实现虚拟驾驶系统感受的电动车辆的控制装置及方法与流程

1.本发明涉及一种电动车辆的控制装置及方法，更具体地，涉及这样的一种控制装置和方法，该控制装置及方法能够生成可以在(诸如内燃机车辆的驾驶系统)的其他驾驶系统中感觉到的区分的虚拟驾驶感受，以向电动车辆中的驾驶员提供驾驶感受。


背景技术：

2.众所周知，电动车辆(ev)是使用马达作为车辆的驱动动力源来进行驱动的车辆。
3.电动车辆的驾驶系统包括：电池，提供电力以用于驱动马达；逆变器，连接到电池并且驱动和控制马达；马达，通过逆变器连接到电池以能够进行充电和放电；以及减速器，使马达的旋转力减速并且将该旋转力传输到驱动轮。
4.这里，当驱动马达时，逆变器将从电池提供的直流电(dc)转换成交流电(ac)以通过电力电缆施加到马达，并且当使用马达再生能量时，逆变器将由作为发马达操作的马达所生成的交流电(ac)转换成直流电(dc)以提供给电池，从而起到对电池充电的作用。
5.与传统的内燃机车辆不同，普通电动车辆不使用多速变速器，而是在马达与驱动轮之间设置使用固定传动比的减速器。
6.原因在于，与根据操作点的能量效率的分布范围广泛并且仅能够在高速区域中提供高扭矩的内燃机不同，在马达的情况下，效率差相对于操作点相对较小，并且低速高扭矩可以仅通过马达的个别特征来实现。
7.由于电动车辆驾驶系统的特征，因此由内燃机车辆的驾驶系统中使用的扭振减振器、双质量飞轮等生成的固有振动特征不能在电动车辆中发生。
8.在驾驶车辆的同时没有振动可以在提供无缝和平稳驾驶性方面提供明显有利的环境，但根据驾驶员的倾向或车辆的运动倾向，还需要为驾驶员提供为了驾驶乐趣添加的振动的感受。


技术实现要素：

9.因此，本发明的实施例被设计来解决上述问题，本发明的目的是提供一种电动车辆的控制装置和方法，在电动车辆中控制装置和方法能够根据驾驶员的要求，通过使用电动车辆中的马达，虚拟地实现并模拟能够由其他驾驶系统(诸如内燃机车辆的驾驶系统的)提供的各种特性，并且使得驾驶员能够体验在电动车辆中的其他驾驶系统中可以感觉到的驾驶感受。
10.本公开的目的不限于上述目的，本领域技术人员(在下文中被称为“普通技术人员”)将从以下描述清楚地理解本文中未提及的其他目的。
11.为了实现上述目的，根据本公开的实施例的一个方面，提供了一种实现虚拟驾驶系统感受的电动车辆的控制方法，该控制方法包括：由控制器从在驾驶车辆的同时收集的车辆驱动信息确定用于控制驱动马达的操作的基本扭矩命令；通过使用在控制器中预设的虚拟驾驶系统模型从确定的基本扭矩命令确定虚拟驾驶系统扭矩命令，该虚拟驾驶系统扭
矩命令是用于实现虚拟驾驶系统感受的校正扭矩命令；并且根据确定的虚拟驾驶系统扭矩命令，由控制器控制驱动马达的扭矩。
12.这里，根据本发明实施例的电动车辆的控制方法还可以包括根据在控制器中的驾驶员的改变输入，从基本扭矩命令改变在用于确定虚拟驾驶系统扭矩命令的虚拟驾驶系统模型中确定的驾驶员设定变量值。
13.此外，根据本公开的实施例的另一方面，提供了一种电动车辆的控制装置，控制装置包括：第一控制器，生成并且输出虚拟驾驶系统扭矩命令；以及第二控制器，根据从第一控制器输出的虚拟驾驶系统扭矩命令控制驱动马达的扭矩，其中，第一控制器可以包括：基本扭矩命令生成部，用于根据在驾驶车辆期间收集的车辆驱动信息来确定用于控制驱动马达的操作的基本扭矩命令；以及虚拟驾驶系统模式控制部，用于在已预设虚拟驾驶系统模型的状态下通过使用设定的虚拟驾驶系统模型，从由基本扭矩命令生成部确定的基本扭矩命令，来确定虚拟驾驶系统扭矩命令，该虚拟驾驶系统扭矩命令是用于实现虚拟驾驶系统感受的校正扭矩命令。
14.这里，根据本公开的实施例的电动车辆的控制装置还可以包括界面部，被设置成允许驾驶员输入对驾驶员设定变量值的改变，该驾驶员设定变量值在虚拟驾驶系统模式控制部中设定的虚拟驾驶系统模型中确定。
15.因此，根据本发明实施例的电动车辆的控制装置和方法，通过根据驾驶员的要求使用电动车辆中的马达，可以虚拟地实现并模拟可以由其他驾驶系统(诸如内燃机车辆的驾驶系统)提供的各种特征。
16.因此，驾驶员可以体验在他/她的车辆中的其他驾驶系统中可以感觉到的驾驶感受，并且因此可以增强电动车辆的市场性。
17.此外，驾驶员可以直接和自由地改变并调整与虚拟驾驶系统感受的生成和实现有关的变量，从而可以为驾驶员提供他/她自己喜欢的虚拟驾驶系统感受。
18.因此，可以向驾驶员提供由驾驶员自己改变和调整的变量值生成的虚拟驾驶系统感受，从而能够个性化和区分电动车辆中的虚拟驾驶系统感受。
附图说明
19.图1是示出根据本公开的实施例的用于控制电动车辆的装置的配置的框图。
20.图2是示出在本公开的实施例中的通过使用虚拟驾驶系统模型校正的扭矩命令从基本扭矩命令生成的状态的框图。
21.图3是示出在本公开的实施例中的执行虚拟驾驶系统模式的处理的流程图。
22.图4、图5、以及图6是示出根据本公开的实施例的在实现虚拟驾驶系统感受中的扭矩命令的个性化和校正的示例的视图。
23.图7是示出在本公开的实施例中的调整振幅的方法的示例的框图。
24.图8是示出在本公开的实施例中的取决于固有振动频率和阻尼比的设定值的各种扭矩形式的示例的视图。
具体实施方式
25.仅为了描述根据本公开的概念的实施例的目的，例示了在本公开的实施例中呈现
的特定结构和功能描述，并且根据本公开的概念的实施例可以以各种形式实现。此外，不应解释为受限于本文所描述的实施例，并且应理解为包括在本公开的实施例的思想和范围中包括的所有变型例、等效物、以及替代物。
26.同时，在本公开的实施例中，将理解，尽管本文以使用术语“第一”、“第二”等来描述各种部件，但这些部件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个部件与其他部件区分开来。例如，在不偏离根据本公开的实施例的概念的权利范围的范围内，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件也可以被称为第一部件。
27.应当理解，当一个部件被称为“耦接”或“连接”到另一部件时，该一个部件可以直接耦接或连接到另一部件，或者中间部件可以存在于该一个部件与该另一部件之间。相反，当一个部件被描述为“直接连接”、“直接耦接”或“直接链接”到另一部件时，应该理解在该一个部件与该另一部件之间不存在中间部件。用于解释部件之间关系的其他表达式(诸如“在
…
之间”、“直接在
…
之间”、“毗邻”或“直接毗邻”)也应以同样的方式解释。
28.在整个说明书中，相同的参考数字表示相同的部件。本文使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，而不旨在限制本公开的实施例。在本说明书中，除另有规定，否则单数形式也包括复数形式。在说明书中使用的“包括”和/或“包含”中，所提到的部件、步骤、动作和/或元件不排除一个或多个其他部件、步骤、动作和/或元件的存在或添加。
29.本公开的实施例涉及一种实现虚拟驾驶系统感受的电动车辆的控制装置和方法，更具体地，涉及一种能够实现和提供在其他驾驶系统中可以感觉到的区分的虚拟驾驶感受的电动车辆的控制装置和方法。
30.更具体地，本公开的实施例提供一种控制装置和方法，在该控制装置和该方法中，可以根据驾驶员的要求通过使用电动车辆中的驱动马达，来虚拟地实现并模拟可以由其他驾驶系统(诸如内燃机车辆的驾驶系统)提供的各种特征，以便使驾驶员虚拟地体验其他驾驶系统的驾驶感受。
31.当可以虚拟地实现并模拟各种驾驶系统的特征的扭矩根据电动车辆中的驾驶员的要求而生成时，可以实现这样的功能，该功能使驾驶员在他的或者她的车辆中虚拟地体验各种驾驶感受而不必更换车辆，从而可以提供电动车辆的差异化和市场性改进。
32.此外，当根据个人偏好而区分其他驾驶系统的驾驶感受并且虚拟地提供给重视电动车辆中的驾驶感受的驾驶员时，不仅突出了电动车辆的更多区分的乐趣因素，而且可以实现驾驶系统的个性化，其中，虚拟驾驶系统的感受根据驾驶员而区分。
33.在传统的内燃机车辆中，由于诸如燃料效率和排放法规的原因，在实现个性化方面存在限制，在该个性化方面中车辆的驾驶系统感受针对每个驾驶员而区分，但是在电动车辆的情况下，由于没有排放法规，并且由于驾驶系统感受的个性化对电力消耗的影响显著小于内燃机，因此可以主动地使虚拟驾驶系统感受个性化，从而可以改善车辆的感受质量。
34.因此，本公开的实施例公开了一种电动车辆的控制装置和方法，该装置和方法能够通过建立虚拟驾驶系统模型并且基于马达扭矩控制实现其他驾驶系统的特征来向电动车辆中的驾驶员提供不同的驾驶感受。
35.具体地，本发明实施例公开了一种用于实现电动车辆的虚拟驾驶系统感受的控制装置和方法，其中，驾驶员可以直接自由地改变和调整与虚拟驾驶系统感受的生成和实现
相关的模型设定变量值(其是后述的驾驶员设定变量值)，从而可以为驾驶员提供他或她喜欢的虚拟驾驶系统感受和特性。
36.在下面的描述中，马达是指驾驶车辆的驱动马达，并且在本公开的实施例中，要控制的车辆可以是配备有减速器的电动车辆，而不具有内燃机(即，常规发动机)和多速变速器。
37.在本公开的实施例中，驾驶系统感受或驾驶系统驱动感受可以意味着包括驾驶系统的振动，其中，驾驶员能够在驾驶的同时根据车辆中的驾驶系统的控制和驾驶状态感觉到振动。
38.在本公开的实施例中，驾驶系统的振动可以意味着驾驶员可以感觉到的马达扭矩(即，驱动力)的振动(即，变化)，并且当在驾驶的同时存在马达扭矩的振动时，驾驶员可以感觉到马达扭矩的振动作为车辆的振动。为了实现驾驶系统的这种振动，可以生成并且施加包括振动分量的马达扭矩命令。
39.即，如后文所述，生成并施加虚拟驾驶系统扭矩命令，该虚拟驾驶系统扭矩命令具有预定频率、阻尼比、以及振幅的振动特征并且具有以振动形式变化的值，并且根据该虚拟驾驶系统扭矩命令控制驱动马达的扭矩输出，从而可以产生虚拟驾驶系统的期望振动。
40.另外，虚拟驾驶系统感受的个性化是指驾驶员直接改变并调整与虚拟驾驶系统感受(即，驾驶感受)的生成和实现有关的变量的设定值，从而生成并实现与改变的设定值相对应的单独区分的虚拟驾驶系统感受。
41.在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的实施例。
42.图1是示出根据本公开的实施例的控制电动车辆的装置的结构的框图，并且图2是示出根据本公开的实施例中的从基本扭矩命令生成通过使用虚拟驾驶系统模型校正的扭矩命令的状态的框图。另外，图3是示出在本公开的实施例中的执行虚拟驾驶系统模式的处理的流程图。
43.根据本发明实施例的电动车辆的控制方法，包括：改变处理，在用于生成并实现虚拟驾驶系统感受的虚拟驾驶系统模型构建在控制器中的同时，由驾驶员直接改变虚拟驾驶系统模型的变量设定值(即，驾驶员设定变量值)；以及控制处理，用于操作驾驶系统模式，在驾驶车辆时该驾驶系统模式通过使用虚拟驾驶系统模型来虚拟地生成并实现其他驾驶系统的驾驶感受(即，虚拟驾驶系统感受)。
44.在本公开的实施例中，提供虚拟驾驶系统模型，使得驾驶员可以调整并改变用于个性化的模型设定变量值(即，指定的驾驶员设定变量值)。
45.此外，在用于本公开的实施例中的虚拟驾驶系统模式的操作的控制处理中，由设定变量值发生改变的虚拟驾驶系统模型来生成虚拟驾驶系统扭矩命令，并且根据所生成的虚拟驾驶系统扭矩命令来控制马达扭矩，从而执行针对马达的控制处理，以生成并实现针对每个个体区分的并且由驾驶员优选的虚拟驾驶系统感受(即，振动)。
46.参考图3，根据本发明的实施例的控制方法是用于虚拟驾驶系统模式的操作的控制处理，该控制方法包括：确定虚拟驾驶系统模式的步骤s6，其中，由控制器确定虚拟驾驶系统模式是否已由驾驶员开启；确定基本扭矩命令的步骤，其中，当虚拟驾驶系统模式开启时，由控制器根据从车辆收集的车辆驱动信息来确定基本扭矩命令；确定校正后的最终扭矩命令(即，虚拟驾驶系统扭矩命令)的步骤，其中，由在控制器中输入基本扭矩命令的虚拟
驾驶系统模型，根据所确定的基本扭矩命令来确定校正后的最终扭矩命令，以实现虚拟驾驶系统感受；以及控制马达的操作的步骤s7，其中，根据控制器中确定的最终扭矩命令来控制作为用于驾驶车辆的驱动装置的马达的操作。
47.此外，根据本发明实施例的控制方法还可以包括改变驾驶员设定变量值的步骤，其中，根据驾驶员输入的改变来在控制器中改变虚拟驾驶系统模型中指定的驾驶员设定变量值。在本公开的实施例中，具体地，驾驶员设定变量值的改变可以包括：步骤s1，在控制器中确定是否存在由驾驶员对驾驶员设定变量值的改变输入；步骤s2，当存在改变输入时，在控制器中根据驾驶员的输入来执行驾驶员设定变量值的改变；步骤s3，在控制器中确定驾驶员是否保存所选择的改变后的驾驶员设定变量值；以及步骤s5，当选择保存时，在控制器中将改变后的驾驶员设定变量值应用于虚拟驾驶系统模型。
48.如上所述，在保存改变后的驾驶员设定变量值并且将该改变后的设定变量值应用于虚拟驾驶系统模型之后，使用该虚拟驾驶系统模型来确定根据基本扭矩命令校正的最终扭矩命令(即，虚拟驾驶系统扭矩命令)，在该虚拟驾驶系统模型中，在该虚拟驾驶系统模式的开启状态下，在启动电动车辆期间改变驾驶员设定变量值，并且控制根据所确定的最终扭矩命令驾驶车辆的马达的操作(参见步骤s7)。
49.此外，当在步骤s1中没有驾驶员对设定变量值的改变输入时，序列移动到步骤s6，当在步骤s3中没有选择保存改变后的驾驶员设定变量值时，在将变量值返回到先前保存的值后，顺序移动到步骤s6。当在步骤s6中虚拟驾驶系统模式的功能处于关闭状态时，控制器根据所确定的基本扭矩命令来控制马达的操作(参见步骤s8)。
50.此外，在描述根据本公开的实施例的用于执行用于虚拟驾驶系统模式的马达控制处理的控制装置的配置中，如图1所示，控制装置包括：界面部11，被设置为允许驾驶员选择并且输入车辆的虚拟驾驶系统模式的开启和关闭中的一个，并且允许驾驶员改变并输入用于虚拟驾驶系统模式的功能个性化的驾驶员设定变量值；驱动信息检测器12，用于检测车辆驱动信息；第一控制器20，用于根据由驱动信息检测器12检测到的车辆驱动信息来确定基本扭矩命令，并且通过根据所确定的基本扭矩命令使用虚拟驾驶系统模型来生成并输出虚拟驾驶系统扭矩命令；以及第二控制器30，根据从第一控制器20输出的虚拟驾驶系统扭矩命令来控制驱动装置41的操作。
51.这里，第一控制器20可以被配置为包括：基本扭矩命令生成部21，用于根据从车辆收集的车辆驱动信息来确定基本扭矩命令；以及虚拟驾驶系统模式控制部22，用于通过根据由基本扭矩命令生成部21确定的基本扭矩命令使用虚拟驾驶系统模型来生成并且输出虚拟驾驶系统扭矩命令。
52.在下面的描述中，控制的代理被划分为第一控制器20和第二控制器30，但是根据本公开的实施例的控制处理可以由一个集成的控制部件而不是多个控制器来执行。当多个控制器或一个集成控制部件被统称为控制器时，可以理解，根据本公开的实施例的控制处理由该控制器执行。即，该控制器可以被统称为第一控制器和第二控制器。
53.在执行根据本公开的实施例的控制处理的控制装置中，任何装置都可以适用于界面部11，只要该装置使驾驶员能够操作以选择车辆中的虚拟驾驶系统模式的开启或关闭，并且能够通过输入用于个性化的所需驾驶员设定变量值来改变虚拟驾驶系统模型的驾驶员设定变量值。例如，界面部可以是诸如设置在车辆中的按钮或开关、以及anv(音频、视频、
导航)系统的输入装置或触摸屏的操作装置。
54.界面部11可以连接到第一控制器20，并且因此，当存在由驾驶员进行的开启或关闭操作或者由驾驶员进行的对驾驶员设定参数信息的改变操作时，界面部11中的根据该操作的信号可以输入到第一控制器20。因此，第一控制器20可以识别由驾驶员操作虚拟驾驶系统模式的开启或关闭的状态以及由驾驶员改变驾驶员设定变量信息的状态。
55.在本公开的实施例中，只有当驾驶员通过界面部11开启虚拟驾驶系统模式时，才执行虚拟驾驶系统模式的操作及其控制处理，该虚拟驾驶系统模式的操作及其控制处理用于在驱动车辆期间通过马达扭矩控制来生成并实现虚拟驾驶系统感受(可以是虚拟驾驶系统振动)，参见图3中的步骤s6。
56.此外，当界面部11是设置在车辆中的车辆输入装置时，尽管在图1中未示出，但驾驶员也可以通过移动装置(未示出)代替这种车辆输入装置来执行虚拟驾驶系统模式的开启或关闭操作或者改变驾驶员设定变量信息的操作。
57.移动装置应该能够通信地连接到车载装置(例如第一控制器20)，并且为此，使用移动装置与第一控制器20之间的通信连接的输入/输出通信接口(未示出)。
58.驱动信息检测器12是检测在车辆中生成的马达扭矩命令所需的车辆驱动信息的部件，其中，车辆驱动信息可以包括驾驶员的驱动输入信息和车辆状态信息。
59.在本公开的示例性实施例中，驱动信息检测器12可以包括根据驾驶员的加速踏板操作来检测加速踏板输入信息的加速器踏板检测器、以及根据驾驶员的制动踏板操作来检测制动踏板输入信息的制动器踏板检测器。此外，驱动信息检测器12还可以包括马达速度检测器，该马达速度检测器用于检测作为驾驶车辆的驱动装置41的马达的转速(在下文被称为“马达速度”)。
60.这里，加速器踏板检测器可以是安装在加速踏板上的并且根据驾驶员的加速踏板操作状态输出电信号的传统加速踏板传感器(即，加速器位置传感器，aps)。制动器踏板检测器可以是安装在制动踏板上的并且根据驾驶员的制动踏板操作状态输出电信号的传统制动踏板传感器(bps)。另外，马达速度检测器可以是安装在马达(即，驱动马达)41中的已知的旋转变压器。
61.此时，驾驶员的驾驶输入信息可以包括由加速器踏板检测器检测到的加速踏板输入值(aps值)和由制动器踏板检测器检测到的制动踏板输入值(bps值)，并且车辆状态信息包括由马达速度检测器检测到的马达速度。
62.此外，在后述的基本扭矩命令生成部21中，用于生成基本扭矩命令的驾驶信息还可以包括作为车辆状态信息的车辆速度。在这种情况下，驱动信息检测器12还包括用于检测车辆的驾驶速度的车辆速度检测器，其中，车辆速度检测器可以被配置为包括轮速传感器，该轮速传感器安装在车辆的驱动轮上。
63.基本扭矩命令可以是基于在行驶期间的普通电动车辆中收集的车辆行驶信息而确定并生成的马达扭矩命令，并且基本扭矩命令生成部21可以是基于普通电动车辆中的车辆行驶信息来生成马达扭矩命令的车辆控制单元(vcu)、或者车辆控制单元的一部分。
64.此外，虚拟驾驶系统模式控制部22是通过使用虚拟驾驶系统模型根据基本扭矩命令来确定、生成和输出虚拟驾驶系统扭矩命令的新颖部件，在虚拟驾驶系统模型中，在本公开的实施例中，在接收基本扭矩命令作为输入的同时，设定变量信息可以由驾驶员改变，并
且虚拟驾驶系统模式控制部22可以作为车辆控制单元(vcu)的一部分添加，或者可以作为与车辆控制单元分开的控制部件提供。
65.第二控制器30是通过接收从第一控制器20输出的最终扭矩命令(即，由第一控制器20的虚拟驾驶系统模式控制部22确定、生成、并输出的虚拟驾驶系统扭矩命令)来控制驱动装置41的操作的控制器。
66.在本公开的实施例中，驱动装置41是驾驶车辆的马达(即，驱动马达)，并且第二控制器30可以是通过逆变器驱动马达并且控制传统电动车辆中的马达的操作的马达控制单元(mcu)。如图1所示，从驱动装置41输出的扭矩和旋转力经由减速器42传输到驱动轮43。
67.同时，在本公开的实施例中，虚拟驾驶系统模型被预先输入并且在虚拟驾驶系统模式控制部22中被设定，该虚拟驾驶系统模型能够通过输入基本扭矩命令来确定并生成虚拟驾驶系统扭矩命令。
68.如上所述，在虚拟驾驶系统模式控制部22中设定虚拟驾驶系统模型的同时，在虚拟驾驶系统模式的操作期间，当从基本扭矩命令生成部21向虚拟驾驶系统模式控制部22输入基本扭矩命令时，通过根据虚拟驾驶系统模式控制部22的虚拟驾驶系统模型中的驾驶员设定变量信息校正基本扭矩命令，来生成虚拟驾驶系统扭矩命令。
69.因此，在虚拟驾驶系统模式的操作期间由车辆生成的驱动力不是基本扭矩命令，而是由根据虚拟驾驶系统扭矩命令操作的马达41生成的驱动力，因此驾驶员能够通过由马达41根据虚拟驾驶系统扭矩命令生成的驱动力，来体验虚拟驾驶系统的感受和特性。
70.具体地，在虚拟驾驶系统模型中，驾驶员可以将驾驶员设定变量值调整到他或她想要的值，并且根据由驾驶员在虚拟驾驶系统模型中调整的驾驶员设定变量值，来确定并输出虚拟驾驶系统扭矩命令。
71.因此，通过由驾驶员调整驾驶设定变量值，即使在相同的车辆驾驶条件下，也可以区分从马达41生成并输出的驱动力，并且可以实现虚拟驾驶系统感受的个性化，在该实现中向驾驶员提供虚拟驾驶系统的个性化感受和特性。
72.在本公开的示例性实施例中，虚拟驾驶系统模型中的驾驶员设定变量信息可以包括虚拟驾驶系统的刚度(即，弹性率k)、虚拟驾驶系统的阻尼量(即，阻尼率d)、以及虚拟驾驶系统的惯性(即，虚拟驾驶系统的重量(质量m))中的至少一者或多者。
73.此外，在本公开的示例性实施例中，当虚拟驾驶系统感受的实现是通过马达扭矩控制的驾驶系统振动的实现时，虚拟驾驶系统模型中的驾驶员设定变量信息可以包括虚拟驾驶系统扭矩(其是命令)的振动频率(即共振频率fn)、虚拟驾驶系统扭矩的阻尼比(即阻尼比ζ)、以及虚拟驾驶系统扭矩的振幅(即振幅a)中的至少一者或多者。
74.驾驶员设定变量信息用于建立虚拟驾驶系统模型，并且进一步用于在虚拟驾驶系统模式操作期间将基本扭矩命令转换为虚拟驾驶系统模型中的虚拟驾驶系统扭矩命令。
75.此外，虚拟驾驶系统模型的驾驶员设定变量值可以由驾驶员通过界面部11调整到驾驶员他自己或她自己所希望的值，并且根据驾驶员调整的值从基本扭矩命令转换而来的虚拟驾驶系统扭矩命令发生改变。因此，当根据转换后的虚拟驾驶系统扭矩命令控制马达41时，可以将区分的虚拟驾驶系统感受提供给驾驶员。
76.在本公开的示例性实施例中，图2是示出虚拟驾驶系统模式控制部22的虚拟驾驶系统模型通过输入由基本扭矩命令生成部21生成并输出的基本扭矩命令来生成并输出作
为校正扭矩命令的虚拟驾驶系统扭矩命令的视图。
77.在下文中，将更详细地描述虚拟驾驶系统模型。
78.在本公开的实施例中，在虚拟驾驶系统模式控制部22中预设用于虚拟驾驶系统模式的操作的虚拟驾驶系统模型，并且该虚拟驾驶系统模型被设定为通过输入基本扭矩命令来输出虚拟驾驶系统扭矩命令。
79.此外，在本公开的实施例中，虚拟驾驶系统模型用于将不具有振动分量的基本扭矩命令转换为包括振动分量的虚拟驾驶系统扭矩命令，并且在虚拟驾驶系统模型中，使用上述驾驶员设定变量值将基本扭矩命令转换为虚拟驾驶系统扭矩命令。
80.在传统的车辆中，用于驱动力或扭矩的控制方法都旨在消除车辆振动，但在本公开的实施例中，执行驱动力控制或扭矩控制，其中，以希望的形式，可以增加振动。
81.在本公开的示例性实施例中，质量-弹簧-阻尼器系统模型基本上用作虚拟驾驶系统模型。在本公开的示例性实施例中，当传统的质量-弹簧-阻尼器系统模型用作虚拟驾驶系统模型时，基本扭矩命令(其是模型的输入扭矩命令)被替换为在质量-弹簧-阻尼器系统中要使用的输入力。
82.此外，在本公开的示例性实施例中，当使用传统的质量-弹簧-阻尼器系统模型作为虚拟驾驶系统模型时，质量-弹簧-阻尼器系统中的弹簧力与阻尼力之和成为虚拟驾驶系统扭矩命令(即，校正扭矩命令)，该虚拟驾驶系统扭矩命令是模型的输出扭矩命令。
83.这里，传统的质量-弹簧-阻尼器系统模型是指如以下等式1所示的系统，其中，弹簧力之和(或差)是位移与弹簧刚度(即弹性率)的乘积，阻尼力是速度(即位移的微分值)与阻尼率的乘积，输入力和惯性(即重量)与加速度(即速度的微分值)的乘积相平衡。
84.当用数学方法表示时，上面的系统被定义为以下微分等式：
[0085][0086]
其中，f
in
是输入力，k是弹性率，d是阻尼器的阻尼率，m和x分别是质量的惯性(重量)和位移，分别地，是速度和加速度。
[0087]
在上面的等式中，kx表示弹簧力，以及表示阻尼力。
[0088]
此外，输出力为弹簧力与阻尼力之和(“输出力＝弹簧力+阻尼力”)，输入力为基本扭矩命令，并且输出力为虚拟驾驶系统扭矩命令。
[0089]
在等式1的虚拟驾驶系统模型中，在本公开的示例性实施例中，至少一个或多个k、d、以及m成为上述驾驶员设定变量，并且这些变量是可以由驾驶员控制的变量，并且在本公开的实施例中，驾驶员可以通过界面部11调整驾驶员设定变量值。
[0090]
即，通过界面部11，驾驶员可以被允许调整虚拟驾驶系统的刚度(即弹性率k)、虚拟驾驶系统的阻尼量(即阻尼率d)、以及虚拟驾驶系统的惯性(即质量m)，这些变量值是驾驶员设定变量。通过调整这些变量值，可以改变虚拟驾驶系统模型的特性，并且根据基本扭矩命令校正并转换的虚拟驾驶系统扭矩命令的形式可以发生改变。
[0091]
k、d、以及m和分别是虚拟物理值，并且驾驶员可以直接调整虚拟驾驶员系统模型的诸如k、d、以及m的直接参数的值。然而，作为更直观的个性化方法，可以通过调整导出参数的值来提供调整虚拟驾驶系统模型的特征的功能，而不是调整虚拟物理变量。
[0092]
虚拟驾驶系统扭矩的固有振动频率(即，共振频率fn)、虚拟驾驶系统扭矩的阻尼
比(即，阻尼比ζ)、以及虚拟驾驶系统扭矩的振幅(即，振幅a)可以代表性地定义为导出的参数。这种方法的一个优点是每个导出变量互不影响。
[0093]
例如，当k值增加时，不仅振动周期加快，而且即使d值固定，阻尼也减弱，由此变量相互影响。然而，当提高固有振动频率时，可以只加快振动周期，并保持阻尼比。
[0094]
在本公开的示例性实施例中，虚拟驾驶系统扭矩的固有振动频率(即，共振频率fn)是确定虚拟驾驶系统扭矩振动的频率的变量，并且虚拟驾驶系统阻尼比(即，阻尼比ζ)是确定虚拟驾驶系统扭矩的振动被阻尼和消除的程度的变量。
[0095]
此外，在本公开的示例性实施例中，在描述虚拟驾驶系统扭矩的振幅(a)时，首先，虚拟驾驶系统扭矩的振幅是确定扭矩振动的大小的变量，并且在常规的质量-弹簧-阻尼器系统中，该振幅不能独立地调整。原因是振幅表示为频率和阻尼比的函数。
[0096]
因此，本公开的实施例提出了一种用于调整振幅的方法。在保持基本扭矩命令(即输入扭矩)的值的同时仅调整要添加的振动的振幅a的方法如下。
[0097][0098]
在上面的等式2中，m(2πfn)2x与弹簧力相对应，并且与阻尼力相对应。这里，输出扭矩(即，经校正和转换的虚拟驾驶系统扭矩命令)如下面的等式3所示。
[0099][0100]
在上面的等式3中，是与输入力相对应的基本扭矩命令。
[0101]
上面的等式用导出的参数表示，并且通过该等式，振幅(a)可以与固有振动频率(即，共振频率fn)和阻尼比(ζ)分开单独调整。这里，位移(x)值作为用于计算输出扭矩的中间变量，并且输出扭矩(即，虚拟驾驶系统扭矩命令)用于控制实际车辆的驱动力。
[0102]
图4至图6是示出根据本公开的实施例的在实现虚拟驾驶系统感受中的扭矩命令的个性化和校正的示例的视图。在图4至图6中，与基本扭矩命令一起，示出了通过使用驾驶员设定变量信息转换基本扭矩命令而得的虚拟驾驶系统扭矩命令。
[0103]
图4是示出虚拟驾驶系统的作为驾驶员设定变量信息的固有振动频率(即，共振频率fn)由高频(高fn)、中频(中fn)、以及低频(低fn)的值而被不同地设定的示例的视图。
[0104]
图5是示出虚拟驾驶系统的作为驾驶员设定变量信息的阻尼比(ζ)由高阻尼比(高ζ)、中阻尼比(中ζ)、以及低阻尼比(低ζ)的值而被不同地设定的示例的视图。
[0105]
图6是示出作为驾驶员设定变量信息的虚拟驾驶系统振幅(即振幅a)由高振幅(高a)、中振幅(中a)、低振幅(低a)的值而被不同地设定的示例的视图。
[0106]
除了上面de定义振幅a的方法之外，还可以使用通过调整振幅a来获得最终扭矩命令的另一方法。最终校正的虚拟驾驶系统扭矩命令可以以如下方式获得，在该方式中，首先获得校正扭矩命令与通过上述虚拟驾驶系统模型获得的基本扭矩命令之间的差值，用振幅a的设定值乘以该差值乘，该设定值是驾驶员设定变量值，并且将该相乘值与基本扭矩命令相加。换言之，即，获得虚拟驾驶系统模型的输入值和输出值之间的差值，将该值乘以振幅a的设定值加到输入值上，并且将该求和值用作最终扭矩命令(即最终虚拟驾驶系统扭矩命令)的方法。
[0107]
此外，获得最终扭矩命令的又一方法可以通过调整振幅a来应用。存在一种方法，
在该方法中，将输出扭矩命令(即，第一校正扭矩命令)的值再次输入到虚拟驾驶系统模型，该输出扭矩命令通过使用作为虚拟驾驶系统模型的传统的质量-弹簧-阻尼器系统模型而获得，此时，通过虚拟驾驶系统模型获得的输出扭矩命令作为最终扭矩命令(即，第二校正扭矩命令，其是最终虚拟驾驶系统扭矩命令)的值。即，通过使用两次虚拟驾驶系统模型，可以应用图7所示的方法。
[0108]
如图7所示，将基本扭矩命令(即，输入扭矩命令)输入到虚拟驾驶系统模型以获得作为输出扭矩命令的第一校正扭矩命令，并且在分别对第一校正扭矩命令和基本扭矩命令施加预定权重之后，将所求和的值用作第二虚拟驾驶系统模型的输入扭矩命令。此时，振幅a可以用作第一校正扭矩命令的权重。此外，当振幅a的设定值较大时，第一校正扭矩命令的权重可以被设定为比基本扭矩命令的权重进一步增大的值。
[0109]
同时，在本公开的示例性实施例中，可以应用一种用于防止信号发散的方法，其中，输出信号可能由于离散化误差、由设定值引起的系统数学不稳定性等而发散。为了防止该问题，可以定义个性化设定值的范围而没有发散的风险，并且将设定值的波动限制在这些范围内。即，预定下限和预定上限并且将该预定下限和预定上限应用于每个设定值。
[0110]
即使由于离散误差而在在允许范围内应用设定值，也可以防止系统信号发散，其中，在检测到发散特征之后，可以通过基于信号的溢出来减小设定值来防止发散特征。
[0111]
也就是说，当信号值x或的绝对值的大小大于预定阈值时、或者当正(+)/负(-)的符号在每个采样时间改变时、或者当这些现象持续预定时间时，该条件被确定为发散。此外，与在先前采样时间的值相比，当确定为发散状态时，以预定方式降低由驾驶员设定的或已经设定的固有振动频率(即共振频率fn)和阻尼比(ζ)的值。重复降低措施，直到发散状态的条件结束。
[0112]
此外，在本公开的示例性实施例中，当使用虚拟驾驶系统扭矩命令时，可以应用解决驾驶系统齿隙问题的方法。在扭矩值在驱动方向与再生方向之间切换的情况(即，接近零扭矩)附近，齿隙冲击可以随着驾驶系统齿轮的布置方向的改变而发生。为了防止这个问题，振动可以只在可能发生齿隙冲击的限定齿隙区段中消除。
[0113]
作为解决该问题的方法，可以应用调整振幅a的方法。当基本扭矩命令进入预定的齿隙区段时，振幅a减小到0的值，并且然后当基本扭矩命令离开齿隙区段时，减小的振幅a可以恢复到原始设定值。可以对在减小和恢复振幅a的处理中调整的振幅a应用速率限制或滤波器，并且允许通过使用已应用速率限制或滤波器的振幅a来确定虚拟驾驶系统扭矩命令。
[0114]
在本公开的示例性实施例中，为了更多地解释齿隙区段，在马达扭矩的方向改变时，在包括减速器的驾驶系统中可能发生由齿轮齿隙引起的冲击。因此，齿隙区段可以在控制器中被预设为预定扭矩范围(即，扭矩带)近似于零扭矩的区段(包括零(0)扭矩)。
[0115]
此时，齿隙区段由基于零(0)扭矩而划分的负(-)扭矩区和正(+)扭矩区域组成。即，齿隙区段可以被称为扭矩区段，在该扭矩区段中预定的负(-)扭矩值被设定为最小值，并且预定的正(+)扭矩值被设定为最大值。另外，可以针对每个驾驶系统旋转速度或扭矩区域设定齿隙区段。
[0116]
在本公开的实施例中，马达扭矩的方向被切换的事实意味着马达扭矩从正(+)值转换为负(-)值，或者相反地，从负值转换为正值。这里，正(+)马达扭矩表示驱动扭矩，并且
负(-)马达扭矩表示再生扭矩。
[0117]
此外，在本公开的示例性实施例中，可以应用使用传递函数模型的方法。由于虚拟质量-弹簧-阻尼器系统可以用传递函数的形式表示为线性系统，因此为了便于应用，可以将整个虚拟传动系统模型转换为传递函数。如上所述，传递函数的输入也是基本扭矩命令，并且该传递函数的输出是作为校正扭矩命令的虚拟驾驶系统扭矩命令。将质量-弹簧-阻尼器线性系统转换为传递函数的方法是众所周知的方法，并且因此这里将省略详细描述。
[0118]
图8是示出根据本公开的实施例中的固有振动频率和阻尼比的设定值的各种扭矩形式的示例的视图，示例性实施例1示出提供充分的加速/减速响应以及平稳驾驶的日常驾驶和舒适模式。
[0119]
示例性实施例2是实现高性能gt车(即，大型旅行车)的感受的示例，并且是即使快速响应性很重要，也提供驾驶性能而对于长途旅行也没有很大不便的示例。示例性实施例3是实现跑车的感受的示例，并且是由于立即的加速/减速响应和强扭矩输出而提供驾驶系统的直观的扭转感受的示例。
[0120]
示例性实施例4是实现诸如公交车的大型车辆的感受的示例，并且是提供由于大齿轮齿隙和高惯性而引起的低频振动的感受的示例。示例性实施例5是通过移除急剧地的驾驶输入来提供无阶跃的温和的加速/减速感受的示例，并且示例性实施例6是提供感受的一个示例，该示例类似于在充分反映驾驶员意志的同时在前方向和后方向上以连续且平稳的运动诱导婴儿睡眠。
[0121]
以这种方式，根据上述本公开的实施例的控制方法，根据驾驶员的要求，使用电动车辆中的马达虚拟地实现并模拟可以由诸如内燃机车辆的驾驶系统的其他驾驶系统提供的各种特性。
[0122]
虽然可以通过简单地添加根据设定值确定的连续振动模式来产生振动，但在这种情况下，可以向驾驶员提供不现实的振动。因此，在本公开的实施例中，虚拟驾驶系统模型用于添加反映驾驶员加速/减速意愿的振动扭矩。
[0123]
结果，根据本公开的实施例，可以实现高度真实的振动扭矩，驾驶员可以感觉到驾驶感受，该驾驶感受就像通过调整改变了实际车辆的驾驶系统一样，而不是感觉到简单的振动，并且可以提供唯一的车辆市场性，该市场性允许驾驶员不仅体验他或她自己车辆的驾驶系统，而且还体验各种车辆类型的驾驶系统。
[0124]
尽管如上所述已经详细描述了本公开的实施例，但本公开的范围不限于此，并且本领域技术人员使用所附权利要求中定义的本公开的基本概念的各种修改和改进也包括在本公开的范围内。