动力控制装置制造方法
【专利摘要】一种动力控制装置，用于控制一电动车的动力。电动车包括一电池、一马达、一加速踏板及一感测模组。感测模组感测加速踏板的深度及电动车的速度。动力控制装置包含：一情境判断模组，根据感测模组所产生的一感测加速踏板深度及一感测车速，进行加速情境判断、起步情境判断及负载情境判断中的至少一种；及一控制模组，根据情境判断模组的判断结果，及根据感测加速踏板深度与感测车速中的至少一者，产生一转矩输出信号，转矩输出信号反应一用于控制马达的输出转矩。
【专利说明】动カ控制装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及ー种动カ控制技术，特别是涉及一种用于电动车的动カ控制装置。【背景技术】
[0002]參阅图1，一种现有的用于控制一电动车的动カ的动カ控制装置带有ー固定的操作曲线I的资讯，操作曲线I描述电动车的ー加速踏板的深度与一转矩输出信号间的关系。现有的动カ控制装置根据ー感测到的加速踏板深度及操作曲线I的资讯，得到一转矩输出信号，并将转矩输出信号转换成ー输出转矩，以控制电动车的一马达。
[0003]现有的动カ控制装置有以下缺点:
[0004](I)在电动车起步时，需克服电动车所遭受的静摩擦阻力，如果电动车无缓行设计，现有的动カ控制装置将造成电动车的起步延缓，且电动车愈重，这个情况愈严重。
[0005](2)在电动车加速时，现有的动カ控制装置将造成电动车无显著的加速感，且电动车的加速カ较小。
[0006](3)在加速踏板的深度固定时，道路坡度改变将造成电动车的负载跟着改变，使得现有的动カ控制装置的转矩输出信号偏大或偏小，进而改变电动车的速度。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供ー种动カ控制装置，可以改善【背景技术】的至少部分缺点。
[0008]本发明动カ控制装置用于控制ー电动车的动力。该电动车包括ー电池、ー马达、一加速踏板及ー感测模组。该感测模组感测该加速踏板的深度，并产生ー感测加速踏板深度，且感测该电动车的速度，并产生一感测车速。该动カ控制装置包含一情境判断模组及ー控制模组。
[0009]该情境判断模组进行以下三种情境判断中的至少ー种:
[0010]加速情境判断:根据该感测加速踏板深度及ー參考加速踏板深度，得到一加速踏板深度变化量，并根据该感测加速踏板深度及该加速踏板深度变化量，判断该电动车处于一加速情境及一非加速情境中的哪ー者，且根据该感测加速踏板深度更新该參考加速踏板深度；
[0011]起步情境判断:根据该感测车速，判断该电动车处于一静止起步情境、一低速起步情境及一非起步情境中的哪ー者；及
[0012]负载情境判断:根据该感测加速踏板深度及该感测车速，判断该电动车处于ー轻载情境、一重载情境及一预设负载情境中的哪ー者。
[0013]该控制模组根据该情境判断模组的判断结果，及根据该感测加速踏板深度与该感测车速中的至少ー者，产生ー转矩输出信号，该转矩输出信号反应ー用于控制该马达的输出转矩。
[0014]本发明的有益效果在于:根据该起步情境判断的判断结果产生该转矩输出信号，可以改善【背景技术】的第(I)个缺点，根据该加速情境判断的判断结果产生该转矩输出信号，可以改善【背景技术】的第(2)个缺点，根据该负载情境判断的判断结果产生该转矩输出信号，可以改善【背景技术】的第(3)个缺点。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是ー示意图，说明一种现有的动カ控制装置所使用的一操作曲线，操作曲线描述ー电动车的一加速踏板的深度与一转矩输出信号间的关系；
[0016]图2是一方块图，说明本发明动カ控制装置的较佳实施例用于控制ー电动车的动力；
[0017]图3是一方块图，说明较佳实施例；
[0018]图4是ー示意图，说明电动车的一加速踏板的深度(横轴)与较佳实施例的一基准控制信号(纵轴)间的关系，及加速踏板的深度(横轴)与较佳实施例的一加速补偿信号(纵轴)间的关系；
[0019]图5是ー示意图，说明电动车的速度(横轴)与较佳实施例的一起步补偿信号(纵轴)间的关系；
[0020]图6是ー示意图，说明电动车的一马达的温度(横轴)与较佳实施例的ー马达温度因数(纵轴)间的关系；
[0021]图7是ー示意图，说明电动车的ー电池的电压(横轴)与较佳实施例的ー电池电压因数(纵轴)间的关系；
[0022]图8是ー示意图，说明电动车的电池的温度(横轴)与较佳实施例的ー电池温度因数(纵轴)间的关系；
[0023]图9是一不意图,说明电动车的电池的残电量(横轴)与较佳实施例的一电池残电量因数(纵轴)间的关系。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0025]參阅图2与图3，本发明动カ控制装置的较佳实施例2用于控制一电动车3的动力。电动车3包括ー电池31、ー马达32、一加速踏板33及ー感测模组34。感测模组34感测加速踏板33的深度，并产生ー感测加速踏板深度，且感测电动车3的速度，并产生ー感测车速，且感测马达32的温度，并产生ー感测马达温度，且感测电池31的电压，并产生ー感测电池电压,且感测电池31的温度，并产生一感测电池温度，且感测电池31的残电量，并产生一感测电池残电量。本实施例动カ控制装置2包含一情境判断模组21、ー控制模组22及一输出模组23。
[0026]情境判断模组21包括一加速情境判断単元211、一起步情境判断単元212及ー负载情境判断単元213。
[0027]加速情境判断単元211从感测模组34接收感测加速踏板深度，用于根据感测加速踏板深度及ー參考加速踏板深度，得到一加速踏板深度变化量，井根据感测加速踏板深度及加速踏板深度变化量，判断电动车3处于ー加速情境及一非加速情境中的哪ー者，且根据感测加速踏板深度更新參考加速踏板深度。
[0028]在本实施例中，加速情境判断单元211的判断方式是:如果加速踏板深度变化量大于ー预设变化量，则判断电动车3处于加速情境，并在先前判断出电动车3处于非加速情境时，将ー加速起始深度设定为參考加速踏板深度；如果加速踏板深度变化量小于预设变化量，且感测加速踏板深度大于加速起始深度，则判断电动车3处于加速情境；否则，判断电动车3处于非加速情境，并将加速起始深度设定为O。
[0029]起步情境判断単元212从感测模组34接收感测车速，用于根据感测车速，判断电动车3处于ー静止起步情境、一低速起步情境及一非起步情境中的哪ー者。
[0030]在本实施例中，起步情境判断単元212的判断方式是:如果感测车速小于ー第一预设速度，则判断电动车3处于静止起步情境；如果感测车速介于第一预设速度及一第二预设速度间，则判断电动车3处于低速起步情境；否则，判断电动车3处于非起步情境；其中，第二预设速度大于第一预设速度。
[0031]负载情境判断単元213从感测模组34接收感测加速度板深度及感测车速，用于根据感测加速踏板深度及感测车速，判断电动车处于ー轻载情境、一重载情境及ー预设负载情境中的哪ー者。
[0032]在本实施例中，负载情境判断単元213带有ー车速參考曲线的资讯(例如以函数或映射表来表示)，车速參考曲线描述加速踏板33的深度与电动车3的速度间的预设关系。负载情境判断単元213的判断方式是:如果感测车速大于感测加速踏板深度根据车速參考曲线的资讯所对应的ー预设车速超过ー预设差异量，则判断电动车3处于轻载情境；如果感测车速小于预设车速超过预设差异量，则判断电动车3处于重载情境；否则，判断电动车3处于预设负载情境。
[0033]控制模组22包括一基准控制单元221、一补偿单元222及一决策单元223。补偿单元222包括一加速补偿部2221、一起步补偿部2222、ー负载补偿部2223。决策单元223包括一控制决策部2231及一输出决策部2232。
[0034]基准控制单元221从感测模组34接收感测加速踏板深度，用于根据感测加速踏板
深度产生一基准控制信号。
[0035]加速补偿部2221从加速情境判断单元211接收其判断結果，从感测模组34接收感测加速踏板深度，用于根据加速情境判断単元211的判断结果，在加速情境判断単元211判断出电动车3处于加速情境时，根据感测加速踏板深度，产生大于基准控制信号的一加速补偿信号，在加速情境判断单元211判断出电动车3处于非加速情境吋，产生为0的加速补偿信号，如图4所示，其中，曲线41描述加速踏板33的深度(横轴)与基准控制信号(纵轴)间的关系，曲线42描述在加速情境判断单元211判断出电动车3处于加速情境时加速踏板33的深度(横轴)与加速补偿信号(纵轴)间的关系，点51表示加速踏板33的最大深度，点52表示加速起始深度。值得注意的是，在曲线41中，加速踏板33的深度与基准控制信号间可以不是呈线性关系，在曲线42中，加速踏板33的深度与加速补偿信号间可以不是呈线性关系。
[0036]起步补偿部2222从起步情境判断单元212接收其判断結果，从感测模组34接收感测车速，用于根据起步情境判断単元212的判断结果，在起步情境判断単元212判断出电动车3处于静止起步情境吋，产生为一预设补偿值的一起步补偿信号，在起步情境判断单元212判断出电动车3处于低速起步情境时，根据感测车速产生介于0与预设补偿值间的起步补偿信号，且感测车速愈大，起步补偿信号愈小，在起步情境判断単元212判断出电动车3处于非起步情境吋，产生为O的起步补偿信号，如图5所示，其中，曲线43描述电动车3的速度(横轴)与起步补偿信号(纵轴)间的关系，点53表示第一预设速度，点54表示第二预设速度，点55表示预设补偿值。值得注意的是，在曲线43中，在起步情境判断単元212判断出电动车3处于静止起步情境时，起步补偿信号可以不是固定值，在起步情境判断单元212判断出电动车3处于低速起步情境吋，电动车3的速度与起步补偿信号间可以不是呈线性关系。
[0037]负载补偿部2223从负载情境判断単元213接收其判断結果，从感测模组34接收感测加速踏板深度，用于根据负载情境判断単元213的判断结果，在负载情境判断単元213判断出电动车3处于轻载情境时，根据感测加速踏板深度产生小于基准控制信号的ー负载补偿信号，在负载情境判断単元213判断出电动车3处于重载情境时，根据感测加速踏板深度产生大于基准控制信号的负载补偿信号，在负载情境判断単元213判断出电动车3处于预设负载情境吋，产生为0的负载补偿信号。
[0038]控制决策部2231从加速补偿部2221接收加速补偿信号，从起步补偿部2222接收起步补偿信号，从负载补偿部2223接收负载补偿信号，从基准控制单元221接收基准控制信号，用于加总加速补偿信号、起步补偿信号及负载补偿信号，以得到ー补偿結果，并在补偿结果相异于ー补偿门槛值时，输出补偿结果作为一转矩控制信号，在补偿结果相同于补偿门槛值时，加总补偿结果与基准控制信号以作为转矩控制信号。在本实施例中，补偿门槛值相同于起步补偿信号。
[0039]输出决策部2232从控制决策部2231接收转矩控制信号，从感测模组34接收感测马达温度、感测电池电压、感测电池温度及感测电池残电量，用于根据感测马达温度、感测电池电压、感测电池温度及感测电池残电量产生一转矩限制信号，并比较转矩控制信号及转矩限制信号，且输出其中较小的一者作为ー转矩输出信号，转矩输出信号反应ー用于控制马达32的输出转矩。
[0040]在本实施例中，输出决策部2232根据感测马达温度产生一介于0与I间的马达温度因数，根据感测电池电压产生一介于0与I间的电池电压因数，根据感测电池温度产生ー介于0与I间的电池温度因数,根据感测电池残电量产生一介于0与I间的电池残电量因数，并将马达温度因数、电池电压因数、电池温度因数、电池残电量因数及ー预设上限值相乘，以产生介于0与预设上限值间的转矩限制信号。
[0041]输出决策部2232产生马达温度因数的方式如图6所示，其中，曲线61描述马达32的温度(横轴)与马达温度因数(纵轴)间的关系，点711?714分别表示由小到大排列的第一至第四预设温度，如果感测马达温度小于第一预设温度或大于第四预设温度，则马达温度因数为0，如果感测马达温度大于第二预设温度且小于第三预设温度，则马达温度因数为1，如果感测马达温度介于第一预设温度与第二预设温度间，则马达温度因数介于0与I间，且感测马达温度愈大，马达温度因数愈大，如果感测马达温度介于第三预设温度与第四预设温度间，则马达温度因数介于0与I间，且感测马达温度愈大，马达温度因数愈小。值得注意的是，在感测马达温度介于第一预设温度与第二预设温度间或介于第三预设温度与第四预设温度间时，感测马达温度与马达温度因数间可以不是呈线性关系。
[0042]输出决策部2232产生电池电压因数的方式如图7所示，其中，曲线62描述电池31的电压(横轴)与电池电压因数(纵轴)间的关系，点721?724分别表示由小到大排列的第一至第四预设电压，如果感测电池电压小于第一预设电压或大于第四预设电压，则电池电压因数为O，如果感测电池电压大于第二预设电压且小于第三预设电压，则电池电压因数为1，如果感测电池电压介于第一预设电压与第二预设电压间，则电池电压因数介于O与I间，且感测电池电压愈大，电池电压因数愈大，如果感测电池电压介于第三预设电压与第四预设电压间，则电池电压因数介于O与I间，且感测电池电压愈大，电池电压因数愈小。值得注意的是，在感测电池电压介于第一预设电压与第二预设电压间或介于第三预设电压与第四预设电压间时，感测电池电压与电池电压因数间可以不是呈线性关系。
[0043]输出决策部2232产生电池温度因数的方式如图8所示，其中，曲线63描述电池31的温度(横轴)与电池温度因数(纵轴)间的关系，点731?734分别表示由小到大排列的第五至第八预设温度，如果感测电池温度小于第五预设温度或大于第八预设温度，则电池温度因数为0，如果感测电池温度大于第六预设温度且小于第七预设温度，则电池温度因数为1，如果感测电池温度介于第五预设温度与第六预设温度间，则电池温度因数介于0与I间，且感测电池温度愈大，电池温度因数愈大，如果感测电池温度介于第七预设温度与第八预设温度间，则电池温度因数介于0与I间，且感测电池温度愈大，电池温度因数愈小。值得注意的是，在感测电池温度介于第五预设温度与第六预设温度间或介于第七预设温度与第八预设温度间时，感测电池温度与电池温度因数间可以不是呈线性关系。
[0044]输出决策部2232产生电池残电量因数的方式如图9所示，其中，曲线64描述电池31的残电量(横轴)与电池残电量因数(纵轴)间的关系，点741?743分别表示由小到大排列的第一至第三预设残电量，点744表不大于0且小于I的一中间值,如果感测电池残电量小于第一预设残电量，则电池残电量因数为0，如果感测电池温度大于第三预设残电量，则电池残电量因数为I，如果感测电池温度介于第一预设残电量与第二预设残电量间，则电池温度因数介于0与中间值间，且感测电池残电量愈大，电池残电量因数愈大，如果感测电池残电量介于第二预设残电量与第三预设残电量间，则电池残电量因数介于中间值与I间，且感测电池残电量愈大，电池残电量因数愈大。值得注意的是，在感测电池残电量介于第一预设残电量与第三预设残电量间吋，感测电池残电量与电池残电量因数间可以不是呈线性关系。
[0045]输出模组23包括一滤波单元231及一转换单元232。滤波单元231从输出决策部2232接收转矩输出信号，用于对转矩输出信号进行滤波，以产生一转矩滤波信号。转换单元2232从滤波单元231接收转矩滤波信号，用于将转矩滤波信号转换为输出转矩，以控制马达32。
[0046]本实施例动カ控制装置2具有以下优点:
[0047](I)通过起步补偿部2222在起步情境判断单元212判断出电动车3处于静止起步情境或低速起步情境时进行起步补偿，能克服电动车3所遭受的静摩擦阻力，避免造成电动车3的起步延缓。
[0048](2)通过加速补偿部2221在加速情境判断单元211判断出电动车3处于加速情境时进行加速补偿，能改善电动车3的加速反应。
[0049](3)通过负载补偿部2223在负载情境判断単元213判断出电动车3处于轻载情境或重载情境时进行负载补偿，能使输出转矩随着电动车3的负载变化而改变。
[0050](4)通过加速情境判断単元211根据加速起始深度进行判断，能避免输出转矩在加速踏板深度变化量刚变成小于预设变化量时突然变小，从而导致电动车3的速度突然变慢。
[0051](5)通过负载情境判断単元213根据感测车速进行判断，除了能判断出道路坡度改变所造成的电动车3负载变动外，还能判断出其它因素(例如电动车3的荷重)改变所造成的电动车3负载变动，而且感测模组34不需要感测道路坡度。
[0052](6)通过输出决策部2232根据电动车3的状态(包括马达32的温度，电池31的电压、温度及残电量)产生转矩限制信号，并使转矩输出信号不会大于转矩限制信号，能提高电动车3的安全性。
[0053]值得注意的是，在其它实施例中，情境判断模组21可以只包括加速情境判断単元211、起步情境判断単元212及负载情境判断単元213中的ー个或两个，此时，补偿単元222需对应修改为只包括加速补偿部2221、起步补偿部2222及负载补偿部2223中的一个或两个，控制决策部2231也需对应修改。例如:如果情境判断模组21只包括起步情境判断単元212，则补偿单元222只包括起步补偿部2222，控制决策部2231将起步补偿信号当作补偿结果，并加总补偿结果与基准控制信号以作为转矩控制信号。又例如:如果情境判断模组21只包括加速情境判断单元211，则补偿单元222只包括加速补偿部2221，控制决策部2231将加速补偿信号当作补偿结果，并在补偿结果相异于补偿门槛值(在此例中为0)吋，输出补偿结果作为转矩控制信号，在补偿结果相同于补偿门槛值时，输出基准控制信号以作为转矩控制信号。
【权利要求】
1.ー种动カ控制装置，用于控制一辆电动车的动力，该电动车包括ー个电池、ー个马达、ー个加速踏板及ー个感测模组，该感测模组感测该加速踏板的深度，并产生一个感测加速踏板深度，且感测该电动车的速度，并产生ー个感测车速，该动カ控制装置的特征在于其包含: 一个情境判断模组，进行以下三种情境判断中的至少ー种: 加速情境判断:根据该感测加速踏板深度及一个參考加速踏板深度，得到ー个加速踏板深度变化量，并根据该感测加速踏板深度及该加速踏板深度变化量，判断该电动车处于ー个加速情境及ー个非加速情境中的哪ー者，且根据该感测加速踏板深度更新该參考加速踏板深度； 起步情境判断:根据该感测车速，判断该电动车处于ー个静止起步情境、ー个低速起步情境及一个非起步情境中的哪ー者；及 负载情境判断:根据该感测加速踏板深度及该感测车速，判断该电动车处于一个轻载情境、一个重载情境及一个预设负载情境中的哪ー者； 以及 一个控制模组，根据该情境判断模组的判断結果，及根据该感测加速踏板深度与该感测车速中的至少ー者，产生ー个转矩输出信号，该转矩输出信号反应ー个用于控制该马达的输出转矩。
2.根据权利要求1所述的动カ控制装置，其特征在于:在进行该加速情境判断时，如果该加速踏板深度变化量大于ー个预设变化量，则判断该电动车处于该加速情境，并在先前判断出该电动车处于该非加速情境吋，将ー个加速起始深度设定为该參考加速踏板深度，如果该加速踏板深度变化量小于该预设变化量，且该感测加速踏板深度大于该加速起始深度，则判断该电动车处于`该加速情境，否则，判断该电动车处于该非加速情境，并将该加速起始深度设定为O。
3.根据权利要求2所述的动カ控制装置，其特征在于:在进行该起步情境判断时，如果该感测车速小于ー个第一预设速度，则判断该电动车处于该静止起步情境，如果该感测车速介于该第一预设速度及ー个第二预设速度间，则判断该电动车处于该低速起步情境，否贝U，判断该电动车处于该非起步情境，该第二预设速度大于该第一预设速度。
4.根据权利要求1所述的动カ控制装置，其特征在于:在进行该负载情境判断时，如果该感测车速大于该感测加速踏板深度所对应的ー个预设车速超过ー个预设差异量，则判断该电动车处于该轻载情境，如果该感测车速小于该预设车速超过该预设差异量，则判断该电动车处于该重载情境，否则，判断该电动车处于该预设负载情境。
5.根据权利要求1所述的动カ控制装置，其特征在于该控制模组包括: 一个基准控制单元，根据该感测加速踏板深度产生ー个基准控制信号；及 一个补偿単元，进行以下三种补偿中的至少ー种: 加速补偿:根据该情境判断模组在该加速情境判断时的判断结果，在判断出该电动车处于该加速情境时，根据该感测加速踏板深度，产生大于该基准控制信号的ー个加速补偿信号，在判断出该电动车处于该非加速情境吋，产生为O的该加速补偿信号； 起步补偿:根据该情境判断模组在该起步情境判断时的判断结果，在判断出该电动车处于该静止起步情境吋，产生为一个预设补偿值的ー个起步补偿信号，在判断出该电动车处于该低速起步情境时，根据该感测车速产生该起步补偿信号，在判断出该电动车处于该非起步情境吋，产生为O的该起步补偿信号 '及 负载补偿:根据该情境判断模组在该负载情境判断时的判断结果，在判断出该电动车处于该轻载情境时，根据该感测加速踏板深度产生小于该基准控制信号的一个负载补偿信号，在判断出该电动车处于该重载情境时，根据该感测加速踏板深度产生大于该基准控制信号的该负载补偿信号，在判断出该电动车处于该预设负载情境吋，产生为O的该加速补偿信号； 以及 一个决策単元，根据该补偿单元所产生的补偿信号及该基准控制信号，产生该转矩输出信号。
6.根据权利要求5所述的动カ控制装置，其特征在于该决策単元包括: ー个控制决策部，根据该补偿单元所产生的补偿信号得到一个补偿結果，井根据该补偿结果，在该补偿结果相异于ー个补偿门槛值时，输出该补偿结果作为ー个转矩控制信号，在该补偿结果相同于该补偿门槛值时，加总该补偿结果与该基准控制单元所产生的基准控制信号以作为该转矩控制信号；及 ー个输出决策部，比较该转矩控制信号及一个转矩限制信号，且输出其中较小的一者作为该转矩输出信号。
7.根据权利要求6所述的动カ控制装置，其特征在于:该感测模组还感测该马达的温度、该电池的电压、该电池的温度、该电池的残电量中的至少ー者，以产生一个感测马达温度、一个感测电池电压、一个感测电池温度及一个感测电池残电量中的至少ー者,其中，该输出决策部还根据该感测马达温度、该感测电池电压、该感测电池温度及该感测电池残电量中的该至少一者产生该转矩限制信号。
8.根据权利要求6所述的动カ控制装置，其特征在于:该情境判断模组是进行所述三种情境判断中的至少两种，该控制决策部是加总该补偿単元所产生的补偿信号以得到该补偿結果。
9.根据权利要求1所述的动カ控制装置，其特征在于其还包含: ー输出模组，根据该控制模组所产生的转矩输出信号，产 生该输出转矩。
10.根据权利要求9所述的动カ控制装置，其特征在于该输出模组包括: 一个滤波単元，对该控制模组所产生的转矩输出信号进行滤波，以产生ー个转矩滤波信号；及 一个转换単元，将该转矩滤波信号转换为该输出转矩。
【文档编号】B60K26/00GK103481797SQ201210196465
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2012年6月14日
【发明者】陈建安, 卢廷星, 郑彦廷 申请人:财团法人车辆研究测试中心