电动车辆的控制方法以及电动车辆的控制装置与流程

文档序号:16371356发布日期:2018-12-22 08:44阅读:189来源:国知局
电动车辆的控制方法以及电动车辆的控制装置与流程

本发明涉及电动车辆的控制方法以及电动车辆的控制装置。

背景技术

当前,在能够利用来自电动机的扭矩进行驱动的电动汽车中,已知通过利用电机的旋转速度和驱动轮的旋转速度的反馈控制而抑制车辆的振动的电动汽车用控制装置(参照jp2002-152916a)。在该电动汽车用控制装置中,对驱动轮的平均旋转速度、和使电机的旋转速度与驱动轮的旋转速度相当的等效旋转速度的偏差乘以规定的增益而计算出校正值,根据从电机的扭矩指令值减去该校正值所得的值而对电机扭矩进行控制,由此抑制伴随着车辆的扭矩变化等的振动。



技术实现要素:

但是,在车辆从滑行、减速开始加速的情况下,因齿轮的背隙的影响而产生驱动电机扭矩未传递至车辆的驱动轴扭矩的不灵敏区区间。

对此,在jp2002-152916a所公开的技术中,在上述不灵敏区区间将驱动电机扭矩设为零,在齿轮再次啮合的定时使驱动电机扭矩增大,由此抑制齿轮再次啮合时的冲击。

然而,在从滑行、减速开始缓慢地加速这样的情况下,电机的扭矩指令值的增大斜率减小,因此齿轮再次啮合的定时滞后,不灵敏区区间变长。因此,在齿轮啮合的定时使驱动电机扭矩增大的专利文献1所公开的技术中,与齿轮啮合的定时的滞后相应地,扭矩上升的定时也滞后,因此存在驱动轴扭矩针对驱动电机扭矩指令的响应滞后的问题。

本发明的目的在于提供如下技术,即,即使在车辆从滑行、减速开始缓慢地加速这样的情况下,也能够加快齿轮背隙区间的驱动轴扭矩的响应。

本发明所涉及的电动车辆的控制方法通过针对基于车辆信息而设定的目标扭矩指令值实施抑制车辆的驱动力传递系统的振动的减振控制,从而计算出最终扭矩指令值,基于该最终扭矩指令值而对电机的扭矩进行控制,其中,基于目标扭矩指令值、以及对驱动轴扭转角速度乘以反馈增益所得的值而计算出最终扭矩指令值,利用将驱动力传递系统进行模型化而得到的车辆模型,对从电机输出的电机扭矩未传递至车辆的驱动轴扭矩的不灵敏区区间进行推定。而且,在不灵敏区区间、以及电机扭矩传递至车辆的驱动轴扭矩的区间单独设定反馈增益的值。

附图说明

图1是表示具有第1实施方式的电动车辆的控制装置的电动车辆的主要结构的框图。

图2是表示利用电机控制器所执行的处理的流程的流程图。

图3是表示加速器开度-扭矩表的一个例子的图。

图4是实现第1实施方式的减振控制运算处理的控制框图。

图5是用于对图4所示的车辆模型·不灵敏区区间推定器的详情进行说明的控制框图。

图6是将车辆的驱动力传递系统模型化后的图。

图7是用于对图4所示的驱动轴扭转角速度f/b运算器的详情进行说明的控制框图。

图8是实现第2实施方式的减振控制运算处理的控制框图。

图9是用于对图8所示的f/f补偿器的详情进行说明的图。

图10是用于对图8所示的f/b补偿器的详情进行说明的图。

图11是用于对第3实施方式的f/f补偿器的详情进行说明的图。

图12是用于对第1至第3实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果进行说明的图。

图13是表示利用电机控制器所执行的处理的流程的流程图。

图14是表示加速器开度-扭矩表的一个例子的图。

图15是用于实现停止控制处理的控制框图。

图16是用于对电机旋转速度f/b扭矩设定器的详情进行说明的控制框图。

图17是用于对外部干扰扭矩推定器的详情进行说明的控制框图。

图18是用于停止控制判定标志flg的设定的流程图。

图19是用于对第4实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果进行说明的时序图。

具体实施方式

-第1实施方式-

图1是表示具有第1实施方式的电动车辆的控制装置的电动车辆的主要结构的框图。电动车辆是指作为车辆的驱动源的一部分或全部而具有电动机、且能够利用电动机的驱动力而行驶的汽车,包含电动汽车、混合动力汽车。

表示车速v、加速器开度θ、电动机4的转子相位α、驱动轮9a、9b的驱动轮旋转角度、电动机4的电流iu、iv、iw等车辆状态的信号作为数字信号而输入至电机控制器2。电机控制器2基于输入的信号而生成用于控制电动机4的pwm信号。另外,与生成的pwm信号相应地生成逆变器3的驱动信号。此外,电机控制器2还作为对后述的最终扭矩指令值进行计算的最终扭矩指令值计算部、对不灵敏区区间进行推定的不灵敏区区间推定部而起作用。

逆变器3通过对每相所具有的2个开关元件(例如igbt、mos-fet等功率半导体元件)进行导通/截止而将从电池1供给的直流电流变换为交流,使得希望的电流在电动机4中流动。

电动机(三相交流电机)4(下面,简称为电机4)利用从逆变器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8而将驱动力传递至左右的驱动轮9a、9b。另外,电动机4在车辆行驶时被驱动轮9a、9b带动旋转时而产生再生驱动力,由此将车辆的动能作为电能而回收。在该情况下,逆变器3将电机4的再生运转时所产生的交流电流变换为直流电流并供给至电池1。

电流传感器7对电机4中流动的3相交流电流iu、iv、iw进行检测。其中,3相交流电流iu、iv、iw的和为0,因此也可以对任意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6例如为旋转变压器、编码器,对电机4的转子相位α进行检测。

车轮旋转传感器10a、10b例如为编码器,分别安装于左右的驱动轮9a、9b,对驱动轮9a、9b的旋转角度进行检测。

图2是表示以电机控制器2能执行的方式被编程的处理的流程的流程图。在车辆系统起动的期间,隔开恒定间隔而始终执行步骤s201至步骤s205所涉及的处理。

在步骤s201中,将表示车辆状态的信号输入至电机控制器2。这里,将车速v(km/h)、加速器开度θ(%)、电机4的转子相位α(rad)、驱动轮9a、9b的驱动轮旋转角度(rad)、电机4的旋转速度nm(rpm)、电机4中流动的三相交流电流iu、iv、iw、以及电池1的直流电压值vdc(v)输入。

从未图示的车速传感器、或从其他控制器通过通信而获取车速v(km/h)。或者,电机控制器2对转子机械角速度ωm乘以轮胎动态半径r并除以终极齿轮的齿轮比而求出车速v(m/s),对车速v(m/s)乘以3600/1000而进行单位变换,由此求出车速v(km/h)。

从未图示的加速器开度传感器获取加速器开度θ(%),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θ(%)。

从旋转传感器6获取电动机4的转子相位α(rad)。由电机4的极对数p除转子角速度ω(电角度)而求出作为电机4的机械角速度的电机旋转角速度检测值ωm(rad/s),对求出的电机旋转角速度检测值ωm乘以60/(2π)而求出电机4的旋转速度nm(rpm)。通过对转子相位α进行微分而求出转子角速度ω。

从车轮旋转传感器10a、10b获取驱动轮9a、9b的驱动轮旋转角度(rad)。根据由安装于左右的驱动轮9a、9b的车轮旋转传感器10a、10b检测出的值的平均值,求出在后述的减振控制运算处理中所使用的驱动轮旋转角度θw(rad)。另外,电机控制器2对驱动轮旋转角度θw进行微分而计算出驱动轮旋转角速度ωw(rad/s)。

从电流传感器7获取电机4中流动的电流iu、iv、iw(a)。

利用在电池1与逆变器3之间的直流电源线设置的电压传感器(未图示)对直流电压值vdc(v)进行检测。此外,也可以利用从电池控制器(未图示)发送的信号对直流电压值vdc(v)进行检测。

在步骤s202中,电机控制器2设定作为基本目标扭矩的目标扭矩指令值tm*。具体而言,电机控制器2基于步骤s201中输入的加速器开度θ以及车速v,参照图3所示的加速器开度-扭矩表而设定目标扭矩指令值tm*。其中,加速器开度-扭矩表为一个例子,并不限定于图3所示的例子。

在步骤s203中,执行减振控制运算处理。具体而言,基于步骤s202中设定的目标扭矩指令值tm*、驱动轴扭转角速度、以及作为不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值,不牺牲驱动轴扭矩的响应地设定用于抑制驱动力传递系统振动(驱动轴8的扭转振动等)的最终扭矩指令值tmf*。后文中对设定最终扭矩指令值tmf*的减振控制运算处理的详情进行叙述。

在步骤s204中,基于步骤s203中计算出的最终扭矩指令值tmf*、电机旋转速度检测值ωm以及直流电压值vdc而求出d轴电流目标值id*、q轴电流目标值iq*。例如,预先准备用于规定电机扭矩指令值、电机旋转速度以及直流电压值、与d轴电流目标值以及q轴电流目标值之间的关系的表,通过参照该表而求出d轴电流目标值id*、q轴电流目标值iq*。

在步骤s205中,进行用于使d轴电流id以及q轴电流iq分别与步骤s204中求出的d轴电流目标值id*以及q轴电流目标值iq*一致的电流控制。因此,首先,基于步骤s201中输入的三相交流电流值iu、iv、iw、以及电机4的转子相位α,求出d轴电流id以及q轴电流iq。接着,根据d轴、q轴电流指令值id*、iq*、与d轴、q轴电流id、iq的偏差,计算出d轴、q轴电压指令值vd、vq。此外,也可以对计算出的d轴、q轴电压指令值vd、vq加上为了抵消d-q正交坐标轴之间的干扰电压所需的非干扰电压。

然后,根据d轴、q轴电压指令值vd、vq、以及电机4的转子相位α,求出三相交流电压指令值vu、vv、vw。而且,根据求出的三相交流电压指令值vu、vv、vw以及直流电压值vdc,求出pwm信号tu(%)、tv(%)、tw(%)。利用这样求出的pwm信号tu、tv、tw对逆变器3的开关元件进行开闭,由此能够利用以扭矩指令值指示的希望的扭矩而对电机4进行驱动。

下面,对第1实施方式的电动车辆的控制装置中通过步骤s203而执行的减振控制运算处理的详情进行说明。

图4是用于对第1实施方式的减振控制运算处理进行说明的框图。通过对目标扭矩指令值tm*实施该减振控制运算处理而设定最终扭矩指令值tmf*。利用车辆模型·不灵敏区区间推定器401、以及驱动轴扭转角速度f/b运算器402,对最终扭矩指令值tmf*进行计算。

车辆模型·不灵敏区区间推定器401将目标扭矩指令值tm*作为输入,对作为用于判定车辆的驱动力传递系统是否处于不灵敏区区间的指标即不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值进行计算,并输出至驱动轴扭转角速度f/b运算器402。

驱动轴扭转角速度f/b运算器402基于目标扭矩指令值tm*、驱动轴扭转角度推定值以及根据驱动轮旋转角速度和电机旋转角速度的驱动轴换算值的差值计算出的驱动轴扭转角速度,对最终扭矩指令值tmf*进行计算。

这里,由总齿轮比n(下面,简称为齿轮比)除电机旋转角速度而计算出驱动轴换算值。此外,对由电动机的极对数除转子相位α(电角度)(rad)而求出的电机旋转角度(rad)进行微分,由此对电机旋转角速度(rad/s)进行计算。

图5是用于对图4所示的车辆模型·不灵敏区区间推定器401的详情进行说明的框图。车辆模型·不灵敏区区间推定器401由驱动轴扭转角速度f/b运算器501以及车辆模型502构成。在车辆模型·不灵敏区区间推定器401中,将目标扭矩指令值输入至驱动轴扭转角速度f/b运算器501,将驱动轴扭转角速度f/b运算器501的输出值输入至车辆模型502。由此,计算出作为不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值θ^d。

首先,利用图6对车辆模型502进行具体说明。

图6是将车辆的驱动力传递系统模型化后的图,该图中的各参数如下所示。

jm:电机惯量

jw:驱动轮惯量(1个轴的量)

m:车体重量

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:总齿轮比

r:轮胎载荷半径

ωm:电机旋转角速度

θm:电机旋转角度

ωw:驱动轮旋转角速度

θw:驱动轮旋转角度

tm:电机扭矩

td:驱动轴扭矩

f:驱动力(2个轴的量)

v:车体速度

θd:驱动轴扭转角度

根据图6,由下式(1)~(6)表示车辆的运动方程式。

[数学式1]

[数学式2]

[数学式3]

[数学式4]

td=kd·θd…(4)

[数学式5]

f=kt·(rωm-v)…(5)

[数学式6]

θd=θm/nal-θw…(6)

如果对上述式(1)~(6)进行拉普拉斯变换而求解电机扭矩tm至电机旋转速度ωm的传递特性,则由下式(7)、(8)表示。

[数学式7]

ωm=gp(s)·tm…(7)

[数学式8]

其中,式(8)中的a3、a2、a1、a0、b3、b2、b1、b0分别由下式(9)表示。

[数学式9]

另外,由下式(10)表示电机扭矩tm至驱动轴扭矩td的传递特性。

[数学式10]

其中,由下式(11)表示式(10)中的c1、c2。

[数学式11]

如果根据式(2)、(4)、(5)、(6)而求解电机旋转速度ωm至驱动轮旋转角速度ωw的传递特性,则由下式(12)表示。

[数学式12]

根据式(7)、(8)、(12),由下式(13)表示电机扭矩tm至驱动轮旋转角速度ωw的传递特性。

[数学式13]

根据式(10)、(13),由下式(14)表示驱动轴扭矩td至驱动轴旋转角速度ωw的传递特性。

[数学式14]

这里,如果对式(1)进行变形,则由下式(15)表示。

[数学式15]

因此,根据式(14)、(15),由下式(16)表示驱动轴扭转角速度ωd。

[数学式16]

其中,由下式(17)表示式(16)中的hw(s)。

[数学式17]

式(17)中的v1、v0、w1、w0如下式(18)所示。

[数学式18]

另外,可以如下式(19)所示对式(10)进行变形。

[数学式19]

这里,式(19)中的ζp为驱动轴扭矩传递系统的衰减系数,ωp为驱动轴扭矩传递系统的固有振动频率。

并且,如果对式(19)的极点和零点进行研究,则变为α≒c0/c1,如果极点和零点相互抵消,则变为下式(20)。

[数学式20]

其中,由下式(21)表示式(20)中的gt。

[数学式21]

gt=c0/(a3·α)…(21)

这里,由下式(22)表示最终扭矩指令值tmf*。

[数学式22]

tmf*=tm*-k1ωd…(22)

于是,可以根据式(4)、(6)如下式(23)所示对最终扭矩指令值tmf*进行置换。

[数学式23]

tmf*=tm*-(k1s)td/kd…(23)

而且,作为电机扭矩tm=最终扭矩指令值tmf*(tm=tmf*),如果将式(23)代入式(20),则可以如下式(24)所示进行整理。

[数学式24]

由下式(25)表示电机扭矩至驱动轴扭矩的标准响应。

[数学式25]

如果将标准响应设为式(25),则最终扭矩指令值tmf*至驱动轴扭矩td的传递特性(式(24))与标准响应一致的条件变为下式(26)。

[数学式26]

这里,ζr1为电机扭矩传递至车辆的驱动轴扭矩的区间(不灵敏区区间以外的区域)的标准响应的衰减系数,ζr2为电机扭矩未传递至车辆的驱动轴扭矩的不灵敏区区间的标准响应的衰减系数。为了使不灵敏区区间的驱动轴扭矩的响应比除了不灵敏区区间以外的区域的驱动轴扭矩的响应提前,将各衰减系数设定为ζr2<ζr1。

而且,根据车辆模型502,应用式(1)至式(18)并由对车辆参数、以及电机4至驱动轴8的齿轮背隙进行模拟的不灵敏区模型构成。由下式(27)表示考虑了不灵敏区模型的驱动轴扭矩td。

[数学式27]

这里,θdead为电机至驱动轴的总的齿轮背隙量。

以上述方式构成的车辆模型502可以基于目标扭矩指令值而对作为能够判定车辆的驱动力传递系统是否处于不灵敏区区间的不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值θ^d进行计算。

更具体而言,首先,将基于目标扭矩指令值而计算出的驱动轴扭转角度θd输入至相当于上述不灵敏区模型的不灵敏区模块503。不灵敏区模块503基于式(27)所示的θd的定义域(θd≥θdead、-θdead/2<θd<θdead/2、以及θd≤-θdead/2)而将作为与输入的驱动轴扭转角度θd的值相应地计算出的不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值θ^d输出。此外,基于式(27)而对本实施方式中从不灵敏区模块503输出的驱动轴扭转角度推定值θ^d的值进行计算,因此变为θd-θdead/2、0、以及θd+θdead/2中的任一个。

而且,在本实施方式中,如果驱动轴扭转角度推定值为0,则判定为车辆状态处于不灵敏区区间,如果驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值,则判定为车辆状态处于除了不灵敏区区间以外的区域。将计算出的驱动轴扭转角度推定值输出至图4所示的驱动轴扭转角速度f/b运算器402。

以上为车辆模型502的详情。接着,对驱动轴扭转角速度f/b运算器501进行说明。

驱动轴扭转角速度f/b运算器501具有反馈增益504(下面也称为f/b增益k1)、反馈增益505(下面也称为f/b增益k2)、增益切换器506以及减法运算器507。驱动轴扭转角速度f/b运算器501以目标扭矩指令值、驱动轴扭转角度推定值以及驱动轴扭转角速度推定值为输入,将计算值向车辆模型502输出。

反馈增益504以驱动轴扭转角速度推定值为输入,在上述式(26)中,将乘以根据除了不灵敏区区间以外的区域的标准响应所涉及的衰减系数ζr1计算出的f/b增益k1而计算出的值输出至增益切换器506。

反馈增益505以驱动轴扭转角速度推定值为输入,在上述式(26)中,将乘以根据不灵敏区区间的标准响应所涉及的衰减系数ζr2计算出的f/b增益k2而计算出的值输出至增益切换器506。

将作为不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值、以及来自反馈增益504和505的各输出分别输入至增益切换器506。而且,基于驱动轴扭转角度推定值而将来自反馈增益504以及505的各输出的任一者输出至减法运算器507。

这里,在本实施方式中,如果驱动轴扭转角度推定值为0,则判定为车辆状态处于不灵敏区区间,如果驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值,则判定为车辆状态处于除了不灵敏区区间以外的区域。因此,在驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值时,增益切换器506将反馈增益504的运算结果输出至减法运算器507,在驱动轴扭转角度推定值为0时,增益切换器506将反馈增益505的运算结果输出至减法运算器507。

减法运算器507从目标扭矩指令值减去增益切换器506的输出值,将计算出的值向车辆模型502输出。由此,对反馈至驱动轴扭转角速度f/b运算器501的驱动轴扭转角速度推定值乘以单独设定了不灵敏区区间、以及除了不灵敏区区间以外的区域的衰减系数ζr1、ζr2的增益,从目标扭矩指令值减去上述运算所得的值并向车辆模型502输出。

在以上述方式构成的车辆模型·不灵敏区区间推定器401中,对能够判定车辆的驱动力传递系统是否处于不灵敏区区间的驱动轴扭转角度推定值进行计算。将车辆模型502中计算出的驱动轴扭转角度推定值输出至驱动轴扭转角速度f/b运算器402。

图7是对第1实施方式的驱动轴扭转角速度f/b运算器402的详情进行说明的控制框图。驱动轴扭转角速度f/b运算器402具有反馈增益701(下面也称为f/b增益k1)、反馈增益702(下面也称为f/b增益k2)、增益切换器703以及减法运算器704。驱动轴扭转角速度f/b运算器402以目标扭矩指令值、驱动轴扭转角度推定值以及驱动轴扭转角速度为输入,将最终扭矩指令值tmf*输出。

反馈增益701以驱动轴扭转角速度推定值为输入,在上述式(26)中,将乘以根据除了不灵敏区区间以外的区域的标准响应所涉及的衰减系数ζr1计算出的f/b增益k1而计算出的值输出至增益切换器703。

反馈增益702以驱动轴扭转角速度推定值为输入,在上述式(26)中,将乘以根据不灵敏区区间的标准响应所涉及的衰减系数ζr2计算出的f/b增益k2而计算出的值输出至增益切换器703。

将作为不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值、以及来自反馈增益701和702的各输出分别输入至增益切换器703。而且,基于驱动轴扭转角度推定值而将来自反馈增益701以及702的各输出的任一者输出至减法运算器704。

这里,在本实施方式中,如上述对车辆模型·不灵敏区区间推定器401的说明所示,如果驱动轴扭转角度推定值为0,则判定为车辆状态处于不灵敏区区间,如果驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值,则判定为车辆状态处于除了不灵敏区区间以外的区域。因此,在驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值时,增益切换器703将反馈增益701的运算结果输出至减法运算器704,在驱动轴扭转角度推定值为0时,增益切换器703将反馈增益702的运算结果输出至减法运算器704。

减法运算器704从目标扭矩指令值减去增益切换器703的输出值,计算出最终扭矩指令值tmf*。

根据以上结构,能够对车辆的驱动力传递系统是否处于不灵敏区区间进行推定,能够在车辆状态处于不灵敏区区间的情况下、和处于除了不灵敏区区间以外的区域的情况下,分别对用于减振控制运算的反馈控制系统的反馈增益进行调整,因此能够仅使齿轮背隙区间的驱动轴扭矩的响应提前。

更具体而言,根据第1实施方式的电动车辆的控制装置,能够对车辆状态是否处于不灵敏区区间进行推定,能够单独设定不灵敏区区间、以及除了不灵敏区区间以外的区域的衰减系数ζr1、ζr2。而且,通过将不灵敏区区间的反馈增益(k2)设定为小于除了不灵敏区区间以外的区域的反馈增益(k1),能够使驱动轴扭矩对于不灵敏区区间的电机扭矩指令值的响应提前。

这里,参照图12对第1实施方式的电动车辆的控制装置的减振控制运算结果进行说明。

图12是第1实施方式、以及后述的第2、第3实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果、和现有技术的控制结果的比较图。图中从上方起按顺序分别表示目标扭矩指令值、最终扭矩指令值、车辆前后加速度。此外,各图中的实线表示第1至第3实施方式的控制结果,点划线表示现有技术的控制结果。

图12所示的是车辆从利用再生扭矩而减速的状态起以平缓的斜率使目标扭矩指令值增大而加速的情况下的控制结果。

在现有技术(点划线)中,在以平缓的斜率使目标扭矩指令值增大的情况下,在时刻t1前后加速度因齿轮背隙的影响而变为0,之后在时刻t3再次增大,前后加速度变为0的不灵敏区区间变长。这是因为在现有技术中控制为在齿轮啮合的定时使最终扭矩指令值增大。

观察第1实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果(实线),在时刻t1前后加速度变为0,之后在时刻t2再次增大,使得不灵敏区区间大幅缩短。这是因为,在上述减振控制运算处理中,对车辆状态是否处于不灵敏区区间进行推定,将在不灵敏区区间中与驱动轴扭转角速度相乘的反馈增益k2设定为比在除了不灵敏区区间以外的区域中相乘的反馈增益k1小的值。其结果是,驱动扭矩对于不灵敏区区间中的目标扭矩指令值的响应提前,因此与现有技术相比不灵敏区区间大幅缩短。

如上,第1实施方式的电动车辆的控制装置通过对基于车辆信息设定的目标扭矩指令值实施用于抑制车辆的驱动力传递系统的振动的减振控制,从而对最终扭矩指令值tmf*进行计算,基于最终扭矩指令值tmf*而实现用于控制电机的扭矩的电动车辆的控制方法,其中,基于目标扭矩指令值tm*、以及对驱动轴扭转角速度乘以反馈增益所得的值,对最终扭矩指令值tmf*进行计算,利用将驱动力传递系统进行模型化而得到的车辆模型502,对从电机4输出的电机扭矩未传递至车辆的驱动轴扭矩的不灵敏区区间进行推定。而且,在不灵敏区区间、以及电机扭矩未传递至车辆的驱动轴扭矩的区间单独设定反馈增益的值k1、k2。由此,能够在车辆状态处于不灵敏区区间的情况下、以及处于除了不灵敏区区间以外的区域的情况下单独设定反馈增益k1、k2。其结果是,能够任意地调整不灵敏区区间的驱动轴扭矩的响应,因此能够通过与除了不灵敏区区间以外的区域相比使不灵敏区区间的驱动轴扭矩的响应提前,从而缩短不灵敏区区间。

另外,根据第1实施方式的电动车辆的控制装置,根据驱动轮旋转角速度与电机旋转角速度的驱动轴换算值的偏差而对驱动轴扭转角速度进行计算。由此,能够构成基于驱动轮旋转角速度、和电机旋转角速度的检测值的驱动轴扭转角速度的反馈控制系统。

另外,根据第1实施方式的电动车辆的控制装置,不灵敏区区间的反馈增益k2设定为比电机扭矩传递至车辆的驱动轴扭矩的区间的反馈增益k1小的值。由此,不灵敏区区间的驱动扭矩对于目标扭矩指令值的响应提前,与现有技术相比,不灵敏区区间大幅缩短。

并且,根据第1实施方式的电动车辆的控制装置,针对车辆模型而考虑了控制系统所具有的滞后因素。控制系统所具有的滞后因素包含与对车辆状态进行检测而实施规定的处理相伴的时滞、从目标扭矩指令值起直至计算出最终扭矩指令值tmf*为止的运算所需的时滞、以及相对于最终扭矩指令值tmf*直至实际上产生了电机扭矩为止的时滞中的至少一种时滞。由此,在减振控制运算处理中,能够对控制运算时间、传感器信号处理时间以及因电机响应滞后而引起的时滞的影响进行补偿。

-第2实施方式-

下面说明的第2实施方式的电动车辆的控制装置与至此说明的第1实施方式相比,步骤s203中所执行的减振控制运算的处理方法不同。

图8是用于对第2实施方式的减振控制运算处理进行说明的控制框图。利用f/f补偿器801、f/b补偿器802以及加法运算器803而执行本实施方式的减振控制运算处理。

f/f补偿器801以目标扭矩指令值tm*为输入,对第1扭矩指令值tm1*、以及针对第1扭矩指令值tm1*的电机旋转角速度推定值ω^m进行计算。

f/b补偿器802以针对第1扭矩指令值tm1*的电机旋转角速度推定值ω^m、以及电机旋转速度检测值ωm为输入,对第2扭矩指令值tm2*进行计算。

加法运算器803将第1扭矩指令值tm1*和第2扭矩指令值tm2*相加并将最终扭矩指令值tmf*输出。

图9是表示图8所示的f/f补偿器801的详情的控制框图。f/f补偿器801由驱动轴扭转角速度f/b运算器901以及车辆模型906构成。

应用式(1)至式(18)并由车辆参数、以及对电机4至驱动轴8的齿轮背隙进行模拟得到的不灵敏区模型构成车辆模型906。此外,车辆模型906中的驱动轴扭转角速度推定值以及作为不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值的计算所涉及的不灵敏区区间推定部907的控制模块结构,与第1实施方式的说明中所述的车辆模型502等同。应用上述式(27)而对考虑了不灵敏区模块908所示的不灵敏区模型的驱动轴扭矩td进行计算。

在本实施方式中,将第1扭矩指令值tm1*输入至车辆模型906,由此对驱动轴扭转角速度推定值ω^d、以及针对第1扭矩指令值tm1*的电机旋转角速度推定值进行计算,并且,将作为驱动轴扭转角速度推定值ω^d的积分值的驱动轴扭转角度θd输入至不灵敏区模块908,由此对驱动轴扭转角度推定值θ^d进行计算。与第1实施方式相同地,将驱动轴扭转角度推定值θ^d用作车辆状态是否处于不灵敏区区间的判定指标即不灵敏区区间判定值。

而且,将针对从车辆模型906输出的第1扭矩指令值tm1*的电机旋转角速度推定值输入至f/b补偿器802(参照图8),将驱动轴扭转角速度推定值ω^d、以及驱动轴扭转角度推定值θ^d输入至驱动轴扭转角速度f/b运算器901。

驱动轴扭转角速度f/b运算器901具有反馈增益902(f/b增益k1)、反馈增益903(f/b增益k2)、增益切换器904以及减法运算器905。而且,驱动轴扭转角速度f/b运算器901以目标扭矩指令值、驱动轴扭转角速度推定值ω^d以及驱动轴扭转角度推定值θ^d为输入,将第1扭矩指令值输出。

反馈增益902以驱动轴扭转角速度推定值ω^d为输入,应用上述式(26),将乘以基于除了不灵敏区区间以外的区域的标准响应所涉及的衰减系数ζr1计算出的f/b增益k1而计算出的值输出至增益切换器904。

反馈增益903以驱动轴扭转角速度推定值ω^d为输入,应用上述式(26),将乘以基于不灵敏区区间的标准响应所涉及的衰减系数ζr2计算出的f/b增益k2而计算出的值输出至增益切换器904。

将驱动轴扭转角度推定值、以及来自反馈增益902和903的各输出分别输入至增益切换器904。而且,基于作为不灵敏区区间判定值的驱动轴扭转角度推定值,将来自反馈增益902以及903的各输出的任一者输出至减法运算器905。

此外,如第1实施方式的说明中所述,如果驱动轴扭转角度推定值为0,则判定为车辆状态处于不灵敏区区间,如果驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值,则判定为车辆状态处于除了不灵敏区区间以外的区域。因此,在驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值时,增益切换器904将反馈增益902的运算结果输出至减法运算器905,在驱动轴扭转角度推定值为0时,增益切换器904将反馈增益903的运算结果输出至减法运算器905。

减法运算器905从目标扭矩指令值减去增益切换器904的输出值而计算出第1扭矩指令值。将第1扭矩指令值输出至图8所示的加法运算器803。

图10是表示图8所示的f/b补偿器802的详情的控制框图。f/b补偿器802由增益1001(增益k)、滤波器1002以及滤波器1003构成。

增益k为了对反馈控制系统的稳定余量(增益余量、相位余量)进行调整而配置,设定为小于或等于1的值。

滤波器1002是具有对电机扭矩tm至电机旋转速度ωm的传递特性进行模拟得到的传递特性gp(s)的滤波器。式(8)适用于传递特性gp(s)。

滤波器1003是具有由传递特性gp(s)的逆系统、以及带通滤波器h(s)构成的h(s)/gp(s)的滤波器。带通滤波器h(s)的低通侧以及高通侧的衰减特性大致一致,并且驱动系统的扭转共振频率fp在对数轴(log刻度)上设定为处于通过频带的中央部附近。

例如,在由一次高通滤波器和一次低通滤波器构成带通滤波器h(s)的情况下,如下式(28)所示构成带通滤波器h(s)。

[数学式28]

其中,τl=1/(2πfhc),fhc=k·fp,τh=1/(2πflc),flc=fp/k。另外,频率fp设为驱动系统的扭转共振频率,k设为构成带通的任意值。

由此,f/b补偿器802首先将针对利用f/f补偿器801的车辆模型906而计算出的第1扭矩指令值的电机旋转角速度推定值、和针对将与增益k相乘之前的第2扭矩指令值输入至传递特性gp(s)而计算出的第2扭矩指令值的电机旋转角速度推定值相加,由此计算出最终电机旋转角速度推定值。而且,对最终电机旋转角速度推定值、与利用旋转传感器6检测出的电机旋转角速度检测值的偏差进行计算,对计算出的值实施滤波h(s)/gp(s),由此计算出与增益k相乘之前的第2扭矩指令值。通过对其乘以增益k而计算出第2扭矩指令值。

而且,如图8所示,在加法运算器803中将从f/f补偿器801输出的第1扭矩指令值、和从f/b补偿器802输出的第2扭矩指令值相加,由此计算出最终扭矩指令值tmf*。

如上述图12所示的控制结果所示(参照图中的第2实施方式),利用这样计算出的最终扭矩指令值tmf*也能够使不灵敏区中的驱动轴扭矩对于目标扭矩指令值的响应提前,因此与第1实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果相同,相对于现有技术能够大幅缩短不灵敏区区间。

如上,根据第2实施方式的电动车辆的控制装置,驱动轴扭转角速度是根据目标扭矩指令值并利用车辆模型906而推定出的驱动轴扭转角速度推定值,利用车辆模型906,根据目标扭矩指令值而对驱动轴扭转角度推定值进行计算,基于目标扭矩指令值、驱动轴扭转角度推定值以及对驱动轴扭转角速度推定值乘以反馈增益所得的值而设定最终扭矩指令值tmf*。由此,根据利用前馈补偿器801所具有的车辆模型906计算出的驱动轴扭转角度推定值和驱动轴扭转角速度推定值而对第1扭矩指令值(前馈补偿值)进行运算,因此不会使反馈控制系的稳定性受损,能够加快驱动轴扭矩的响应性。

另外,根据第2实施方式的电动车辆的控制装置,利用车辆模型906所具有的不灵敏区区间推定部907而推定出不灵敏区区间,利用车辆模型906所具有的不灵敏区区间推定部907而推定出驱动轴扭转角速度推定值ω^d。由此,在利用驱动轴扭转角速度推定值ω^d而抑制扭转振动时,能够利用对车辆的驱动力传递系统进行模拟得到的车辆模型(502、906)的共通部分而计算出不灵敏区区间的推定以及驱动轴扭转角速度的推定,因此与基于其他车辆模型或者基于检测值而对驱动轴扭转角速度进行计算相比,能够降低运算负荷。

-第3实施方式-

下面说明的第3实施方式的电动车辆的控制装置与至此说明的第2实施方式相比,通过步骤s203而执行的减振控制运算处理中所使用的f/f补偿器801的结构不同。更具体而言,本实施方式的f/f补偿器801还具有控制系统滞后时间调整器1109这一点与第2实施方式不同。在第3实施方式中,具有该控制系统滞后时间调整器1109,从而对于针对从车辆模型1106输出的第1扭矩指令值的电机旋转速度推定值而能够考虑因控制系统滞后要素而引起的控制时滞。

图11是表示第3实施方式的f/f补偿器801的详情的框图。本实施方式的f/f补偿器801由驱动轴扭转角速度f/b运算器1101、车辆模型1106以及控制系统滞后时间调整器1109构成。

与第2实施方式中说明的车辆模型906相同地,应用式(1)~(18),由对车辆参数和齿轮背隙进行模拟得到的不灵敏区模型而构成车辆模型1106。另外,车辆模型1106也具有与第2实施方式的不灵敏区区间推定部907相当的不灵敏区区间推定部1107。应用上述式(27)对考虑了由不灵敏区模块1108所示的不灵敏区模型的驱动轴扭矩td进行计算。

控制系统滞后时间调整器1109包含作为控制运算时滞要素和传感器检测时滞要素的控制运算传感器检测时间e-l1s、以及电机响应滞后ga(s),使针对从车辆模型1106输出的第1扭矩指令值的电机旋转角速度推定值以规定时间滞后并输出至f/b补偿器802。由下式(29)表示电机响应滞后ga(s)。

[数学式29]

这里,τa为电机响应时间常数。

此外,控制系统滞后时间调整器1109可以是包含与对车辆状态进行检测而实施规定的处理相伴的传感器检测时滞、从目标扭矩指令值起直至计算出最终扭矩指令值tmf*为止的运算所需的控制运算时滞、以及相对于最终扭矩指令值tmf*而直至实际上产生电机扭矩为止的电机响应滞后中的至少一种时滞的结构。

驱动轴扭转角速度f/b运算器1101与第2实施方式的驱动轴扭转角速度f/b运算器901同样地构成,具有反馈增益1102(f/b增益k1)、反馈增益1103(f/b增益k2)、增益切换器1104以及减法运算器1105。而且,驱动轴扭转角速度f/b运算器901以目标扭矩指令值、驱动轴扭转角速度推定值ω^d以及驱动轴扭转角度推定值θ^d为输入,将第1扭矩指令值输出。

而且,如第2实施方式的说明中所述,如果驱动轴扭转角度推定值为除了0以外的值,则判定为车辆状态处于除了不灵敏区区间以外的区域,将反馈增益1102的运算结果输出至减法运算器1105。如果驱动轴扭转角度推定值为0,则判定为车辆状态处于不灵敏区区间,将反馈增益1103的运算结果输出至减法运算器905。减法运算器905从目标扭矩指令值减去增益切换器1104的输出值而计算出第1扭矩指令值。

以上为第3实施方式所涉及的f/f补偿器801的结构。与第2实施方式相同地,将作为f/f补偿器801的输出的第1扭矩指令值和在加法运算器803中从f/b补偿器802输出的第2扭矩目标值相加,从而计算出最终扭矩指令值tmf*。如上述图12所示的控制结果所示(参照图中的第3实施方式),利用这样计算出的最终扭矩指令值tmf*也能够使不灵敏区中的驱动轴扭矩对于目标扭矩指令值的响应提前,因此与第1、第2实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果等同,能够相对于现有技术大幅缩短不灵敏区区间。

如上,根据第3实施方式的电动车辆的控制装置,针对车辆模型考虑了控制系统所具有的滞后因素。控制系统所具有的滞后因素包含与对车辆状态进行检测而实施规定的处理相伴的时滞、从目标扭矩指令值起直至计算出最终扭矩指令值tmf*为止的运算所需的时滞、以及针对最终扭矩指令值tmf*直至实际上产生电机扭矩为止的时滞中的至少一种时滞。由此,在减振控制运算处理中,能够对因控制运算时间、传感器信号处理时间以及电机响应滞后引起的时滞的影响进行补偿。

-第4实施方式-

下面说明的第4实施方式的电动车辆的控制装置与第1~第3实施方式的不同点在于,大致作为坡度阻力而对作用于电机4的外部干扰扭矩进行推定,使电机扭矩在电机旋转速度降低的同时向外部干扰扭矩推定值收敛,并且在车辆即将停车时执行使电机旋转速度向0收敛的控制(下面称为停止控制处理)。下面,以与第1至第3实施方式的不同点为中心对第4实施方式的电动车辆的控制装置进行说明。

图13是表示以能够由第4实施方式的电机控制器2执行的方式被编程的处理的流程的流程图。在车辆系统起动的期间,以恒定间隔而始终执行步骤s1301至步骤s1306所涉及的处理。

在步骤s1301中,与第1实施方式中说明的步骤s201相同地,将表示车辆状态的信号输入至电机控制器2。

在步骤s1302中,电机控制器2对作为基本目标扭矩的第1扭矩目标值tm1*进行计算。具体而言,电机控制器2基于步骤s1301中输入的加速器开度θ以及车速v,参照图14所示的加速器开度-扭矩表,由此设定第1扭矩目标值tm1*。但是,加速器开度-扭矩表是一个例子,并不限定于图14所示的例子。

在步骤s1303中,电机控制器2执行停止控制处理。具体而言,对电动车辆即将停车时进行判断,在即将停车以前,将步骤s1302中计算出的第1扭矩目标值tm1*设定为第3扭矩目标值tm3*。在即将停车以后,将在与车辆的行驶速度成正比的速度参数降低的同时向外部干扰扭矩推定值td收敛的第2扭矩目标值tm2*设定为第3扭矩目标值tm3*,并且将停止控制判定标志flg设定为1。该第2扭矩目标值tm2*在上坡路上为正扭矩,在下坡路上为负扭矩,在平坦路上大致为零。由此,如后所述,无论路面坡度如何都能够维持停车状态。后文中对停止控制处理的详情进行叙述。此外,在本实施方式中,作为上述速度参数而对电机旋转速度ωm进行检测。

在步骤s1304中,电机控制器2执行减振控制处理。具体而言,基于步骤s1303中计算出的第3扭矩目标值tm3*和电机旋转速度ωm而实施第1~第3实施方式的说明中所述的减振控制处理(图5、9、11所示的控制模块)的任一处理,由此计算出最终扭矩指令值tmf*。

其中,在本实施方式中,在步骤s1303中设定的停止控制判定标志flg为1时,将减振控制处理中的不灵敏区区间的反馈增益设定为根据上述衰减系数ζr1而计算出的除了不灵敏区区间以外的区域中的f/b增益k1。即,在本实施方式中,即使车辆状态处于不灵敏区区间、驱动轴扭转角度推定值为0,也将停止控制处理中的不灵敏区区间的f/b增益设定为与除了不灵敏区区间以外的区域中的f/b增益相同的值。而且,基于对驱动轴扭转角速度乘以f/b增益k1所得的值而计算出最终扭矩指令值tmf*。

步骤s1305中执行的电流指令值计算处理、以及步骤s1306中执行的电流控制运算处理与上述的步骤s204中的电流指令值计算处理、以及步骤s205中的电流控制运算处理相同,因此在本实施方式的说明中将其省略。

这里,在对步骤s1303中执行的停止控制处理进行说明之前,在本实施方式中,对电机扭矩tm至电机旋转速度ωm的传递特性gp(s)进行说明。

如果对上述式(8)所示的传递函数的极点和零点进行研究,则能够近似为下式(30)所示的传递函数,1个极点和一个零点表示极其接近的值。这相当于下式(30)的α和β表示极其接近的值。

[数学式30]

因此,进行式(8)中极点零点的抵消(与α=β近似),从而如下式(31)所示,gp(s)构成(2次)/(3次)的传递特性。

[数学式31]

根据该传递特性gp(s)和减振控制的算法,能够将式(31)所示的传递特性gp(s)视为下式(32)所示的gr(s)。

[数学式32]

<停止控制处理>

参照图15对停止控制处理的详情进行说明。图15是用于实现停止控制处理的控制框图。利用电机旋转速度f/b扭矩设定器1501、外部干扰扭矩推定器1502、加法运算器1503以及扭矩比较器1504而执行停止控制处理。下面,对各结构进行详细说明。

电机旋转速度f/b扭矩设定器1501基于检测出的电机旋转速度ωm,对电机旋转速度反馈扭矩(下面称为电机旋转速度f/b扭矩)tω进行计算。利用图16进行详细说明。

图16是用于对基于电机旋转速度ωm而计算电机旋转速度f/b扭矩tω的方法进行说明的图。电机旋转速度f/b扭矩设定器1501具有乘法运算器1601,通过对电机旋转速度ωm乘以增益kvref,从而计算出电机旋转速度f/b扭矩tω。其中,kvref是为了抑制制动距离、且使电动车辆顺畅地减速所需的负(minus)值,例如根据实验数据等而适当地设定。电机旋转速度f/b扭矩tω设定为电机旋转速度ωm越大则能够获得越大的制动力的扭矩。

此外,对如下情况进行了说明,即,电机旋转速度f/b扭矩设定器1501通过对电机旋转速度ωm乘以增益kvref,从而计算出电机旋转速度f/b扭矩tω,但也可以利用规定了针对电机旋转速度ωm的再生扭矩的再生扭矩表、预先存储有电机旋转速度ωm的衰减率的衰减率表等而计算出电机旋转速度f/b扭矩tω。

返回至图15继续说明。外部干扰扭矩推定器1502基于检测出的电机旋转速度ωm、以及电机扭矩指令值tm*而对外部干扰扭矩推定值td进行计算。利用图17对外部干扰扭矩推定器1502的详情进行说明。

图17是用于对基于电机旋转速度ωm、第3扭矩目标值tm3*、以及作为与车速v成正比的速度参数的电机旋转速度ωm而计算外部干扰扭矩推定值td的方法进行说明的框图。外部干扰扭矩推定器1502具有控制模块1701、控制模块1702以及加减法运算器1703。

控制模块1701担负作为具有h1(s)/gr(s)的传递特性的滤波器的功能,将电机旋转速度ωm输入而执行滤波处理,由此计算出第1电机扭矩推定值。gr(s)是向车辆的扭矩输入和电机的旋转速度的传递特性的模型,由式(32)表示。h1(s)是具有分母次数与分子次数的差值大于或等于模型gr(s)的分母次数与分子次数的差值的传递特性的低通滤波器。

控制模块1702担负作为具有h1(s)的传递特性的低通滤波器的功能,将电机扭矩指令值tm*输入而进行滤波处理,由此计算出第2电机扭矩推定值。

而且,加减法运算器1703从第2电机扭矩推定值减去第1电机扭矩推定值,从而计算出外部干扰扭矩推定值。

此外,在本实施方式中,利用图17所示的外部干扰监视器对外部干扰扭矩进行推定,但也可以使用车辆前后g传感器等测量器而进行推定。

这里,作为外部干扰,能够想到空气阻力、因乘员人数、装载量而引起的车辆质量的变动所造成的模型化误差、轮胎的滚动阻力、路面的坡度阻力等,但在即将停车时起到支配性作用的外部干扰因素是坡度阻力。外部干扰因素根据运转条件而不同,但在外部干扰扭矩推定器1502中,基于第3扭矩目标值tm3*、电机旋转速度ωm、减振控制的算法以及由车辆模型gp(s)导出的传递特性gr(s),对外部干扰扭矩推定值td进行计算,因此能够统一对上述外部干扰因素进行推定。由此,无论在任何驾驶条件下都能够稳定地实现从减速开始的顺畅的停车。

返回至图15继续说明。加法运算器1503通过将利用电机旋转速度f/b扭矩设定器1501计算出的电机旋转速度f/b扭矩tω、和利用外部干扰扭矩推定器1502计算出的外部干扰扭矩推定值td相加,从而计算出第2扭矩目标值tm2*。

扭矩比较器1504对第1扭矩目标值tm1*和第2扭矩目标值tm2*的大小进行比较,将值较大的扭矩目标值设定为第3扭矩目标值tm3*。在车辆的行驶过程中,第2扭矩目标值tm2*小于第1扭矩目标值tm1*,如果车辆减速而即将停车(与车速成正比的速度参数小于或等于规定值),则第2扭矩目标值tm2*变得大于第1扭矩目标值tm1*。因此,如果第1扭矩目标值tm1*大于第2扭矩目标值tm2*,则扭矩比较器1004判断为处于即将停车以前,将第3扭矩目标值tm3*设定为第1扭矩目标值tm1*。另外,如果第2扭矩目标值tm2*大于第1扭矩目标值tm1*,则扭矩比较器1004判断为车辆即将停车,通过将第3扭矩目标值tm3*从第1扭矩目标值tm1*切换为第2扭矩目标值tm2*而执行停止控制处理。此外,为了维持停车状态,第2扭矩目标值tm2*在上坡路上收敛为正扭矩,在下坡路上收敛为负扭矩,在平坦路上大致收敛为零。

下面,参照图18对停止控制判定标志flg的设定进行说明。图18是表示停止控制判定标志flg的设定所涉及的处理(停止控制判定处理)的流程的流程图。在车辆系统起动的期间,利用电机控制器2以恒定间隔而始终执行停止控制判定处理。

在步骤s1801中,为了判定车辆是否处于停止控制中,电机控制器2对第1扭矩目标值tm1*和第2扭矩目标值tm2*进行比较。在第2扭矩目标值tm2*小于或等于第1扭矩目标值tm1*的情况下,判定为车辆并未处于停止控制中,接着执行步骤s1802的处理。在第2扭矩目标值tm2*大于第1扭矩目标值tm1*的情况下,判定为车辆处于停止控制中,执行将停止控制判定标志flg设定为1的步骤s1804的处理。

在步骤s1802中,电机控制器2判定电机旋转速度ωm的绝对值是否大于规定的电机旋转速度ω1。电机旋转速度ω1是预先规定的值,且是越能判断为车辆即将停止则越低速的值。在电机旋转速度ωm的绝对值大于电机旋转速度ω1的情况下,判定为车辆并未处于停止控制中,执行将停止控制判定标志flg设定为0的步骤s1803的处理。在电机旋转速度ωm小于或等于电机旋转速度ω1的情况下,判定为车辆处于停止控制中,执行步骤s1804的处理。

在步骤s1803中,电机控制器2与判定为车辆并未处于停止控制中的结果相应地将停止控制判定标志flg设定为0,结束停止控制判定处理。

在步骤s1804中,电机控制器2与判定为车辆处于停止控制中的结果相应地将停止控制判定标志flg设定为1,结束停止控制判定处理。

而且,在停止控制判定标志flg为1时,将利用图13说明的步骤s1304的减振控制处理中的不灵敏区区间的f/b增益k2、和除了不灵敏区区间以外的f/b增益k1设定为相同的值。

由此,能够抑制因在停止控制中的不灵敏区进行反馈控制而引起车辆振动或者控制变得不稳定,并且能够仅利用电机扭矩顺畅地停车,并能够保持停车状态。

此外,在将停止控制判定标志flg设定为1时,未必需要步骤s1801和步骤s1802这两个步骤的判定,可以仅根据步骤s1802的no判定而将停止控制判定标志flg设定为1。即,如果电机旋转速度的绝对值小于规定的电机旋转速度ω1,则可以判定为车辆处于停止控制中。另外,虽未图示,但可以在电机旋转速度降低的同时对电机扭矩进行调整,判定是否执行了使该电机扭矩收敛为外部干扰扭矩推定值的控制,在执行了该控制时判定为处于停止控制中。

下面,参照图19对将第4实施方式所涉及的电动车辆的控制装置应用于电动车辆时的效果进行说明。

图19是对本实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果的一个例子和当前控制的控制结果进行比较的图。图19表示的是在平坦路上实施停止控制处理的情况下的时序图。从上方开始按顺序示出了目标扭矩指令值、电机旋转速度、车辆前后加速度,实线为本实施方式的控制结果,虚线为现有控制的控制结果。

在时刻t1开始进行停止控制处理,并且在图18的步骤s1804中将停止控制判定标志flg设定为1。

从时刻t1起直至t2为止,执行停止控制处理,由此使得电机旋转速度逐渐收敛为0。而且,在时刻t2以后,因电机旋转速度跨过0而产生不灵敏区区间。

此时,在现有控制中,在减振控制处理中将不灵敏区区间的f/b增益设定为比除了不灵敏区区间以外的区域的f/b增益小的值,因此最终扭矩指令值相对于目标扭矩指令值而变为高响应。因此,即使在跨越不灵敏区区间的区域也能实现高响应的反馈控制而使得目标扭矩指令值产生持续的振动。其结果,电机旋转速度与目标扭矩指令值相应地振动,在车体会产生驾驶员能感受到的程度的振动。

另一方面,根据本实施方式的电动车辆的控制装置,即使在时刻t2以后产生不灵敏区区间,也将不灵敏区区间和除此以外的区域中的f/b增益的值设定为相同的值,因此不会使最终扭矩指令值相对于目标扭矩指令值实现高响应化。其结果,如图所示,在平坦路上即将停车时产生的持续振动得到抑制,因此能够抑制目标扭矩指令值以及电机旋转速度的振动,能够抑制在车体产生驾驶员能感受到的程度的振动。

如上,根据第4实施方式的电动车辆的控制装置,判定车辆是否即将停车,如果车辆即将停车,则将不灵敏区区间、以及电机扭矩传递至车辆的驱动轴扭矩的区间中的反馈增益k1、以及k2的值设定为相同的值。由此,在车辆即将停止以后,能够抑制电机扭矩相对于电机扭矩指令值的响应变为高响应而有可能在车体产生的振动。

另外,根据第4实施方式的电动车辆的控制装置,对作为目标扭矩指令值的第1扭矩目标值tm1*进行计算,对在电机旋转速度降低的同时向外部干扰扭矩推定值收敛的第2扭矩目标值进行计算,对第1扭矩目标值和第2扭矩目标值的大小进行比较,如果第2扭矩目标值大于第1扭矩目标值,则将对该第2扭矩目标值实施减振控制处理后的值设定为最终扭矩指令值tmf*,并且判定为车辆即将停车。由此,能够基于向停止控制处理转变的定时而设定反馈增益的值。因此,能够仅在使电机扭矩向外部干扰扭矩推定值收敛的控制中将除了不灵敏区区间以外的区域中的反馈增益k1设定为与不灵敏区区间的反馈增益k2相同的值。

另外,根据第4实施方式的电动车辆的控制装置,可以对作用于电机的外部干扰扭矩进行推定,对与电动车辆的行驶速度成正比的速度参数(本实施方式中为电机旋转速度)进行检测,在电机扭矩在速度参数降低的同时向外部干扰扭矩收敛时,判定为车辆即将停车。由此,能够检测出处于使电机扭矩指令值向外部干扰扭矩推定值收敛的反馈控制中、且在跨越背隙的不灵敏区区间中处于停止控制中。因此,在停止控制中,能够防止车辆振动、以及停止控制中的反馈控制变得不稳定。

另外,根据第4实施方式的电动车辆的控制装置,可以对与电动车辆的行驶速度成正比的速度参数进行检测,如果速度参数的绝对值小于或等于规定值,则判定为车辆即将停车。由此,能够降低与判定是否处于停止控制处理的执行中相关的运算量,因此能够降低软件的运算负荷。

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,在第1~第3实施方式中,将作为不灵敏区模型(不灵敏区模块503、908、1108)的输出值的驱动轴扭转角度推定值作为车辆的驱动力传递系统是否处于不灵敏区区间的判定基准即不灵敏区区间判定值而进行计算。而且,在驱动轴扭转角度推定值为0的情况下,判定为车辆状态处于不灵敏区区间。然而,未必一定将驱动轴扭转角度推定值用作不灵敏区区间判定值,也可以设为将作为不灵敏区模型的输入值的θd(驱动轴扭转角度)用作不灵敏区区间判定值的结构。在该情况下,可以基于驱动轴扭转角度θd是否处于规定的阈值的范围内而判定车辆的驱动力传递系统是否处于不灵敏区区间。例如可以参照式(27)而将该阈值设为-θdead/2<θd<θdead/2。

另外,在利用图5、7、9、11说明的驱动轴扭转角速度f/b运算器中,可以将对驱动轴扭转角速度推定值施加反馈增益k1、k2的位置、和将实施了该增益后的驱动轴扭转角速度推定值输入至增益切换器的位置的前后替换。在该情况下,首先将动轴扭转角速度推定值输入至增益切换器。而且,在不灵敏区区间判定值为除了0以外的值时,增益切换器将驱动轴扭转角速度推定值输出至反馈增益k1,在不灵敏区区间判定值为0时,增益切换器将驱动轴扭转角速度推定值输出至反馈增益k2。此外,将反馈增益k1、k2的各输出输出至减法运算器并从目标扭矩指令值中减去。通过以该方式构成驱动轴扭转角速度f/b运算器,从而能够降低电机控制器2内的运算负荷。

另外,在上述第4实施方式中,对在停止控制中使电机旋转速度向0收敛的主旨进行了说明,但收敛的值未必局限于0,只要是恒定值,也可以是正负的任意值。

本申请主张基于2016年4月19日向日本特许厅申请的日本特愿2016-083820的优先权,通过参照而将该申请的全部内容并入本说明书中。

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