CN102933421A - 电动车辆的俯仰控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电动车辆的俯仰控制装置，为了抑制车辆制动时由俯仰运动引起的姿势变化而适当地控制车辆的制动力，从而防止在车辆停止瞬间产生的减速度的不连续，良好地控制车辆的俯仰运动，并且即使因路面坡度而行驶阻力的大幅变化、以及由于驾驶员及货物的增减而使车辆重量大幅变化，也能够确保乘员的乘坐舒适性并提高操作稳定性。电动车辆的俯仰控制装置进行抑制由电动车辆的俯仰运动产生的电动车辆的姿势变化的控制，以在电动车辆停止时使对驱动电动车辆的驱动用马达输出的制动驱动转矩指令值为行驶阻力等效转矩的方式进行控制，行驶阻力等效转矩是将电动车辆相对于具有坡度的路面保持停止状态所需要的力换算成驱动用马达的转矩而得到的值。

Description

电动车辆的俯仰控制装置

技术领域

本发明涉及电动车辆的车辆控制装置，更具体而言，涉及抑制车辆的俯仰运动的技术。

背景技术

车辆姿势的动态由前轮和后轮的悬架伸缩来决定，称作俯仰运动。

公知由该俯仰运动产生的车辆姿势的动态根据行驶状态以及路面的状态而变化。

例如，当车辆进行加速以及减速时，车身的前后方向以沿上下变化的朝向产生称作俯仰力矩的、绕重心点的力矩。

因该俯仰力矩导致俯仰运动。

尤其是，当车辆通过制动而停止时，由于至车辆停止之前车辆被持续施加制动转矩，所以，由俯仰力矩产生使车辆前部下沉的点头(nose-dive)。

而且，由于基于该制动转矩产生的减速度随着车辆停止而突然消失，所以存在如下问题：因点头而蓄存在悬架中的能量被同时释放，产生点头的回摆振动。

因此，为了抑制这样的俯仰运动以及基于俯仰力矩产生的点头而导致的姿势变化，在车辆中设有使基于悬架的弹簧产生的振动衰减的减震装置。

虽然通过该悬架装置的弹簧及减震器的设定能够调整车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性，但想要同时实现乘坐舒适性和操纵稳定性是非常困难的。

这是因为：乘坐舒适性和操纵稳定性为相反的特性，而且在实际车辆中由于搭乘者以及货物等装载量的变化而导致车辆重量变化较大，所以难以确定所有状况下的最佳值。

另一方面，如专利文献1所公开那样，公知有如下技术：控制车辆的驱动力由此补充悬架的功能而使车身姿势稳定化。

这种技术为如下技术：在车身的前轮部上升的情况下，减少车辆的驱动转矩，从而减少基于路面反力的、使前轮上升方向的力矩，相反地，在前轮部下降的情况下，增加车辆的驱动转矩，从而增加基于路面反力的、使前轮上升方向的力矩，由此，抑制了车辆的俯仰运动。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭62-12305号公报

发明内容

上述专利文献1所公开的现有技术为如下技术：为了抑制车身的俯仰运动，以在与所导致的俯仰运动相反的相位上增减车辆的制动驱动转矩的方式进行动作。

也就是说，为了消除进行控制时原本必然会产生的基于点头的俯仰运动自身，进行使车辆的减速度降低、或使车辆加速那样的控制。

该控制可能会导致使减速所需要的制动转矩过度地减少、制动距离过度地延长等驾驶性降低而存在不优选的情况。

另外，由于在具有坡度的路面上因重力而使成为基准的悬架的中立位置发生变化，所以可能无法进行适当的制动驱动转矩的增减而无法抑制俯仰运动。

尤其是在工程机械中，由于搭乘者以及货物等装载量的变化而使车辆重量变化较大。

在这样的变化下，为了防止因制动驱动转矩控制所导致的驾驶性的降低、实现俯仰运动的抑制，需要确定制动驱动转矩的最佳值。

本发明是着眼于这样的问题而研发的。

其目的在于，在车辆停止的瞬间，良好地控制产生点头的回摆振动这样的俯仰运动，并进行车辆制动时的俯仰运动所产生的姿势变化的抑制，其中，点头的回摆振动是由于基于车辆的制动驱动转矩而生成的减速度突然消失所产生的。

另外，提供电动车辆的俯仰控制装置，即使由于路面坡度而行驶阻力大幅变化、以及由于驾驶员及货物的增减而车辆重量大幅变化，也能够确保乘员的乘坐舒适性并提高操作稳定性。

用于在车辆停止的瞬间进行抑制因车辆的制动驱动转矩所生成的减速度突然消失而产生的俯仰运动的控制，以及为了在随着车辆行驶中的时间推移而车辆行驶的路面坡度发生变化的情况下、和在由于搭乘者及货物的增减而使车辆重量发生大幅变化的情况下，也能够确保搭乘者的乘坐舒适性并进行俯仰控制，作为上述的对策，车辆的俯仰控制装置可考虑采用如下结构。

本发明尤其涉及电动车辆的俯仰控制装置。

在进行抑制由电动车辆的俯仰运动产生的电动车辆的姿势变化的控制的电动车辆的俯仰运动控制装置中，以在电动车辆停止时使对驱动电动车辆的驱动用马达输出的制动驱动转矩指令值为行驶阻力等效转矩的方式进行控制，行驶阻力等效转矩为将电动车辆相对于具有坡度的路面保持停止状态所需要的力换算成驱动用马达的转矩而得到的值。

本结构的特征在于，在电动车辆停止时，对用于驱动电动车辆的驱动马达输出的制动驱动转矩指令值为行驶阻力等效转矩。

行驶阻力等效转矩为将电动车辆相对于具有坡度的路面保持停止状态所需要的力换算成驱动用马达的转矩而得到的值。在坡度路面上，车辆相对于路面始终产生阻力。例如，在车辆以爬坡的方式行驶、停止的情况下，车辆受到相对于上坡路向后牵引那样的力。相反地，在车辆以下坡的方式行驶、停止的情况下，车辆受到相对于下坡路前进那样的力。也就是说，车辆停止时，由于车辆上始终作用有上述那样的力，所以能够通过对车辆施加与上述的力平衡那样的反向力而使车辆停止。将该力换算成驱动用马达的转矩而得到的值为行驶阻力等效转矩。

在本发明中，为了相对于那样的坡度路面也进行俯仰控制并可靠地进行停止，以在车辆停止时使输出到驱动用马达的制动驱动转矩指令值为行驶阻力等效转矩的方式进行控制。

另外，在本发明中，进行俯仰控制，以输出到驱动用马达的制动驱动转矩指令值在电动车辆停止时为行驶阻力等效转矩的方式，对根据由驾驶员的踏板操作所产生的电动车辆的加减速请求而算出的制动驱动转矩进行修正。

另外，关于本发明的俯仰装置的结构，具有：驱动装置，其算出根据由驾驶员的踏板操作所产生的电动车辆的加减速请求而算出的制动驱动转矩，并将该制动驱动转矩作为制动驱动转矩指令值输出到驱动用马达；转矩修正值计算器，其以使制动驱动转矩指令值在电动车辆停止时成为将所述电动车辆相对于具有坡度的路面保持停止状态所需要的力换算成驱动用马达的转矩而得到的值即行驶阻力等效转矩的方式，算出对制动驱动转矩的转矩修正值，驱动装置根据在转矩修正值计算器中算出的转矩修正值进行制动驱动转矩的修正，并将修正的转矩作为制动驱动转矩指令值输出到驱动用马达。

驱动装置连接有作为用于输出驾驶员的加减速请求的操作部的加速踏板及制动踏板，根据操作这些踏板所产生的驾驶员的加减速请求算出制动驱动转矩，并将制动驱动转矩作为制动驱动转矩指令值输出到驱动用马达。

为了进行使制动驱动转矩指令值在车辆停止时与行驶阻力等效转矩一致那样的控制，需要算出对制动驱动转矩的转矩修正值。算出该修正值的是转矩修正值计算器。

将在转矩修正值计算器中算出的转矩修正值输入到驱动装置，对根据驾驶员的加减速请求而算出的制动驱动转矩进行修正。

另外，行驶阻力等效转矩能够由制动驱动转矩与车身惯性等效转矩的差值求出，其中，制动驱动转矩是根据用于供驾驶员输出加减速请求的加速踏板和制动踏板而算出的，车身惯性等效转矩是根据电动车辆的速度的微分值而算出的。

电动车辆的俯仰控制在驱动转矩指令值和行驶阻力等效转矩的合计的积分值与电动车辆的速度一致时开始修正。并且，将修正后的制动驱动转矩作为制动驱动转矩指令值输出到驱动用马达。

转矩修正值计算器具有用于算出转矩修正值的修正函数，以使制动驱动转矩指令值在电动车辆停止时为行驶阻力等效转矩的方式，根据修正函数算出转矩修正值。

在此，若修正函数为例如一次函数，则对制动驱动转矩进行直线修正，即根据一次函数进行修正来使制动驱动转矩指令值在车辆停止时为行驶阻力等效转矩。

修正函数根据电动车辆的重量大小随着时间推移的变化而改变。

在电动车辆中，车辆重量根据搭乘者以及载货量而变化。由于车身的惯性力矩也发生变化，所以这样的重量变化导致俯仰运动的固有振动频率的变化，因此为在进行俯仰控制时应当考虑的重要状态量。

特别是在自卸货车等装卸用车辆中，可以认为频繁地发生货物的装卸，电动车辆的重量随着时间推移而变化较大。通过使这样的电动车辆的重量大小的变化反映到计算转矩修正值时的修正函数中，能够不受电动车辆的货物状况等影响而进行可靠且高精度的控制。

另外，修正函数根据行驶阻力等效转矩的大小随着时间推移的变化而改变。

电动车辆行驶时，可以认为行驶路面为非平坦的具有坡度的路面，并且随着行驶该路面坡度发生变化。由于这样的坡度变化而使车辆的前后重量分配发生变化，在悬架的弹簧具有非线性的情况下，由于基于轴载重变化的中立位置的变化而弹簧常数也发生变化，随之俯仰运动的固有振动频率也发生变化，所以难以有效地实现俯仰控制。

因此，在此，通过使行驶阻力等效转矩的大小随着时间推移的变化反映到计算转矩修正值的修正函数中，能够不受路面坡度的变化等影响而进行有效的俯仰控制。

另外，修正函数根据电动车辆的俯仰运动的振幅量即俯仰量随着时间推移的变化而改变。

通过考虑路面坡度的大小来推算悬架的刚性，变更修正函数已在前说明。另一方面，对悬架刚性或由于悬架刚性而变化的俯仰振动的振幅自身进行检测能够实现更高精度的控制。因此，将检测俯仰量、变更修正函数作为特征。

另外，转矩修正值根据俯仰振动的振幅大小即俯仰量与根据电动车辆的加速度、车辆重量、以及行驶阻力等效转矩而算出的目标俯仰量的差值而算出，或者根据俯仰量的时间微分值与目标俯仰量的时间微分值的差值而算出。

示出了在计算转矩修正值时，根据在转矩修正值计算器中预先规定的修正函数而算出的前馈修正的方法，但也可以考虑根据俯仰量与目标俯仰量的差值、或者根据俯仰量的微分值与目标俯仰量的微分值的差值来算出的反馈修正方法。由此，能够根据伴随着时间推移而在电动车辆中产生的状态量的变化对驱动转矩修正进行适当修正。

另外，也可以考虑将本发明的俯仰控制装置适用于装载用电动车辆。

发明效果

本发明的电动车辆的俯仰控制装置，在该车辆制动时防止在车辆停止瞬间发生的减速度的不连续，从而能够有效地抑制由点头的余震产生的俯仰运动的发生。另外，即使由于行驶路面坡度等而使行驶阻力大幅变化，也能够始终确切地控制制动转矩，从而在各种行驶状态下都能够确保乘员的乘坐舒适性并提高操作稳定性。

附图说明

图1是本发明的电动车辆的俯仰控制装置中的实施例装置的整体结构图。

图2是示意地表示车辆的俯仰运动的图。

图3是示意地表示不利用本发明的电动车辆的俯仰控制装置进行修正的情况下的控制装置的输入输出信号的图。

图4是示意地表示本发明的电动车辆的俯仰控制装置中的控制装置的输入输出信号的图。

图5是表示本发明的电动车辆的俯仰控制装置中的处理流程图。

具体实施方式

以下，根据实施例说明用于实施本发明的最佳方式。

首先，关于车辆中产生的俯仰运动的动作，使用图2进行说明。

图2是示意地表示车辆的俯仰运动的图。

车身201经由前后的悬架装置205、206分别与前后轮203、204支承结合。在此，使车身201的重量为m，俯仰运动中的惯性力矩为I，俯仰运动的力矩为M，俯仰量为θ。另外，使悬架装置相对于俯仰运动的刚性为K且阻尼为C，车身201的重心点202的离地距离为h且距前轮203及后轮204的距离分别为lf、lr。

若由驱动用马达112输出的制动驱动转矩为Ta，驱动轮即后轮204的轮胎直径为rt，则在轮胎不打滑时车辆的加速度ax为：

ax＝Ta/m rt                    (1)

在此，认为由车辆的加速运动产生的前后轮的载荷移动量为Ff、Fr。

这是因为距地面高度为h的重心点202的前后方向的加速运动在沿前后仅离开距离lf、lr的点处支承于地面。

由此，此时作用于地面的力即载荷移动量Ff、Fr取朝下为正，并表示为：

Ff＝-2axm h/(lf+lr)         (2)

Fr＝2axm h/(lf+lr)          (3)

若图中取顺时针为正，则基于该载荷移动产生的绕重心点的力矩M为：

M＝-Ff lf+Fr lr        (4)

若将该(4)式代入到先前的(2)(3)式，则绕重心点的力矩M为：

M＝2m h·ax            (5)

若考虑静力平衡，则此时的俯仰量θS为：

θS＝M/K＝(2m h/K)ax                (6)

另一方面，基于绕重心点的力矩M所产生的车身201的动态俯仰运动的传递函数表示为：

θ(s)/M(s)＝1/(I s2+Cs+K)                (7)

将(5)式代入到(7)式，则考虑到了悬架装置的动态特性的俯仰量表示为：

θ(s)＝2m h/(I s2+Cs+K)·ax(s)            (8)

图3是时序地表示在平地上以恒定速度行驶的车辆从某时刻起以恒定制动转矩紧急停止时的、通过车辆速度、制动驱动转矩、俯仰角来表示的俯仰运动的响应波形的图。

301、302表示车辆速度，303表示制动驱动转矩，304、305表示俯仰响应。此外，关于制动驱动转矩，正值表示驱动转矩，负值表示制动转矩，0表示既不产生制动转矩也不产生驱动转矩。

如303所示，当对驱动轮施加恒定制动转矩时，车辆速度301如302那样以固定的斜率减小直至停止。由于在施加恒定制动转矩的期间中，俯仰运动收敛成上述的式(6)所示的量，其结果为向前倾，即导致点头。点头是由于减速产生的车身的旋转力矩而使前轮悬架收缩从而导致车身向前倾的状态，是弹簧蓄存了能量的状态，该状态持续到车辆停止。

接下来，如303所示，车辆停止时，当处于由作用在车辆上的制动转矩产生的减速度突然变为零那样的状态时，基于上述的点头所蓄存的弹簧的能量被一下子释放，如305所示那样引起弹簧的自由振动。这与式(8)的传递函数中的阶跃响应相同，为紧急停止时的俯仰运动。此外，由于此处已说明的公式中不包括悬架臂因驱动反力而受到的力矩的影响，所以在实际控制中还需要进一步考虑这些驱动反力的影响。由于该影响的大小因悬架装置的形式而差异较大，所以在此省略说明。

图1是本发明的电动车辆的俯仰控制装置的整体结构图。

本发明的电动车辆通过前轮101及后轮102来行驶。

前轮101及后轮102分别通过悬架103及悬架104以能够上下摆动的方式安装在车身上。在前轮101上连接有方向盘105，构成为通过驾驶员对方向盘的操作而能够旋转行驶。

在后轮102上机械地连接有驱动用马达112。

加速踏板106及制动踏板107为用于输入驾驶员的加速请求及减速请求的操作部，这些请求输出被输入到驱动装置108。

驱动装置108根据输入的、驾驶员的基于踏板操作的加减速请求来算出必要的制动驱动转矩，并将此作为制动驱动转矩指令值输出到驱动用马达112。或者，针对算出的制动驱动转矩进行基于后述的转矩修正值的修正，并将此作为制动驱动转矩指令值输出到驱动用马达112。

驱动用马达112能够根据输入的制动驱动转矩指令值进行驱动及制动。

另一方面，行驶阻力计算机构110用于算出行驶阻力等效转矩，该行驶阻力等效转矩是将为了使车辆相对于具有坡度的路面保持停止状态而应当施加在电动车辆上的力换算成制动驱动转矩而得到的值。行驶阻力等效转矩是通过车辆与路面接触而作用在车辆上的阻力。例如，当相对于上坡路前进的车辆停止时，由于产生向后方牵引车辆那样的力，所以若不对车辆施加与该向后方牵引的力平衡那样的反向力就无法在上坡路上停止。此时的行驶阻力等效转矩为驱动转矩，所以该值取正值。相反地，当相对于下坡路前进的车辆停止时，由于产生向前方牵引车辆那样的力，所以若不对车辆施加与该向前方牵引的力平衡那样的反向力就无法在下坡路上停止。此时的行驶阻力等效转矩为制动转矩，所以该值取负值。另外，在大致没有坡度的路面上，由于停止时不需要产生制动驱动转矩，所以可以认为该值为0。

在本发明中，在车辆停止时，以使对驱动马达输出的制动驱动转矩指令值成为由行驶阻力计算机构110算出的行驶阻力等效转矩的方式进行控制。

为了进行这样的控制，转矩修正值计算器109通过速度检测机构111与后轮102或驱动用马达112连接，被输入通过对后轮102的转速进行测量而检测出的车辆速度、以及由行驶阻力计算机构110算出的行驶阻力等效转矩，并根据这些值算出转矩修正值。

像这样算出的转矩修正值被输入到驱动装置108，与根据驾驶员的基于踏板操作的加减速请求而算出的制动驱动转矩相加来进行转矩修正。

通过进行上述那样的控制，在车辆停止时，能够使对驱动用马达输出的制动驱动转矩指令值为行驶阻力等效转矩。由此，能够使车辆紧急停止时的俯仰运动在即将停止之前恢复到中立位置，尤其是，在具有坡度的行驶路面上也能够实现不受该行驶阻力影响的可靠且高精度的控制。

此外，由行驶阻力计算机构110算出的行驶阻力等效转矩通过根据驾驶员的基于踏板操作量的电动车辆的加减速请求而在驱动装置108中算出的制动驱动转矩(换言之，从驱动装置108输出到驱动用马达112的制动驱动转矩指令值)与车身惯性等效转矩的差值算出，其中，车身惯性等效转矩通过速度检测机构111所检测出的车辆速度的时间微分值而求出。电驱动式的车辆的情况下，马达的转矩能够根据供给的电流值高精度地检测，可以取代由驱动装置108算出的制动驱动转矩而使用。通过与后轮102或驱动用马达112连接并测量后轮102的转速而由速度检测机构111检测出车速。从由马达输出的转矩中减去实际使车身加速所需要的转矩，由此能够求出行驶阻力等效转矩，因此，在不追加传感器的情况下就能够算出行驶阻力等效转矩，从而能够实现控制装置的低成本化。

接下来，使用图4说明本发明的电动车辆的俯仰控制装置中的控制的主要流程。

如先前所说明的那样，紧急停止时的俯仰运动的主要原因在于，因点头而蓄存在悬架中的能量被一下子释放由此引发弹簧的自由振动。因此，为了避免弹簧自由振动，需要使基于点头的悬架位置在车辆停止前恢复到中立位置。

在本发明的电动车辆的俯仰控制装置中，通过在即将停止之前平稳地降低制动驱动转矩，能够抑制加速度急剧变动、减轻俯仰运动。

图4示出了此时的俯仰运动的具体响应波形。

在图4中示出了在上坡行驶路面上的例子。

401～403表示车辆速度，404～407表示作用在车辆上的制动驱动转矩，408表示俯仰响应。另外，410为控制开始定时，411为控制结束、车辆停止的定时。在上坡路面上，为了以恒定速度401爬坡行驶，驾驶员踩住加速踏板106来输出与行驶阻力等效转矩相应的驱动转矩404。

当驾驶员操作制动踏板107而如405所示那样对驱动轮施加恒定制动转矩时，车辆速度与上述俯仰运动的说明同样地如402那样以固定的斜率减小。此时的俯仰运动在施加恒定制动转矩的期间中引起与其减速度对应的量的向前倾，即点头。

此时，若在车辆速度变为零、车辆停止的定时411的时刻如406那样控制制动驱动转矩而使制动转矩成为行驶阻力等效转矩，则由于俯仰运动的大小也恢复到中立位置，所以不会引起停止后的回摆振动。

由此，进行如下控制：从控制开始定时410起，在转矩修正值计算器109中算出转矩修正值，并对根据驾驶员的加速请求及减速请求而算出的制动驱动转矩进行修正，使制动驱动转矩指令值在电动车辆停止时成为行驶阻力等效转矩，从而能够有效地进行俯仰运动的控制。

通过这样的制动驱动转矩的控制，能够使俯仰运动的大小也随之减小，并且车辆速度如403那样随着停止之前的时间推移而逐渐接近于零。

在此，在停止时制动驱动转矩指令值与行驶阻力等效转矩不一致的情况下，车辆在其速度为零后也加速、或从坡道滑落等而在加速度中产生不连续，导致产生回摆振动。

此外，本实施例中的行驶阻力等效转矩可适用后述的第2实施例所记载的控制开始时相对于电动车辆行驶的坡道路面的行驶阻力等效转矩。

如上所述，在本发明中，根据由行驶阻力计算机构110算出的行驶阻力等效转矩，转矩修正值计算器109算出转矩修正值，在驱动装置108中根据转矩修正值进行制动驱动转矩的修正，并将此作为制动驱动转矩指令值输出到驱动用马达112。由此，能够使车辆紧急停止时的俯仰运动在即将停止之前恢复到中立位置，尤其是在具有坡度的行驶路面上也能够实现不受该行驶阻力影响的可靠且高精度的控制。

接下来，说明本发明的第2实施方式。

在第1实施方式中没有对转矩修正值的具体算出方法进行说明，而在本实施方式中，作为转矩修正值Trev，根据预先提供的修正函数f(t)来修正驱动转矩。

在此，为简单起见，以与上述的图4的406相当的基于一次函数的直线修正为例进行说明。

图5是表示本发明的电动车辆的俯仰控制装置中的处理流程的图。

如图5所示，首先，在步骤S01中，转矩修正计算器109对车辆状态量、例如基于驾驶员的制动踏板107的操作量、在速度检测机构111中测量出的车辆速度、输出到驱动用马达112的制动驱动转矩指令值等进行确认。

然后，在步骤S02中，对车辆是否为即将停止之前的状态、且是否为应当进行俯仰控制的状态的条件进行判断。

若不符合控制条件，则返回到步骤S01，若符合控制条件则进入到步骤S03。

在步骤S03中，对在速度检测机构111中测量出的车辆速度v及从驱动装置108输出到驱动用马达112的制动驱动转矩指令值T进行确认。

然后，在步骤S04中，对是否为控制开始定时进行判定。

若判断已为控制开始定时，则进入到步骤S05。

另一方面，若不为控制开始定时，则返回到步骤S01并再次确认车辆状态。

在该步骤S04中，控制开始定时的具体判断方法如下所述。

判断时使输出到驱动用马达112的制动驱动转矩指令值T0为初始值，根据修正函数f(t)对最终修正成为行驶阻力等效转矩Tresist的情况下的车辆的减速度进行积分。此外，减速度用减速转矩除以轮胎半径rt和车辆重量m来求出。

即，计算控制开始后的减速量：

v cont＝∫{(T0+f(t)-Tresist)/rt/m}dt                (9)

并与在速度检测机构111中测量出的当前的车辆速度v进行比较。

此时，在v≤v cont的情况下，判断成基于制动驱动转矩修正的车辆速度的最终值为零、即判断成车辆正停止，并开始控制。

例如，若如图4所示那样对制动驱动转矩指令值进行直线修正，即根据一次函数进行修正，则上述的f(t)能够表示为：

Trev(t)＝ΔT·t            (10)

在此，ΔT为修正函数的斜率。

若在t cont期间进行该修正，则当将行驶阻力等效转矩设为Tresist时，必须为

ΔT·t cont＝T0+Tresist                  (11)

所以式(9)的积分在从0到t cont的区间中，为

vcont＝(T0+Tresist)2/(2·m·rt·ΔT)            (12)

根据该式算出控制开始定时的速度即可。

若通过该判定判断为控制开始定时，则在步骤S05中将转矩修正值Trev输出到驱动装置108。

在此，若在控制开始定时使t＝0，则转矩修正值Trev为

Trev＝f(t)            (13)

在先前的一次函数修正的情况下，将由

Trev＝ΔT·t                (14)

表示的修正值输出到驱动装置108。

在步骤S06中，使时间t增加控制周期的量，在步骤S07中，在控制期间结束、例如t≥t cont或车辆停止的情况下，结束该循环并结束处理。

如上所述，在本发明中，作为转矩修正值，能够根据预先提供的修正函数修正制动驱动转矩。在说明中的例子中，作为修正函数示出了一次函数的情况，但也能够例如根据悬架的运动力学而预先准备最佳修正曲线并根据该修正曲线进行控制。另外，优选进行如下控制的函数：车辆停止时，输出到驱动用马达的制动驱动转矩指令值逐渐成为行驶阻力等效转矩。而且，优选修正函数的变化率为，不用说充分低于驱动装置108以及驱动用马达112的频率特性，也低于由转矩变动引起的车身的俯仰运动的频率特性，并且在停止距离的延长等影响被允许的范围内尽可能地为平缓的变化。基于这样的修正函数控制制动驱动转矩，从而能够实现控制装置的高性能化、高可靠度化。

由此，通过行驶阻力计算机构110算出的行驶阻力等效转矩被用作转矩修正计算器109的控制目标值，同样地，由速度检测机构111检测出的车辆速度被输入到转矩修正值计算器109，并被用作用于确定控制开始定时410的数据，由此，能够以使输出到驱动用马达112的制动驱动转矩指令值成为行驶阻力等效转矩的方式进行控制。

接下来，说明本发明的第3实施方式。

为了同时实现乘坐舒适性和操纵稳定性，一般的车辆在悬架装置中使用了非线性弹簧。此时，上述式中的悬架装置的刚性K一般为车辆重量m的函数。也就是说，若车辆重量m发生变化，则悬架装置的挠曲量也非线性地变化，俯仰刚性也发生变化，由此，俯仰运动的固有振动频率也发生变化。

另外，由于伴随着搭乘者以及货物的重量变化，重心位置也发生变化，加上先前的悬架挠曲量的变化，重心高h也变化较大。

从上所述，在俯仰控制装置中还需要在考虑重量变化以及路面坡度等方面后进行控制系统设计。

在本发明中，具有设置在前轮101及后轮102附近的车辆重量判定机构113及114。车辆重量判定机构113及114对例如车辆的悬架装置103及104的使用行程传感器等而得到悬架变位取与已知悬架弹簧常数的积，由此算出车辆重量。另外，通过设置在液压式悬架装置中的压力传感器来计算各轮的轮载荷，并取与上述车辆重量的合计，由此能够判断包括搭乘者和货物等在内的车辆总重量。关于其他方法，还可以测量车身与地面的距离、使用安装在车身或悬架装置的载荷指示部分上的应变传感器等，而不限制该重量判定的方法。

根据通过该车辆重量判定机构而得到的车辆重量信息，对在第2实施方式中说明的修正函数f(t)进行适当变更、调整。由此，在车辆重量发生变化的情况下也能够算出适当的驱动转矩修正值。

具体而言，从上述式(8)的传递函数也可得知，俯仰运动的固有振动频率与车身惯性力矩成比例，与俯仰刚性成反比，所以，若不将车身重量变化确切地反映给控制装置则无法实现有效的俯仰控制。

因此，对先前的第2实施方式所说明的修正函数f(t)的相对于时间推移的变化量与固有振动频率相应地进行调整。

若修正函数f(t)为基于一次函数的直线修正，则使式(10)的ΔT与俯仰运动的固有振动频率相应地进行增减。

例如，可以认为：预先算出车辆重量与俯仰运动的固有振动频率的关系，若与由判断得到的车辆重量对应的固有振动频率较高，则俯仰运动变化急剧而ΔT较大，相反地，若固有振动频率较低则俯仰运动变化缓慢，所以与其相应地ΔT较小，修正函数也比较平缓。

在进行使用了更为复杂的修正函数或图表的修正的情况下，也能够取代修正函数f(t)的t而取为t′＝Δt·t，从而也能够在固有振动频率高的情况下使Δt大于1而使修正函数的变化加快，在固有振动频率低的情况下使Δt小于1而使修正函数的变化减慢。

与第2实施方式同样地，使用图5来说明本实施方式的处理流程，在步骤S01的车辆状态量确认的处理中，通过上述的判定方法来确认在车辆重量判定机构中得到的车辆重量，使用该车辆重量对步骤S04及步骤S05中的修正函数运算的函数进行调整。

像这样，在本发明的电动车辆的俯仰控制装置中，作为适于运输机械的发明，能够使用车辆重量判定机构将伴随着车辆重量变化的俯仰运动的固有振动频率反映在控制中，尤其是，能够实现不受因货物的重量变化而车重大幅变化的货车等的装载状况等影响的可靠且高精度的控制。

接下来，说明本发明的第4实施方式。

在本实施方式中，根据行驶阻力等效转矩的大小对修正函数f(t)进行适当变更、调整，从而在车辆行驶路面的坡度等发生变化的情况下也能够算出确切的驱动转矩修正值。

由于车辆所处的坡度的变化，车辆的前后重量分配也发生变化，但在悬架的弹簧具有非线性的情况下，前后悬架的弹簧常数也发生变化，从而俯仰刚性发生变化。

由此，如上所述，由于俯仰运动的固有振动频率也与俯仰刚性成反比地发生变化，所以，若不将路面坡度的变化确切地反映到控制装置中则无法实现有效的俯仰控制。

因此，如先前的实施方式所说明的那样，对修正函数f(t)的相对于时间推移的变化量的大小与固有振动频率对应地进行调整。例如，预先算出行驶阻力等效转矩与俯仰运动的固有振动频率的关系，若与算出的行驶阻力等效转矩对应的固有振动频率较高，则俯仰运动变化急剧而使修正函数f(t)的变化加快。

相反地，可以认为，若固有振动频率较低则俯仰运动变化缓慢，从而使修正函数f(t)的变化减缓。

像这样，在本发明的电动车辆的俯仰控制装置中，通过将使用行驶阻力计算机构算出的行驶阻力等效转矩，即路面坡度的变化反映在控制中，成为在坡度路面上也能够维持良好的控制性能的发明。

接下来，说明本发明的第5实施方式。

在上述的实施方式中，示出了根据行驶阻力等效转矩所表示的路面坡度的大小来推算悬架的俯仰刚性并将其反映在控制中的想法。

另一方面，对悬架刚性或由于悬架刚性而变化的俯仰振动的振幅自身进行检测也能够进一步实现高精度的控制。

因此，在本实施方式中，示出了根据通过用于检测悬架的俯仰大小的俯仰量检测机构115、116而得到的俯仰量来变更修正函数f(t)的方式。

由于俯仰运动是由车身的前后方向的加减速所引起的，所以根据速度检测机构111所测量出的车辆速度的时间微分值算出车辆加速度，从而能够求出由俯仰量除以车辆加速度而得到的俯仰响应增益。

该俯仰响应增益为式(6)右边的ax的系数，由于与俯仰刚性成反比，所以可以认为若俯仰响应增益较大则俯仰振动的固有振动频率低，变化缓慢。

因此，也可以在使用该俯仰响应增益且增益较大的情况下，使修正函数f(t)的变化以减缓的方式变化。

由此，能够根据俯仰刚性对修正函数进行适当修正，从而能够实现控制装置的进一步高精度化。

接下来，说明本发明的第6实施方式。

在上述的各实施方式中，示出了对驱动转矩的修正使用了预先规定的修正函数来进行前馈修正的方法。

另一方面，在本实施例中，根据例如用于算出包含行驶路面的坡度在内的行驶阻力等效转矩的行驶阻力计算机构110中的行驶阻力等效转矩、作为速度检测机构111的检测值即车辆速度的时间微分值的车辆加速度、以及电动车辆的车辆重量来算出对车辆的俯仰运动状态量进行预测的目标俯仰量。

也可以考虑反馈的修正方法，即：通过该目标值与俯仰量检测机构115及116检测出的俯仰振动的实际振幅大小即俯仰量的差值来确定转矩修正值。

或者，还可以使用目标值和俯仰量各自的时间微分值即俯仰速度的差值来进行反馈修正。

另外，还可以考虑通过组合上述的基于修正函数的前馈控制，利用反馈修正对干扰产生的误差量进行补偿。

由此，能够使上述驱动转矩修正与实际状况相应地进行适当修正，从而能够实现控制装置的鲁棒(robust)化。

接下来，说明本发明的第7实施方式。

在本发明的俯仰控制装置中，为了进行即将停止之前的制动驱动转矩的修正，存在虽然只有少量、但由于修正内容而致使停车距离延长的情况。

但是，为了在需要紧急停止的状况下避免这样的事态，考虑使可靠的车辆停止优先于振动抑制而终止制动驱动转矩的修正的方法。

因此，在通过安装在方向盘105、加速踏板106及制动踏板107上的驾驶操作量检测机构118来检测驾驶员的操作状况时，在方向盘的操舵量和操舵速度大于预先设定的值的情况下，进行紧急回避操作。

另一方面，在踏板操作量和操作速度大于预先设定的值、且在检测到紧急制动操作的情况下，判断成驾驶员进行了紧急回避动作而中止制动驱动转矩的修正。

另外，还存在通过前方障碍物检测机构117来检测前方障碍物的情况。对于前方障碍物检测机构117，存在例如将激光、毫米波、超声波等照射到前方并检测其反射波、使用照相机检测前方的障碍物图像等方法。

根据这样的方法，在检测出车辆前方具有某障碍物的情况下，判断成需要紧急制动而中止制动驱动转矩的修正。

由此，能够使制动转矩最大化并缩短制动距离，能够抑制控制对紧急制动的影响，从而能够提高控制装置的安全性。

接下来，说明本发明的第8实施方式。

在例如自卸货车等装卸用电动车辆中，在车辆的减速中所使用的再生转矩与车辆重量相比较小，车辆停止时的制动踏板操作通常进行最大操作。

由此，像这样，在制动踏板107的操作量持续维持最大量的情况下，能够判断成用于车辆停止的制动操作，从而能够作出不是用于速度调整的轻微制动操作的判断。

因此，在本实施方式中，与上述的实施方式同样地，通过安装在制动踏板107上的驾驶操作量检测机构118来检测驾驶员的操作状况。

而且，在检测到制动踏板操作量在预先设定的规定时间以上持续最大操作量的情况下，判断成车辆停止的请求，并实施制动驱动转矩的修正。

由此，能够分离开速度调整的状况和车辆停止的状况，从而能够提高控制装置的操作性。

接下来，说明本发明的第9实施方式。

关于车辆停止时的制动踏板的操作，首先以能够得到期望的车辆减速度的方式进行踏板操作，然后，在即将停止之前多由驾驶员通过稍稍松开踏板而经验性地进行要抑制俯仰振动的操作。

但是，在大型装载用电动车辆等中，难以进行基于人的微妙的操作，从而多发生俯仰振动。

因此，在检测到制动踏板107的操作量在车辆即将停止之前减缓的情况下能够判断驾驶员具有想要抑制俯仰振动的请求。

因此，在本实施方式中，与上述的实施方式同样地，通过安装在制动踏板107上的驾驶操作量检测机构118来检测驾驶员的操作状况。

而且，在检测到制动踏板操作量以预先设定的速度以下减小的情况下，判断为车辆停止时的俯仰振动抑制的请求，并实施上述的制动驱动转矩的修正。

由此，不要求驾驶员具有高技能，能够在驾驶员想要进行俯仰抑制时抑制俯仰振动，从而能够提高控制装置的操作性。

接下来，说明本发明的第10实施方式。

在自卸货车等装卸用电动车辆中，存在如下情况：为了进行货物装载等情况下的停止位置调整，驾驶员慢速前进的同时进行位置确认，在停止位置进行制动操作。

在这样的情况下，可以认为由于行驶速度低而俯仰振动的发生量也较小，所以，抑制了制动驱动转矩的修正、使制动力最大化更能提高操作性。

因此，在本实施方式中，通过车辆速度检测机构111检测、监视车辆的速度，在以预先设定的速度以下进行了制动踏板操作的情况下，判断成用于停止位置调整的行驶，并抑制上述的制动驱动转矩的修正。

由此，像车辆的停止位置的微调整时等那样，能够与驾驶员请求即时停止无关地抑制进行不必要的制动转矩的减少，从而能够提高控制装置的操作性。

以上，根据实施例说明了用于实施本发明的最佳方式，但本发明的具体结构不限于上述实施例，不脱离发明主旨范围的设计变更等也包含在本发明之内。

附图标记说明

101、203    前轮

102、204    后轮

103、104、205、206    悬架装置

105    方向盘

106    加速踏板

107    制动踏板

108    驱动装置

109    转矩修正值计算器

110    行驶阻力计算机构

111    速度检测机构

112    驱动用马达

113、114    车辆重量判断机构

115、116    俯仰量检测机构

117    前方障碍物检测机构

118    驾驶操作量检测机构

201    车身

202    重心点

301、302    车辆速度

303、404～407    制动驱动转矩

304、305、408～411    俯仰响应

401～403    车辆速度

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)一种电动车辆的俯仰控制装置，进行抑制所述电动车辆的姿势变化的控制，所述电动车辆的姿势变化是由通过驱动用马达进行加减速的所述电动车辆的俯仰运动而产生的，其特征在于，具有：

驱动装置，其根据所述电动车辆的加减速请求算出制动驱动转矩，并将该制动驱动转矩作为制动驱动转矩指令值输出到所述驱动用马达；和

转矩修正值计算器，其以使制动驱动转矩指令值为行驶阻力等效转矩的方式，算出对所述制动驱动转矩的转矩修正值，其中，所述行驶阻力等效转矩为在所述电动车辆停止时将用于使所述电动车辆相对于具有坡度的路面保持停止状态所需要的力换算成所述驱动用马达的转矩而得到的值，

所述驱动装置根据在所述转矩修正值计算器中算出的转矩修正值来进行所述制动驱动转矩的修正，并将修正后的转矩作为制动驱动转矩指令值输出到所述驱动用马达，

假定进行了所述制动转矩的修正并将修正后的转矩作为制动驱动转矩指令值输出到了所述驱动用马达，算出所述电动车辆的减速度的时间积分值，当所述减速度的时间积分值与所述电动车辆的速度一致时，实际开始所述制动驱动转矩的修正，并将修正后的转矩作为制动驱动转矩指令值输出到所述驱动用马达。

2.如权利要求1所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述行驶阻力等效转矩根据制动驱动转矩与车身惯性等效转矩的差值而求出，其中，所述制动驱动转矩根据由驾驶员的踏板操作量所产生的所述电动车辆的加减速请求而算出，所述车身惯性等效转矩根据所述电动车辆的速度即车辆速度的时间微分值而算出。

3.(删除)

4.如权利要求1所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述转矩修正值计算器具有用于算出所述转矩修正值的修正函数，以使所述制动驱动转矩指令值在所述电动车辆停止时为所述行驶阻力等效转矩的方式根据所述修正函数算出转矩修正值。

5.如权利要求1所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述转矩修正值根据俯仰振动的振幅大小即俯仰量与根据所述电动车辆的加速度、车辆重量、以及行驶阻力等效转矩而算出的目标俯仰量的差值而算出，或者根据所述俯仰量的时间微分值与所述目标俯仰量的时间微分值的差值而算出。

6.如权利要求4所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述修正函数与所述电动车辆的重量大小随着时间推移的变化而相应地改变。

7.如权利要求4所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述修正函数与所述行驶阻力等效转矩大小随着时间推移的变化而相应地改变。

8.如权利要求4所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述修正函数与所述电动车辆的俯仰运动的振幅量即俯仰量随着时间推移的变化而相应地改变。

Claims (8)

1.一种电动车辆的俯仰控制装置，进行抑制所述电动车辆的姿势变化的控制，所述电动车辆的姿势变化是由通过驱动用马达进行加减速的所述电动车辆的俯仰运动而产生的，其特征在于，具有：

驱动装置，其根据所述电动车辆的加减速请求算出制动驱动转矩，并将该制动驱动转矩作为制动驱动转矩指令值输出到所述驱动用马达；和

转矩修正值计算器，其以使制动驱动转矩指令值为行驶阻力等效转矩的方式，算出对所述制动驱动转矩的转矩修正值，其中，所述行驶阻力等效转矩为在所述电动车辆停止时将用于使所述电动车辆相对于具有坡度的路面保持停止状态所需要的力换算成所述驱动用马达的转矩而得到的值，

所述驱动装置根据在所述转矩修正值计算器中算出的转矩修正值来进行所述制动驱动转矩的修正，并将修正后的转矩作为制动驱动转矩指令值输出到所述驱动用马达。

2.如权利要求1所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述行驶阻力等效转矩根据制动驱动转矩与车身惯性等效转矩的差值而求出，其中，所述制动驱动转矩根据由驾驶员的踏板操作量所产生的所述电动车辆的加减速请求而算出，所述车身惯性等效转矩根据所述电动车辆的速度即车辆速度的时间微分值而算出。

3.如权利要求1所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

假定进行了所述制动转矩的修正并将修正后的转矩作为制动驱动转矩指令值输出到了所述驱动用马达，算出所述电动车辆的减速度的时间积分值，当所述减速度的时间积分值与所述电动车辆的速度一致时，实际开始所述制动驱动转矩的修正，并将修正后的转矩作为制动驱动转矩指令值输出到所述驱动用马达。

4.如权利要求1所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述转矩修正值计算器具有用于算出所述转矩修正值的修正函数，以使所述制动驱动转矩指令值在所述电动车辆停止时为所述行驶阻力等效转矩的方式根据所述修正函数算出转矩修正值。

5.如权利要求1所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述转矩修正值根据俯仰振动的振幅大小即俯仰量与根据所述电动车辆的加速度、车辆重量、以及行驶阻力等效转矩而算出的目标俯仰量的差值而算出，或者根据所述俯仰量的时间微分值与所述目标俯仰量的时间微分值的差值而算出。

6.如权利要求4所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述修正函数与所述电动车辆的重量大小随着时间推移的变化而相应地改变。

7.如权利要求4所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述修正函数与所述行驶阻力等效转矩大小随着时间推移的变化而相应地改变。

8.如权利要求4所述的电动车辆的俯仰控制装置，其特征在于，

所述修正函数与所述电动车辆的俯仰运动的振幅量即俯仰量随着时间推移的变化而相应地改变。

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