电动车辆的制作方法

1.本说明书公开的技术涉及电动车辆。


背景技术：

2.日本特开2020-127281公开一种具备检测驱动用的马达的转速的传感器和能够根据由传感器检测的检测值执行马达转速的反馈控制的控制装置的电动车辆。电动车辆根据马达转速和电动车辆的实际的速度(以下称为车辆速度)，判断为驱动轮打滑。在该情况下，电动车辆构成为通过执行马达转速的反馈控制并与车辆速度相配地调节驱动轮的转速来抑制驱动轮的打滑。


技术实现要素：

3.在日本特开2020-127281的电动车辆中，在驱动轮中发生打滑的情况下，执行马达转速的反馈控制。关于该反馈控制，本发明人们发现了在某些的状况下在该反馈控制的执行过程中车辆速度变动这样的现象。
4.本说明书公开的方式提供一种电动车辆，包括：马达，构成为使所述电动车辆的驱动轮旋转；传感器，构成为检测作为所述马达的转速的马达转速；以及控制装置，构成为根据由所述传感器检测的检测值，执行所述马达转速的反馈控制。所述控制装置构成为在所述反馈控制的执行过程中，实施：从由所述传感器检测的检测值，抽出预定的频带中的振动分量的处理；计算在预定的期间对所抽出的所述振动分量进行累计的累计值的处理；以及判定所计算出的所述累计值是否包含于预定的异常范围的处理。
5.在马达转速的反馈控制中，根据由传感器检测马达转速的检测值，调节马达的转速。此时，起因于在包括马达以及驱动轮的驱动系统中产生的振动、从路面施加到驱动轮的外力等，在马达转速的检测值中出现具有特定的频率的振动分量。这样的振动分量的存在在马达转速的反馈控制中成为干扰，所以存在影响马达转速(即，车辆速度)的可能性。但是，在马达转速的检测值中出现的振动分量是微小的，其存在不视为问题。然而，针对车辆的要求质量提高，在例如车辆速度比较小时、在驱动轮中产生打滑的状况等特定的状况下，存在无法忽略上述振动分量的可能性。
6.关于以上的点，控制装置从由传感器检测的检测值抽出预定的频带中的振动分量，在预定的期间累计所抽出的振动分量。由此，即使由传感器检测的检测值中包含的振动分量微小，也能够可靠地检测该振动分量的存在。由此，为了抑制马达转速(即，车辆速度)的变动，可适时地采取适合的对策。
附图说明
7.下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，其中：
8.图1示出实施例的电动车辆10的框图。
9.图2示出打滑率s与车辆发生g的关系的图表。
10.图3示出控制装置20执行的打滑检测处理的流程图。
11.图4示出控制装置20执行的打滑抑制处理的流程图。
12.图5示出控制装置20执行的振动检测处理的流程图。
13.图6示出车辆速度与增益值的关系的图表。
14.图7示出左驱动轮的转速与右驱动轮的转速的差分和增益值的关系的图表。
15.图8示出第2实施例的控制装置20执行的打滑抑制处理的流程图。
16.图9示出第3实施例的控制装置20执行的打滑抑制处理的流程图。
具体实施方式
17.在本技术的一个实施方式中，所述预定的频带也可以包含包括所述马达以及所述驱动轮的驱动系统的共振频率。由此，能够更正确地检测驱动系统的共振频率所引起的振动分量。
18.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在检测到所述驱动轮的打滑时，通过执行所述反馈控制来抑制所述驱动轮的打滑。
19.在为了抑制驱动轮的打滑而执行了马达转速的反馈控制的情况下，驱动轮的打滑率被维持于比较小的范围。关于该点判明了在摩擦系数小的路面(即，易于打滑的路面)的一部分中，针对驱动轮的摩擦系数根据驱动轮的打滑率而变化，并且该变化在打滑率比较小的范围中显著。即，在为了抑制驱动轮的打滑而执行了马达转速的反馈控制的情况下，存在上述振动分量所引起的车辆速度的不稳定的举动由于摩擦系数的变化被进一步放大的可能性。关于该点，在上述实施方式中，在为了抑制驱动轮的打滑而执行了马达转速的反馈控制的情况下，能够可靠地检测在马达转速中出现的振动分量，适时地采取必要的对策。
20.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在计算所述累计值时，以预定的增益对所抽出的所述振动分量进行调整。根据这样的结构，例如，在电动车辆的用户不易感受到振动的状况下，通过将增益值设定为小于1的值，能够抑制累计值包含于异常范围。例如，在电动车辆的用户易于感受到振动的状况下，通过将增益值设定为大于1的值，能够促进累计值包含于异常范围。
21.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为根据所述电动车辆的车辆速度，变更所述增益。根据电动车辆的车辆速度，振动向用户的影响变化。根据这样的结构，通过由控制装置根据车辆速度变更增益值，能够根据车辆速度调整累计值。其结果，能够根据车辆速度，调整累计值是否包含于异常范围。
22.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为所述车辆速度越上升，越使所述增益连续或者阶段性地降低。在车辆速度上升时，用户不易感知到振动。另一方面，在车辆速度低的情况下，用户易于感知到振动。根据上述结构，车辆速度越上升越使增益值连续或者阶段性地降低，从而能够抑制在用户不易感知到振动的状况下累计值包含于异常范围。
23.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在所述车辆速度超过预定的阈值时，将所述增益设定为零。根据这样的结构，能够防止在车辆速度超过预定的阈值速度且用户不易感知到振动的状况下累计值包含于异常范围。
24.在本技术的一个实施方式中，所述驱动轮也可以包括左驱动轮和右驱动轮。在该情况下，所述控制装置也可以构成为根据所述左驱动轮的转速和所述右驱动轮的转速的差分，变更所述增益。在电动车辆的左驱动轮的转速与右驱动轮的转速的差分大的情况下，用户不易感知到振动。另一方面，在差分小的情况下，用户易于感知到振动。根据差分，振动向用户的影响变化。根据这样的结构，能够根据差分调整累计值。其结果，能够根据差分调整累计值是否包含于异常范围。
25.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在所述差分超过预定的阈值时，将所述增益设定为零。根据这样的结构，能够防止在用户不易感知到振动的状况下累计值包含于异常范围。
26.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在所述累计值包含于所述异常范围时，提高所述反馈控制中的所述马达转速的目标值。在目标值低时，马达转速降低。其结果，车轮速度降低。其结果，振动分量的影响变大。根据上述结构，在发生振动的情况下，通过提高马达转速的目标值来防止车辆速度降低。由此，能够抑制振动分量的影响变大。
27.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在所述累计值包含于所述异常范围时，变更所述反馈控制中的反馈增益。根据这样的结构，能够抑制由于反馈控制引起的马达转速的变化。由此，能够抑制发生振动。
28.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在所述累计值包含于所述异常范围时，将所述反馈控制中的反馈增益设定为零。根据这样的结构，能够防止由于反馈控制引起的马达转速的变化。由此，能够抑制发生振动。
29.在本技术的一个实施方式中，所述控制装置也可以构成为在所述累计值包含于所述异常范围时，中止所述反馈控制。根据这样的结构，在发生振动的情况下，能够防止由于反馈控制引起的马达转速的变化。由此，能够抑制发生振动。
30.(实施例)
31.参照附图，说明实施例的电动车辆。如图1所示，实施例的电动车辆10具备4个车轮(左驱动轮2l、右驱动轮2r、左从动轮6l、右从动轮6r)。电动车辆10还具备驱动轴12、差速齿轮14、螺旋桨轴18、马达19以及控制装置20。
32.左驱动轮2l以及右驱动轮2r位于电动车辆10的前方(即，图1的纸面上方)，左从动轮6l以及右从动轮6r位于电动车辆10的后方(即，图1的纸面下方)。左驱动轮2l经由轮毂4l固定到驱动轴12的左端，右驱动轮2r经由轮毂4r固定到驱动轴12的右端。驱动轴12经由差速齿轮14以及螺旋桨轴18与马达19连接。马达19作为电动机以及发电机发挥功能。在作为电动机发挥功能时，马达19对螺旋桨轴18提供转矩。该转矩经由差速齿轮14以及驱动轴12被传递到各驱动轮2r、2l。由此，各驱动轮2r、2l旋转，电动车辆10行驶。
33.左从动轮6l经由轮毂8l固定到车辆后方的左侧，右从动轮6r经由轮毂8r固定到车辆后方的右侧。如图1所示，各从动轮6r、6l未与马达19连接。即，马达19的转矩传递不到各从动轮6r、6l。电动车辆10是所谓前轮驱动的车辆。
34.各轮毂4r、4l、8r、8l与各车轮2r、2l、6r、6l一起旋转。在各轮毂4r、4l、8r、8l的附近，配置有车轮速传感器9。车轮速传感器9检测各轮毂4r、4l、8r、8l的旋转速度。
35.控制装置20是控制电动车辆10的各种功能的计算机。虽然省略图示，控制装置20
具备由cpu(central processing unit，中央处理单元)、ram(random access memory，随机存取存储器)、rom(read only memory，只读存储器)等构成的电子电路。控制装置20从车轮速传感器9的各个接收各轮毂4r、4l、8r、8l(即，各车轮2r、2l、6r、6l)的旋转速度。控制装置20通过计算从动轮6r、6l的旋转速度的平均值，推测为电动车辆10的车辆速度。
36.控制装置20根据电动车辆10的加速器(省略图示)操作，计算指令转矩。控制装置20将用于使马达19输出所计算出的指令转矩的电力输入到马达19。其结果，马达19将指令转矩赋予给螺旋桨轴18。这样，控制装置20根据指令转矩，控制马达19的转矩(即，马达转速)。以下，将该控制方法称为“转矩控制”。
37.另外，马达19具备检测马达19的转速的马达传感器19s。详细内容后述，马达19将马达传感器19s检测的马达19的转速发送给控制装置20。由此，控制装置20反馈马达19的转速，控制马达19。即，控制装置20除了转矩控制以外，还能够执行马达19的转速的“反馈控制”。
38.参照图2，说明打滑率s与在电动车辆10中发生的前后方向的重力加速度(以下称为车辆发生g)的关系。在图2中，在横轴上示出打滑率，在纵轴上示出车辆发生g。在此，打滑率s是表示电动车辆10的行驶举动的不稳定性的值。更详细而言，打滑率是表示在驱动轮2r、2l(参照图1)的旋转速度的平均值与电动车辆10的车辆速度之间产生何种程度的差异的值。当各驱动轮2r、2l打滑时(即，打滑率s变大时)，各驱动轮2r、2l的旋转速度相对车辆速度变大。即，打滑率s与驱动轮2r、2l的旋转速度的平均值和车辆速度的差异成比例。另外，打滑率与车辆速度成反比例。其结果，打滑率s例如通过下述的式(1)计算。
39.s＝(各驱动轮2r、2l的旋转速度的平均值－车辆速度)/车辆速度
…
(1)
40.因此，在从各驱动轮2r、2l的旋转速度的平均值减去车辆速度而得到的值相同的情况下，车辆速度越小，则打滑率s变得越大。本发明人们在各种路面状况下调查打滑率和车辆发生g的关系。其结果，如图2的虚线图表所示，在冰冻的路面即冰盘路面中，即使打滑率s变化，车辆发生g的值也保持为大致恒定。然而，如图2的实线图表的回折范围ca所示，判明在如淋湿的砖路面那样的在路面上保持水的状况下，当打滑率降低时，车辆发生g急剧上升。
41.因此，特别是在淋湿的砖路面中，当在回折范围ca内打滑率变化时，车辆发生g大幅变化。换言之，在淋湿的砖路面中，当在回折范围ca内打滑率变化的情况下，在电动车辆10中发生振动。
42.(打滑检测处理)
43.参照图3，说明控制装置20执行的打滑检测处理。控制装置20在电动车辆10的行驶中，一边用上述转矩控制来控制马达19的转矩，一边执行图3所示的打滑检测处理。打滑检测处理是用于检测电动车辆10的各驱动轮2r、2l的打滑的处理。
44.在s2中，控制装置20从与各从动轮6r、6l对应的车轮速传感器9接收各从动轮6r、6l的旋转速度。接下来，在s4中，控制装置20根据接收到的从动轮6r、6l的旋转速度的平均值计算电动车辆10的车辆速度。在s6中，控制装置20根据计算出的车辆速度，计算驱动轮2r、2l的推测转速。在此，推测转速是指在各驱动轮2r、2l未打滑的状态下为了以计算出的车辆速度行驶而所需的各驱动轮2r、2l的转速。
45.进而，在s8中，控制装置20从与各驱动轮2r、2l对应的车轮速传感器9接收各驱动
轮2r、2l的实际的旋转速度，根据该旋转速度检测各驱动轮2r、2l的转速。在s10中，控制装置20比较接收到的各驱动轮2r、2l的实际的转速和推测转速，计算各驱动轮2r、2l的实际的转速超过推测转速的超过量。进而，控制装置20累计该超过量。
46.在s12中，控制装置20比较对超过量进行累计而得到的超过量累计量和累计量阈值。在此，累计量阈值是对控制装置20预先设定的值，是用于判断各驱动轮2r、2l是否打滑的阈值。在超过量累计量超过累计量阈值的情况下(在s12中“是”)，控制装置20判定为各驱动轮2r、2l打滑，中断转矩控制，执行打滑抑制处理。另一方面，在超过量累计量未超过累计量阈值的情况下(在s12中“否”)，控制装置20判定为各驱动轮2r、2l未打滑，继续进行转矩控制，再次执行s2的处理。这样，控制装置20在电动车辆10的行驶中检测各驱动轮2r、2l是否打滑。
47.(打滑抑制处理)
48.参照图4，说明控制装置20执行的打滑抑制处理。打滑抑制控制是在检测到各驱动轮2r、2l的打滑时为了抑制各驱动轮2r、2l的打滑而执行的马达转速的反馈控制。在s20中，控制装置20从马达传感器19s接收作为马达19的转速的马达转速。接下来，在s22中，控制装置20设定成为马达19的转速的目标值的目标转速。在此，例如，通过对上述推测转速乘以预定的打滑率等用于使各驱动轮2r、2l的转速与马达19的转速相配的系数，求出目标转速。
49.在s24中，控制装置20判定振动标志是否为on。如参照图5后述，振动标志表示在马达19中发生预定的频带的振动。在振动标志不为on的情况下(在s24中“否”)，控制装置20跳过s26的处理，进入到s28。
50.在s28中，控制装置20根据在s20中检测的马达转速与目标转速的差，控制马达19。
51.在振动标志为on的情况下(在s24中“是”)，控制装置20提高在s22中设定的目标转速。在该情况下，控制装置20在s28中根据在s20中检测的马达转速与提高后的目标转速的差，控制马达19。如图2的回折范围ca所示，车辆发生g在打滑率s低(0～约0.3)的区间中急剧上升。通过提高目标转速，驱动轮2r、2l的旋转速度的平均值与车辆速度的差异增加。其结果，打滑率s变大。由此，抑制打滑率s包含于回折范围ca，能够抑制发生振动。这样，本实施例的控制装置20在检测到各驱动轮2r、2l的打滑时，执行马达转速的反馈控制。
52.(振动检测处理)
53.参照图5，说明控制装置20执行的振动检测处理。在电动车辆10的行驶时由控制装置20执行振动检测处理。振动检测处理是用于在检测到各驱动轮2r、2l的打滑时检测特别是在马达19周边发生的振动的处理。
54.在s30中，控制装置20判定在当前时间点是否执行着打滑抑制处理(参照图4)。在当前时间点未执行打滑抑制处理的情况下(在s30中“否”)，控制装置20在s46中将振动标志设为off，结束振动检测处理。
55.在当前时间点执行着打滑抑制处理的情况下(在s30中“是”)，在s32中，控制装置20执行在s20(参照图4)中检测的马达转速的带通滤波器处理。在此，带通滤波器处理是将马达转速的频率变换为预定的频带的处理。在本实施例中，预定的频带包含包括马达19、驱动轴12、各驱动轮2r、2l的驱动系统的共振频率，例如包含12hz。通过将马达转速的频率变换为包含驱动系统的共振频率的频带，能够抽出马达转速中包含的振动分量中的、引起驱动系统的共振的可能性高的振动分量。此外，在变形例中，预定的频带既可以是电动车辆10
整体的共振频率，也可以是马达19单体的共振频率。
56.接下来，在s34中，控制装置20从电动车辆10的各种部位取得预定的信息，利用所取得的信息计算增益值。增益值是用于调整在s32中处理后的振动分量的值。
57.(增益值)
58.在此，暂且参照图6以及图7，说明本实施例的增益值。本实施例的控制装置20利用车辆速度与各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分，计算增益值。如图6所示，控制装置20在s4(参照图3)中计算出的车辆速度是15km/h以下的情况下，将增益值设定为1.0。控制装置20在车辆速度超过15km/h的情况下，将增益值设定为零。
59.根据电动车辆10的车辆速度，振动向用户的影响变化。具体而言，在车辆速度超过15km/h的情况下，假设发生振动，用户也不易感知到振动的发生。另一方面，在车辆速度是15km/h以下的情况下，当发生振动时，用户易于感知到振动的发生。本实施例的控制装置20在车辆速度超过15km/h的情况下，将增益值设定为零。由此，能够防止在用户不易感知到振动的发生的状况下白费地检测振动。
60.另外，控制装置20计算从与各驱动轮2r、2l对应的车轮速传感器9接收到的各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分。如图7所示，控制装置20在各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分是5km/h以下的情况下，将增益值设定为1.0。控制装置20在该差分超过5km/h的情况下，将增益值设定为零。
61.根据各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分，振动向用户的影响变化。具体而言，在各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分超过5km/h的情况下，假设发生振动，用户也不易感知到振动的发生。另一方面，在各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分是5km/h以下的情况下，当发生振动时，用户易于感知到振动的发生。本实施例的控制装置20在各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分超过5km/h的情况下，将增益值设定为零。由此，能够防止在用户不易感知到振动的发生的状况下白费地检测振动。
62.再次，返回到图5，说明振动检测处理。在s36中，控制装置20通过将在s32中处理后的振动分量和参照图6、图7说明的增益值相乘，调整振动分量。接下来，在s40中，计算在s36中调整后的振动分量的累计值。
63.在s40中，控制装置20判断是否经过了预定的期间。在此，预定的期间是能够判断为上述驱动系统的振动持续发生的期间，例如是1000msec。在未经过预定的期间的情况下(在s40中“否”)，控制装置20返回到s34，再次计算增益值。即，控制装置20反复s34～s38的处理直至经过预定的期间。
64.在经过预定的期间时(在s40中“是”)，控制装置20在s42中比较预定的期间累计的累计值和振动判定值。振动判定值是用于判定发生驱动系统的振动的阈值，预先存储于控制装置20。在累计值超过振动判定值的情况下(在s42中“是”)，控制装置20判定为发生驱动系统的振动，进入到s44，将上述振动标志设为on，结束振动检测处理。另一方面，在累计值是振动判定值以下的情况下(在s42中“否”)，控制装置20判定为未发生驱动系统的振动，进入到s46，将上述振动标志设为off，结束振动检测处理。
65.(本实施例的效果)
66.如上所述，控制装置20在打滑抑制处理中，检测马达转速，调节马达19的转速。起因于在马达19、各驱动轮2r、2l等驱动系统中产生的振动、从路面施加到各驱动轮2r、2l的
外力等，在检测出的马达转速中包含具有特定的频率的振动分量。该振动分量在打滑抑制处理中执行的马达转速的反馈控制中成为干扰，例如如参照图3说明那样，使车辆发生g变化。本实施例的电动车辆10的控制装置20在打滑抑制处理中，从检测出的马达转速抽出预定的频带中的振动分量(s32)。进而，控制装置20在预定的期间累计所抽出的振动分量(s38)，比较累计值和振动判定值，检测振动的发生。由此，能够根据马达转速中包含的微小的振动分量，检测振动的发生。
67.(第2实施例)
68.参照图8，说明第2实施例的电动车辆10的控制装置20执行的打滑抑制处理。第2实施例的控制装置20在打滑抑制处理中，当振动标志为on的情况下(在s24中“是”)，代替s26的处理，在s56中，将反馈增益设定为零。在其他点中，第2实施例的电动车辆10具有与第1实施例的电动车辆10同样的结构。
69.由此，在发生振动的情况下，实质上中断马达转速的反馈控制。其结果，马达19的转速不会通过反馈控制来变更。因此，能够抑制发生振动。此外，在变形例中，控制装置20也可以在s56中使反馈增益大于1。通过进一步强化马达转速的反馈控制，能够压住振动。
70.(第3实施例)
71.参照图9，说明第3实施例的电动车辆10的控制装置20执行的打滑抑制处理。第3实施例的控制装置20在打滑抑制处理中，当振动标志为on的情况下(在s24中“是”)，代替s26的处理，在s66中，中止马达转速的反馈控制。在其他点中，第3实施例的电动车辆10具有与第1实施例的电动车辆10同样的结构。其结果，马达19的转速不会通过反馈控制来变更。因此，能够抑制发生振动。
72.以上，详细说明了本说明书公开的技术的具体例，但这些仅为例示，未限定权利要求书。在权利要求书记载的技术中，包括对以上例示的具体例进行各种各样变形、变更而得到的例子。以下列举上述实施例的变形例。
73.(变形例1)控制装置20也可以在振动检测处理中，对滤波后的马达转速不乘以增益值。即，在本变形例中，可省略图5的s34、s36的处理。另外，在其他变形例中，也可以代替车辆速度、各驱动轮2r、2l的旋转速度的差分而采用车辆特有的增益值。在该情况下，例如，在电动车辆10具有不易出现振动的影响的构造体的情况下，可以将车辆特有的增益值设定得较低，在电动车辆10具有易于出现振动的影响的构造体的情况下，可以将车辆特有的增益值设定得较高。
74.(变形例2)控制装置20也可以在振动检测处理中，例如在车辆速度超过10km/h的情况下，将增益值设定为0.5，在车辆速度超过15km/h的情况下，将增益值设定为零。即，控制装置20也可以使增益值阶段性地降低。在其他变形例中，控制装置20也可以伴随车辆速度的上升，使增益值连续地降低。
75.在本说明书或者附图中说明的技术要素单独地或者通过各种组合来发挥技术上的有用性，不限定于申请时权利要求书记载的组合。另外，在本说明书或者附图中例示的技术能够同时达成多个目的，达成其中的一个目的本身具有技术上的有用性。