302的踏板偏置再生转矩Tpdo进行相加,并将相加结果Tvfbo输出到加法器1315。
[0107]加法器1305的输出Tvfbo和加速度反馈滤波器1310的输出Tafb被输入到加法器 1315,加法器 1315 计算出 Tvfbo+Tafb = Tc。
[0108]接着,详细叙述踏板调制函数运算部1302。踏板调制函数运算部1302根据最大齿轮比换算踏板速度Vph和前轮车速Vf,例如如图9所示计算踏板调制度Kpd。在图9的例子中,横轴表示Vph/MAX[ I Vf I,Vf 1],纵轴表示踏板调制度Kpd。在图9中,实线示出无法检测踏板的旋转方向的情况下的示例。Vfl是踏板平缓最低车速(大约2km/h左右),是为了防止Vf成为0附近而踏板调制函数的输出值变得不稳定而设定的。S卩,在|Vf I为2km/h之前,根据Vph/Vfl而得到踏板调制度Kpd。如果Vph = Vf则Vph/Vf为“ 1 ”,如果Vph与Vf之间存在差异则Vph/Vf会偏离于“ 1 ”,所以,可以说Vph/Vf表示Vph与Vf的一致度。在图9的踏板调制函数的情况下,如果Vph> I Vf I (最大齿轮比换算踏板速度Vph比前轮车速
vf I快),则Vph/1 Vf I大于1,但是Kpd为0。另一方面,如果Vph< I Vf I (前轮车速I vf |比最大齿轮比换算踏板速度Vph快。即踏板的旋转滞后),则Vph/ I Vf I的值减小,而踏板调制度Kpd增大。而且,如果Vph/Vf为0、即Vph = 0,则Kpd为“1”。另外,图9的虚线示出能够检测踏板的旋转方向的情况下的示例。
[0109]这样,输出与前轮车速Vf和最大齿轮比换算踏板速度Vph的一致度对应的踏板调制度Kpd。特别是如果Vph〈 | Vf I,则一致度越低则踏板调制度Kpd会成为越大的值。即,以使得自动再生制动目标转矩增大的方式发挥作用。例如,在前轮车速Vf为Vft以上且速度为某种程度的状态下,当踏板的旋转速度降低时,自动再生制动目标转矩会根据最大齿轮比换算踏板速度Vph相对于前轮车速Vf的偏离度而增大。
[0110]并且,在检测出踏板的旋转方向的情况下,有时采用图10所示的踏板调制函数。图10的曲线图是与图9同样的曲线图,Vph/MAX[|Vf|,Vfl]为正的部分与图9相同。
[0111]另一方面,Vph/MAX[|Vf|,Vfl]为负的部分表示踏板逆向旋转的情况下的踏板调制度Kpd的变化。在粗线的情况下,在Vph/MAX[ Vf I,Vfl]为-2之前,踏板调制度Kpd以与Vph/MAX[|Vf|,Vfl]为正的情况下相同的斜率而单调增大,在¥?11/嫩乂[|¥6,¥行]=-2时Kpd = 3。在Vph/MAX[ I Vf I,Vfl]小于-2的情况下,维持在Kpd = 3。这样,通过使踏板进一步逆向旋转,从而设定更大的再生制动目标转矩。
[0112]另外,Kpd如下所述表示。
[0113]Kpd = Min [3, Max [0, (1-Vph/Max [Vf, Vfl])]]
[0114]并且,如虚线所示,也可以在Vph/MAX[|Vf|,Vfl]为负值的情况下维持Vph/MAX[|Vf I, Vfl] = 0 时的 Kpd = Ιο
[0115]并且,在无法检测出踏板的逆向旋转的情况下,踏板偏置再生转矩Tpdo为0。另一方面,在能够检测出踏板的逆向旋转的情况下,例如使用图11所示的踏板偏置再生转矩用的函数。在图11的例子中,在¥?11/嫩乂[卜6,¥行]为0以上的情况下,踏板偏置再生转矩Tpdo保持为0,但是,当踏板逆向旋转而使Vph/MAX[ I Vf I,Vfl]成为负值时,例如在Vph/MAX[|Vf|,Vfl] = -2 的情况下成为 Tpdo = 2 之前,Tpdo 会根据 Vph/MAX[ | Vf |,Vfl]而单调增大。当Vph/MAX[|Vf |,Vfl]小于-2时,维持在Tpdo = 2。
[0116]如果使用图10的踏板调制度Kpd,则根据下坡中的踏板逆向旋转操作,能够有意地施加再生制动,但是,在平地中,由于自然加速为零或稍微为负,所以,以下所述的加速度反馈函数的输出也为零。因此,仅通过踏板调制度与加速度反馈函数的输出之积无法施加再生制动。
[0117]因此,作为踏板调制函数运算部1302的另一个输出,生成这种踏板偏置再生转矩Tpdo。这样,能够对自动再生目标转矩Tc进行偏置以有意地增强再生制动,在平地或上坡中,也能够如倒轮制动那样使用再生制动。
[0118]接着,详细叙述加速度反馈函数计算部1306。图12示出加速度反馈函数的一例。在图1
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