CN107206914B - 电动车辆的控制装置以及电动车辆的控制方法 - Google Patents

电动车辆的控制装置以及电动车辆的控制方法 Download PDF

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Abstract

电动车辆的控制装置以电机为行驶驱动源，利用电机的再生制动力而进行减速，对加速器操作量进行检测，并且对外部干扰扭矩推定值进行计算，根据车辆状态而对与坡度无关的阻力分量进行检测或推定。而且，根据与检测出或推定出的阻力分量而对外部干扰扭矩推定值进行校正。基于电机扭矩指令值而对电机进行控制。如果加速器操作量小于或等于规定值且电动车辆即将停车，则电机扭矩指令值随着与电机的旋转速度成正比的速度参数的降低而向校正后的外部干扰扭矩推定值收敛。

Description

电动车辆的控制装置以及电动车辆的控制方法
技术领域
本发明涉及电动车辆的控制装置以及电动车辆的控制方法。
背景技术
当前，已知如下电动汽车用再生制动控制装置，即，设置有能够任意地设定电动机的再生制动力的设定单元，利用由设定单元设定的再生制动力而进行电动机的再生(参照JP8-79907A)。
发明内容
然而，在JP8-79907A的技术中，在由设定单元设定的再生制动力较大的情况下，会产生如下问题，即，在以设定的再生制动力使电动汽车减速而使得速度变为0时，在车体的前后方向上会产生振动。
本发明的目的在于，提供一种抑制在以再生制动力使电动车辆停止时在车体的前后方向上产生振动的技术。
本发明的一个方式的电动车辆的控制装置以电机为行驶驱动源，利用电机的再生制动力而进行减速，对加速器操作量进行检测，并且对外部干扰扭矩推定值进行计算，根据车辆状态而对与坡度无关的阻力分量进行检测或推定。而且，根据检测出或推定出的阻力分量而对外部干扰扭矩推定值进行校正。基于电机扭矩指令值而对电机进行控制。如果加速器操作量小于或等于规定值且电动车辆即将停车，则电机扭矩指令值随着与电机的旋转速度成正比的速度参数的降低而向校正后的外部干扰扭矩推定值收敛。
关于本发明的实施方式，下面与附图一起进行详细说明。
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汽车的主要结构的框图。
图2是由第1实施方式的电动车辆的控制装置所具有的电机控制器执行的电机电流控制的处理的流程。
图3是表示加速器开度-扭矩表的一个例子的图。
图4是将车辆的驱动力传递系统模型化后的图。
图5是将车辆的驱动力传递系统模型化后的图。
图6是将车轮的制动力传递系统模型化后的图。
图7是用于实现停止控制处理的框图。
图8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。
图9是用于对计算外部干扰扭矩推定值Td的方法进行说明的图。
图10是用于对第1实施方式的电动车辆的控制装置中的计算制动器扭矩推定值的方法进行说明的图。
图11是表示第1实施方式的电动车辆的控制装置的控制结果的一个例子的图。
图12是表示对比例的控制结果的一个例子的图。
图13是由第2实施方式的电动车辆的控制装置所具有的电机控制器执行的电机电流控制的处理流程。
图14是第2实施方式的电动车辆的控制装置中的停止控制处理的框图。
图15是第2实施方式的电动车辆的控制装置中的减振控制处理的框图。
图16是表示第2实施方式的电动车辆的控制装置中的减振控制处理的详情的框图。
图17是用于对第2实施方式的电动车辆的控制装置中的计算制动器扭矩推定值的方法进行说明的图。
图18是用于对第2实施方式的电动车辆的控制装置中的计算制动器扭矩推定值的方法进行说明的图。
图19是用于对第2实施方式的电动车辆的控制装置中的计算减振控制扭矩推定值的方法进行说明的图。
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汽车的主要结构的框图。本发明的电动车辆的控制装置能够应用于具有电动机4作为车辆的驱动源的一部分或全部，能利用电动机的驱动力而行驶的电动车辆。电动车辆中不仅包含电动汽车，还包含混合动力汽车、燃料电池汽车。特别是本实施方式的电动车辆的控制装置能够应用于仅通过对加速器踏板的操作便能对车辆的加减速、停止进行控制的车辆。在该车辆中，驾驶员在加速时踏入加速器踏板，在减速时、停止时减小对正踏入的加速器踏板的踏入量、或者使加速器踏板的踏入量变为零。此外，在上坡路上，有时为了防止车辆后退而踏入加速器踏板、且使其接近停止状态。
将车速V、加速器开度AP、电动机(三相交流电机)4的转子相位α、电动机4的电流iu、iv、iw等表示车辆状态的信号作为数字信号而输入至电机控制器2，该电机控制器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，电机控制器2根据生成的PWM信号而对逆变器3的开关元件进行开闭控制。另外，电机控制器2具有作为对后述的外部干扰扭矩进行推定的外部干扰扭矩推定单元、对后述的电机扭矩指令值进行计算的电机扭矩指令值计算单元、基于电机扭矩指令值而控制电动机4的电机控制单元、以及对后述的制动器扭矩推定值进行计算的制动器扭矩推定单元的功能。
逆变器3例如针对各相而对2个开关元件(例如，IGBT、MOS-FET等功率半导体元件)进行接通/断开，由此将从电池1供给的直流电流变换为交流而使所需的电流在电动机4中流动。
电动机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，在车辆行驶时，电动机4在与驱动轮9a、9b联动地旋转时产生再生驱动力，由此将车辆的动能作为电能而回收。在该情况下，逆变器3将在电动机4的再生运转时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对在电动机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例如是解析器(resolver)、编码器，对电动机4的转子相位α进行检测。
制动器控制器11根据制动器踏板10的踏入量而设定制动器制动量B，根据制动器制动量B而对制动器液压进行控制。
液压传感器12作为制动器操作量检测单元起作用，通过对制动器液压进行检测而获取制动器制动量B，将获取的制动器制动量B向电机控制器2输出。
摩擦制动器13与制动器液压相应地，将制动器踏板按压于转子而对车辆产生制动力。
图2是表示由电机控制器2执行的电机电流控制的处理的流程的流程图。
在步骤S201中，输入表示车辆状态的信号。这里，输入车速V(km/h)、加速器开度AP(％)、电动机4的转子相位α(rad)、电动机4的旋转速度Nm(rpm)、在电动机4中流动的三相交流电流iu、iv、iw、电池1和逆变器3之间的直流电压值Vdc(V)、制动器制动量B。
车速V(km/h)由未图示的车速传感器、其他控制器通过通信而获取。或者，对转子机械角速度ωm乘以轮胎转动半径R、并除以终极齿轮的齿轮比而求出车速v(m/s)，通过乘以3600/1000进行单位变换而求出车速V(km/h)。
加速器开度AP(％)根据未图示的加速器开度而获取、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。
从旋转传感器6获取电动机4的转子相位α(rad)。由电动机4的极对数p除转子角速度ω(电角度)而求出作为电动机4的机械角速度的电机旋转速度ωm(rad/s)，对求出的电机旋转速度ωm乘以60/(2π)而求出电动机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。
从电流传感器7获取在电动机4中流动的电流iu、iv、iw(A)。
根据从在电池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)、或者电池控制器(未图示)发送的电源电压值而求出直流电压值Vdc(V)。
利用对制动器液压进行检测的液压传感器12而获取制动器制动量B。可以使用对驾驶员的制动器操作量进行检测的行程传感器等(未图示)的值。另外，可以从未图示的车辆控制器、其他控制器通过通信获取制动指令值而作为制动器制动量B。在根据传感器值或者指令值而设定制动器制动量B时，考虑从将制动器制动量B输入至车辆起直至制动力实际上作用于车辆为止的响应性。
在步骤S202中，对第1扭矩目标值Tm1*进行设定。具体而言，基于步骤S201中输入的加速器开度AP以及电机旋转速度ωm，参照图3所示的加速器开度-扭矩表而设定第1扭矩目标值Tm1*。如上所述，本实施方式的电动车辆的控制装置能够应用于仅通过对加速器踏板的操作便能对车辆的加减速、停止进行控制的车辆，至少能够通过加速器踏板的完全关闭而使车辆停止，因此在图3所示的加速器开度-扭矩表中，将电机扭矩设定为使得加速器开度为0(完全关闭)时的电机再生量变大。即，在电机转速为正时、即至少加速器开度为0(完全关闭)时，设定负的电机扭矩以使再生制动力起作用。其中，加速器开度-扭矩表并不限定于图3所示的表。
在步骤S203中，进行停止控制处理。具体而言，对电动车辆的即将停车进行判断，在即将停车以前，将步骤S202中计算出的第1扭矩目标值Tm1*设定为电机扭矩指令值Tm*，在即将停车以后，将随着电机旋转速度的降低而收敛为外部干扰扭矩指令值Td的第2扭矩目标值Tm2*设定为电机扭矩指令值Tm*。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，无论路面的坡度如何，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。
在步骤S204中，基于步骤S203中计算出的电机扭矩目标值Tm*、电机旋转速度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，预先准备求解扭矩指令值、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*以及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、和电动机4的转子相位α而求出d轴电流id以及q轴电流iq。然后，根据d轴、q轴电流指令值id*、iq*和d轴、q轴电流id、iq之间的偏差而计算出d轴、q轴电压指令值vd、vq。此外，对于计算出的d轴、q轴电压指令值vd、vq，可以加上为了抵消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、电动机4的转子相位α、以及三相交流电压指令值vu、vv、vw和电流电压值Vdc而求出PWM信号tu(％)、tv(％)、tw(％)。根据这样求出的PWM信号tu、tv、tw而对逆变器3的开关元件进行开闭，由此能够利用由扭矩指令值Tm*指示的所需的扭矩对电动机4进行驱动。
这里，在对步骤S203中执行的停止控制处理进行说明之前，对本实施方式的电动车辆的控制装置中的从电机扭矩Tm至电机旋转速度ωm的传递特性Gp(s)进行说明。
图4、图5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：电动机的惯量
Jw：驱动轮的惯量
M：车辆的质量
KD：驱动系统的扭转刚性
Kt：与轮胎和路面之间的摩擦相关的系数
N：总齿轮比
r：轮胎的超载半径
ωm：电动机的角速度
Tm：扭矩目标值Tm*
TD：驱动轮的扭矩
F：施加于车辆的力
V：车辆的速度
ωw：驱动轮的角速度
而且，能够根据图4、图5而导出下面的运动方程式。其中，下式(1)～(3)中的标号的右上方标注的星号(*)表示时间微分。
[式1]
Jm·ω＊m＝TM-TD/N …(1)
[式2]
2Jw·ω＊w＝TD·rF …(2)
[式3]
MV＊＝F …(3)
[式4]
TD＝KD∫(ωm/N-ωw)dt …(4)
[式5]
F＝Kt(rωw-V) …(5)
如果基于式(1)～(5)所示的运动方程式对电动机4的扭矩目标值Tm至电机旋转速度ωm的传递特性Gp(s)进行求解，则由下式(6)表示。
[式6]
Gp(s)＝(b3s3+b2s2+b1s+b0)/s(a4s3+a3s2+a2s+a1) …(6)
其中，式(6)中的各参数由下式(7)表示。
[式7]
如果调查式(6)所示的传递函数的极值和零点，则能够近似为下式(8)的传递函数，1个极值和1个零点表示极其接近的值。这相当于下式(8)中的α和β表示极其接近的值。
[式8]
Gp(s)＝(s+β)(b2′ s2+b1′ s+b0′)/s(s+α)(a3′ s2+a2′ s+a1′) …(8)
因此，通过进行式(8)的极值零点抵消(近似为α＝β)，如下式(9)所示，Gp(s)构成(2阶)/(3阶)的传递特性。
[式9]
下面，对制动器制动量B至电机旋转速度ωm的传递特性Gb(s)进行说明。
图6是对车轮的制动力传递系统进行模型化后的图，该图中的各参数如下所示。
rb：至摩擦制动力起作用的作用点的半径
F/B：摩擦制动的作用点处的制动器制动量
B：制动器制动量
而且，根据图6能够导出下面的运动方程式。
[式10]
B＝F/B·rb/r …(10)
其中，对式(10)中的F/B进行如下设定。
ωw>0：F/B>0
ωw＝0：F/B＝0
ωw<0：F/B<0
而且，根据图4、图5、图6能够导出下面的运动方程式。
[式11]
2Jw·ω＊w＝TD-rF-rB …(11)
如果基于式(1)、(3)、(4)、(5)、(11)所示的运动方程式而对制动器制动量B至电机旋转速度ωm的传递特性Gb(s)进行求解，则由下式(12)来表示。
[式12]
Gb(s)＝(b1s+b0)/s(a4s3+a3s2+a2s+a1) …(12)
其中，式(12)中的各参数由下式(13)表示。
[式13]
下面，对图2的步骤S203中进行的停止控制处理的详情进行说明。图7是用于实现停止控制处理的框图。
电机旋转速度F/B扭矩设定器501基于检测出的电机旋转速度ωm，对利用电动机4的再生制动力使电动车辆停止的电机旋转速度反馈扭矩Tω(下面，称为电机旋转速度F/B扭矩Tω)进行计算。
图8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ωm的方法进行说明的图。电机旋转速度F/B扭矩设定器501具有乘法器601，通过对电机旋转速度ωm乘以增益Kvref而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω。其中，Kvref是在电动车辆即将停止时使电动车辆停止所需的负(minus)值，例如，根据实验数据等而适当地设定。即，电机旋转速度ωm越大，将电机旋转速度F/B扭矩Tω设定为能获得越大的再生制动力的扭矩。
此外，说明了电机旋转速度F/B扭矩设定器501通过对电机旋转速度ωm乘以增益Kvref而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω的情况，但也可以利用规定了相对于电机旋转速度ωm的再生扭矩的再生扭矩表、预先存储了电机旋转速度ωm的衰减率的衰减率表而计算电机旋转速度F/B扭矩Tω。
外部干扰扭矩推定器502基于检测出的电机旋转速度ωm、制动器制动量B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。
图9是用于对基于电机旋转速度ωm、制动器制动量B以及电机扭矩指令值Tm*而计算外部干扰扭矩推定值Td的方法进行说明的图。
控制模块801承担作为具有H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器的功能，通过输入电机旋转速度ωm进行滤波处理，从而计算第1电机扭矩推定值。Gp(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(9)表示。H(s)是具有分母阶数与分子阶数的差值大于或等于模型Gp(s)的分母阶数与分子阶数的差值的传递特性的低通滤波器。
控制模块802承担作为具有H(s)这样的传递特性的低通滤波器的功能，通过输入电机扭矩指令值Tm*进行滤波处理而计算第2电机扭矩推定值。
在制动器扭矩推定器803中，输入制动器制动量B和车轮速度ωw并通过后述的制动器扭矩推定方法而计算制动器扭矩推定值。这里，基于制动器的制动力在车辆的前进时、后退时均作用于减速方向，因此需要根据车辆前后速度(车体速度、车轮速度、电机旋转速度、驱动轴转速等)的符号而使制动器扭矩推定值的符号反转。因此，根据车轮速度ωw，如果车辆前进则将制动器扭矩推定值设定为负，如果车辆后退则将制动器扭矩推定值设定为正。
下面，利用图10对制动器扭矩推定器803的详情进行说明。图10是用于对基于制动器制动量B和车轮速度ωw而计算制动器扭矩推定值的方法进行说明的框图。
控制模块901根据上述的传递特性Gb(s)对制动器制动量B进行滤波处理而计算制动器转速推定值。
控制模块902承担作为具有利用了低通滤波器H(s)的、H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器的功能，通过输入制动器转速推定值进行滤波处理而计算制动器扭矩推定值。将计算出的制动器扭矩推定值向加减法器804输出。
返回至图9继续进行说明。加减法器804从第2电机扭矩推定值减去第1电机扭矩推定值、并加上制动器扭矩推定值。这里，通过对制动器扭矩推定值进行加法运算，能够在后半段计算出去除了因制动器制动量B而引起的制动器扭矩的外部干扰扭矩推定值Td。将计算出的值向控制模块805输出。
控制模块805是具有后述的Hz(s)这样的传递特性的滤波器，通过输入加减法器804的输出进行滤波处理而计算外部干扰扭矩推定值Td。
这里，对传递特性Hz(s)进行说明。如果对式(9)进行改写，则能够获得下式(14)。其中，式(14)中的ζz、ωz、ζp、ωp分别由式(15)表示。
[式14]
Gp(s)＝Mp·(s2+2ζz·ωz·s+ωz2)/s(s2+2ζp·ωp·s+ωp2) …(14)
[式15]
如上，由下式(16)表示Hz(s)。
[式16]
Hz(s)＝(s2+2ζz·ωz·s+ωz2)/(s2+2ζc·ωz·s+ωz2) …(16)
此外，在本实施方式中，如图9所示，利用外部干扰观测器对外部干扰扭矩进行推定。
这里，作为外部干扰，能想到空气阻力、因乘员数量或装载量引起的车辆质量的变动而造成的模型化误差、轮胎的滚动阻力、路面的坡度阻力等，即将停车时起到支配性作用的外部干扰要因是坡度阻力。外部干扰要因根据驾驶条件而不同，外部干扰扭矩推定器502基于电机扭矩指令值Tm*、电机旋转速度ωm、作为与坡度无关的阻力分量的制动器制动量B、以及车辆模型Gp(s)而计算外部干扰扭矩推定值Td，因此无论驾驶员对制动器的操作量如何，都能够统一推定上述的外部干扰要因。由此，无论在任何驾驶条件下，均能够实现减速之后的顺畅的停车。
返回至图7继续进行说明。加法器503通过将由电机旋转速度F/B扭矩设定器501计算出的电机旋转速度F/B扭矩Tω、和由外部干扰扭矩推定器502计算出的外部干扰扭矩推定值Td相加而计算第2扭矩目标值Tm2*。
扭矩比较器504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电机扭矩指令值Tm*。在车辆的行驶中，如果第2扭矩目标值Tm2*小于第1扭矩目标值Tm1*使得车辆减速而即将停车(车速小于或等于规定车速)，则变得大于第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504判断为处于即将停车以前而将电机扭矩指令值Tm*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504判断为车辆即将停车而将电机扭矩指令值Tm*从第1扭矩目标值Tm1*切换为第2扭矩目标值Tm2*。此外，为了维持停车状态，第2扭矩目标值Tm2*在上坡路上向正扭矩收敛，在下坡路上向负扭矩收敛，在平坦路时大致向零收敛。
下面，关于将本实施方式的电动车辆的控制装置应用于电动汽车时的效果，参照图11、图12对特别是制动器制动时的控制进行说明。
图11是表示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的图。图11表示在恒定坡度的上坡路上停车的情况下的控制结果，即，从上方起按顺序表示制动器制动量、电机旋转速度、电机扭矩指令值、车辆前后加速度。另外，表示电机扭矩指令值的图中示出的虚线表示外部干扰扭矩推定值，点划线表示坡度外部干扰。
在时刻t0，基于图2的步骤202中计算出的第1扭矩目标值Tm1*而进行电动机4的减速。可知外部干扰扭矩推定值与坡度外部干扰一致，能够正确地推定上坡路的坡度外部干扰。
在时刻t1，驾驶员踏入制动器踏板而使得制动器制动量B增加。此时，可知通过第1扭矩目标值Tm1*和制动器制动量B的共同使用，使得车辆前后加速度向制动侧、即负方向增加。
在时刻t2，基于图2的步骤S203中计算出的第2扭矩目标值Tm2*而进行电动机4的减速。此时，构成第2扭矩目标值Tm2*的外部干扰扭矩推定值在图7的控制模块502的处理中考虑了制动器制动量B，因此无论制动器制动量B是否增加，都与坡度外部干扰一致。
在时刻t3，可知车辆前后加速度以及电机旋转速度向0收敛，车辆在外部干扰扭矩推定值和坡度外部干扰一致的状态下停车。
在时刻t4，可知通过驾驶员对制动器的操作而将制动器制动量B解除，但从外部干扰扭矩推定值去除制动器制动量B，因此能够维持外部干扰扭矩推定值和坡度外部干扰一致的状态。另外，可知在时刻t4以后，车辆前后加速度以及电机旋转速度也收敛为0不变，能够保持停车状态。
下面，作为对比例，参照图12对外部干扰扭矩推定值的计算中未考虑制动器制动量B的情况下的控制结果进行说明。
在时刻t0，基于图2的步骤S202中计算出的第1扭矩目标值Tm1*而进行电动机4的减速。在该时刻，可知外部干扰扭矩推定值与坡度外部干扰一致，能够正确地推定上坡路的坡度外部干扰。
在时刻t1，通过驾驶员对制动器的操作而使得制动器制动量B增加。此时，可知通过第1扭矩目标值Tm1*和制动器制动量B的共同使用而使得车辆前后加速度向制动侧增加。
在时刻t2，基于图2的步骤S203中计算出的第2扭矩目标值Tm2*而进行电动机4的减速。在本对比例中，在图7的控制模块502中未考虑制动器制动量B，因此会将由制动器制动量B引起的制动力误认为由坡度引起的外部干扰。因此，可知相对于实际的坡度外部干扰而将外部干扰扭矩推定值表示为较大的值，误推定为比实际的坡度更陡峭的上坡路。
在时刻t3，可知车辆前后加速度以及电机旋转速度收敛为0，通过共同使用外部干扰扭矩推定值和制动器制动量B而保持停车状态。
在时刻t4，通过驾驶员对制动器的操作而将制动器制动量B解除。此时，根据外部干扰扭矩推定值而误推定为比实际的坡度陡峭的上坡路，因此在将制动器制动量B解除时，车辆前后加速度向驱动侧增加。可知此后车辆前进而无法保持停车状态。
以上，根据第1实施方式，电动车辆的控制装置以电机为行驶驱动源，利用电机的旋转制动力而减速，对加速器操作量进行检测，并且对外部干扰扭矩推定值进行计算，根据车辆状态而检测或推定与坡度无关的阻力分量。而且，根据检测出或推定出的与坡度无关的阻力分量而对外部干扰扭矩推定值进行校正。基于电机扭矩指令值而对电机进行控制。如果加速器操作量小于或等于规定值、且电动车辆即将停车，则电机扭矩指令值随着电机的旋转速度的降低而向校正后的外部干扰扭矩推定值收敛。由此，能够在即将停车时实现不存在前后方向上的加速度振动的顺畅的减速。另外，根据车辆状态而对与坡度无关的阻力(制动器制动量、空气阻力、滚动阻力、旋转阻力等)进行检测或推定，对外部干扰扭矩推定值进行校正，由此能够使得外部干扰扭矩推定值和坡度外部干扰一致，因此能够在坡路上维持停车状态。
此外，加速器操作量小于或等于规定值是指，与再生制动不同地，使车辆以制动装置不介入的方式以足够低的速度(例如小于或等于15km/h的速度)行驶时的加速器操作量。此外，不言而喻，举出的车速仅为一个例子。
另外，根据第1实施方式，根据制动器制动量而对制动器扭矩推定值进行计算，基于制动器扭矩推定值而对外部干扰扭矩推定值进行校正。由此，在除了基于电机的再生制动以外的制动力施加于车辆时，也能够从外部干扰扭矩推定值去除制动器制动量，因此即使在车辆停车后将制动器制动量解除也能够保持停车状态。
另外，根据第1实施方式，对驾驶者的制动器操作量进行检测，基于检测出的制动器操作量而确定制动器制动量。由此，例如基于由制动器液压传感器、制动器踏板行程传感器等检测出的传感器值而对外部干扰扭矩推定值进行校正，因此能够基于车辆的实际的测量值而对外部干扰扭矩进行推定。
另外，可以基于与制动器的操作相关的指令值(制动器制动量指令值等)而确定制动器制动量。由此，不会产生传感器检测延迟等无用时间，能够推定外部干扰扭矩推定值。
另外，根据第1实施方式，考虑从制动器制动量向车辆的输入起直至制动力作用于车辆为止的响应性而确定制动器制动量。由此，例如，考虑从指令值向摩擦制动器的输入至液压的响应、从液压作用于车辆的制动力的响应等的响应性而计算制动器制动量，由此能够抑制车辆模型与实际的车辆之间的模型误差。
另外，根据第1实施方式，制动器扭矩推定值的符号根据车辆的行进方向而不同。由此，在车辆的前进时、后退时均能够适当地对制动器扭矩推定值进行推定。
并且，根据第1实施方式，利用包含制动器制动量向车辆的输入和电机旋转速度的传递特性的模型Gb(s)在内的滤波器而对制动器扭矩推定值进行计算。由此，能够高精度地从外部干扰扭矩推定值去除制动器制动量。
而且，根据第1实施方式，进一步利用具有由低通滤波器H(s)、向车辆的扭矩输入以及电机的旋转速度的传递特性的模型Gp(s)的逆向系统构成的H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器而对制动器扭矩推定值进行计算。由此，能够更高精度地从外部干扰扭矩推定值去除制动器制动量。
(第2实施方式)
第2实施方式的电动车辆的控制装置在之前说明的第1实施方式的基础上同时使用减振控制。下面，关于本实施方式的电动车辆的控制装置，特别是对同时使用减振控制的方式进行说明。
图13是由第2实施方式的电动车辆的控制装置的电机控制器2执行的控制流程图。在图2所示的第1实施方式中的控制流程的基础上，在步骤S203a中执行减振控制处理。
如图13所示，在步骤S203(停止控制处理)的后半段执行步骤S203a的处理。在本实施方式中，将上述的第1实施方式的步骤S203中计算出的电机扭矩指令值Tm*、即作为扭矩比较器504的输出的电机扭矩指令值Tm*(参照图7)作为第3扭矩目标值Tm3*(参照图14)。而且，针对第3扭矩目标值Tm3*执行减振控制处理而获得电机扭矩指令值Tm*。
更具体而言，在步骤S203a中，将步骤S203中计算出的电机扭矩指令值Tm3*和电机旋转速度ωm输入至减振控制模块1501(参照图15)。而且，利用减振控制模块1501，计算出抑制了扭矩传递系统振动(驱动轴的扭转振动等)的减振控制后的电机扭矩指令值Tm*而不以牺牲驱动轴扭矩的响应为代价。下面，参照图16对利用减振控制模块1501进行的减振控制处理的一个例子进行说明。
图16是在本实施方式中使用的减振控制处理的框图。前馈补偿器1601(下面，称为F/F补偿器)承担作为具有由传递特性Gr(s)、向车辆的扭矩输入以及电机的旋转速度的传递特性的模型Gp(s)的逆向系统构成的Gr(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器的功能，通过将第3扭矩目标值Tm3*输入进行滤波处理而进行基于前馈补偿的减振控制处理。使用的传递特性Gr(s)能够由下式(17)表示。
[式17]
Gr(s)＝Mp·(s2+2ζz·ωz·s+ωz2)/s(s2+2ωp·s+ωp2 …(17)
此外，由F/F补偿器1601进行的减振控制F/F可以是日本特开2001-45613号公报中所记载的减振控制，也可以是日本特开2002-152916号公报中所记载的减振控制。
控制模块1603、1604是在反馈控制(下面将反馈称为F/B)中使用的滤波器。控制模块1603是具有上述的Gp(s)这样的传递特性的滤波器，输入将从加法器1605输出的、F/F补偿器1601的输出和后述的控制模块1604的输出相加所得的值而进行滤波处理。而且，在减法器1606中，相对于从控制模块1603输出的值而减去电机旋转速度ωm。减法运算得到的值被输入至控制模块1604。控制模块1604是具有由低通滤波器H(s)、向车辆的扭矩输入以及电机的旋转速度的传递特性的模型Gp(s)的逆向系统构成的H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器，输入来自减法器1606的输出而进行滤波处理，将作为F/B补偿扭矩而计算出的值向加法器1605输出。
而且，在加法器1605中，将基于F/F补偿而进行了减振控制处理的第3扭矩目标值Tm3*、和作为前述的F/B补偿扭矩而计算出的值相加，由此计算出对车辆的扭矩传递系统的振动进行抑制的电机扭矩指令值Tm*。
此外，在减振控制模块1501进行的减振控制可以是日本特开2003-9566号公报所记载的减振控制，也可以是日本特开2010-288332号公报所记载的减振控制。
另外，在同时使用减振控制(F/F补偿器)时，根据减振控制的算法，能够将第1实施方式中由式(14)表示的车辆模型Gp(s)视为上述式(17)所示的传递特性Gr(s)。具体而言，具有由图9的控制模块801表示的H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器，如图17的控制模块1701所示，能够视为具有H(s)/Gr(s)这样的传递特性的滤波器。
下面，对同时使用减振控制(F/B补偿器)的情况下的制动器扭矩推定值的计算方法进行说明。
图18是用于对同时使用减振控制时的制动器扭矩推定值的计算进行说明的框图。
控制模块1001对考虑了无用时间的制动器转速推定值的过去值进行设定。此外，这里的无用时间为车辆的传感器检测延迟等。
控制模块1002根据由控制模块1001设定的制动器转速推定值的过去值而实施减振控制(F/B补偿器)处理GFB(s)，对减振控制扭矩推定值TFB进行计算。参照图19进行更详细的说明。
图19是用于对控制模块1002的减振控制(F/B补偿器)处理GFB(s)的详情进行说明的图。控制模块1901是具有H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器。如上所述，Gp(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，H(s)是具有分母阶数和分子阶数的差值大于或等于模型Gp(s)的分母阶数和分子阶数的差值的传递特性的低通滤波器。控制模块1902是具有传递特性Gp(s)的滤波器，将控制模块1901的输出作为输入，将实施滤波处理而获得的值向减法器1900输出。减法器1900相对于从控制模块1902输出的值而减去制动器转速推定值的过去值，将进行减法运算所得的值向控制模块1901输出。由此，能够根据制动器转速推定值而计算实施了减振控制(F/B补偿器)处理的减振控制扭矩推定值TFB。
此外，与图13的步骤203a的减振控制处理相同地，减振控制(F/B补偿器)可以是日本特开2003-9566号公报所记载的减振控制，也可以是日本特开2010-288332号公报所记载的减振控制。
返回至图18继续进行说明。在控制模块1003中，根据制动器制动量B、减振控制扭矩指令值TFB以及车轮速度ωw而实施式(12)所示的传递特性Gb(s)的处理，由此计算减振控制后的制动器转速推定值。
控制模块1004利用具有由低通滤波器H(s)和上述的Gr(s)的逆向系统构成的传递特性H(s)/Gr(s)的滤波器而对减振控制后的制动器转速推定值实施滤波处理，计算制动器扭矩推定值。与第1实施方式相同地，将计算出的制动器扭矩推定值输出至图17的加减法器804，将其结果与从第2电机扭矩推定值减去第1电机扭矩推定值得到的值相加。
如上，根据第2实施方式，在使用对驱动轴的扭转振动进行抑制的减振技术的情况下，利用考虑了减振控制的传递特性的模型对制动器扭矩推定值进行计算。由此，在使用减振控制时，也能够高精度地从外部干扰扭矩推定值去除制动器制动量。
本发明并不限定于上述实施方式，能够进行各种变形、应用。例如，在上述说明中，对如下情况进行了说明，即，如果加速器操作量小于或等于规定值、且电动车辆即将停车，则随着电动机4的旋转速度的降低而使电机扭矩指令值Tm*收敛为校正后的外部干扰扭矩指令值Td。然而，车轮速度或车体速度、驱动轴的旋转速度等速度参数与电动机4的旋转速度成正比关系，因此可以随着与电动机4的旋转速度成正比的速度参数的降低而使电机扭矩指令值Tm*收敛为外部干扰扭矩推定值Td。

Claims (9)

1.一种电动车辆的控制装置，该电动车辆以电机为行驶驱动源，利用所述电机的再生制动力而进行减速，其中，
所述电动车辆的控制装置具有：
加速器操作量检测单元，其对所述加速器操作量进行检测；
外部干扰扭矩推定单元，其对外部干扰扭矩推定值进行计算；
根据车辆状态而对将制动力施加于车辆的制动器制动量进行检测或者推定的单元；
外部干扰扭矩推定值校正单元，其根据所述制动器制动量而对所述外部干扰扭矩推定值进行校正；
电机扭矩指令值计算单元，其对电机扭矩指令值进行计算；以及
电机控制单元，其基于所述电机扭矩指令值而对所述电机进行控制，
所述外部干扰扭矩推定值校正单元具有制动器扭矩推定单元，该制动器扭矩推定单元根据所述制动器制动量而对制动器扭矩推定值进行计算，所述外部干扰扭矩推定值校正单元基于所述制动器扭矩推定值而对所述外部干扰扭矩推定值进行校正，
如果所述加速器操作量小于或等于规定值且电动车辆即将停车，则所述电机扭矩指令值计算单元随着与所述电机的旋转速度成正比的速度参数的降低而使所述电机扭矩指令值向校正后的外部干扰扭矩推定值收敛。
2.根据权利要求1所述的电动车辆的控制装置，其中，
还具有对驾驶者的制动器操作量进行检测的制动器操作量检测单元，
基于所述制动器操作量检测单元检测出的制动器操作量而确定所述制动器制动量。
3.根据权利要求1所述的电动车辆的控制装置，其中，
基于与制动器的操作相关的指令值而确定所述制动器制动量。
4.根据权利要求2或3所述的电动车辆的控制装置，其中，
考虑从制动器制动量向车辆的输入起直至制动力作用于车辆为止的响应性而确定所述制动器制动量。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电动车辆的控制装置，其中，
所述制动器扭矩推定值的符号根据车辆的行进方向而不同。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电动车辆的控制装置，其中，
所述制动器扭矩推定单元利用包含制动器制动量向车辆的输入和电机的旋转速度的传递特性的模型Gb(s)在内的滤波器，对所述制动器扭矩推定值进行计算。
7.根据权利要求6所述的电动车辆的控制装置，其中，
所述制动器扭矩推定单元还利用具有由低通滤波器H(s)、向车辆的扭矩输入以及电机的旋转速度的传递特性的模型Gp(s)的逆向系统构成的H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器，对所述制动器扭矩推定值进行计算。
8.根据权利要求6所述的电动车辆的控制装置，其中，
在将抑制驱动轴的扭转振动的减振控制应用于所述电动车辆的情况下，
所述制动器扭矩推定单元利用考虑了所述减振控制的传递特性的模型，对所述制动器扭矩推定值进行计算。
9.一种电动车辆的控制方法，该电动车辆以电机为行驶驱动源，利用所述电机的再生制动力而进行减速，其中，
对加速器操作量进行检测，
对外部干扰扭矩推定值进行计算，
根据车辆状态而对将制动力施加于车辆的制动器制动量进行检测或推定，
根据所述制动器制动量而对制动器扭矩推定值进行计算，基于所述制动器扭矩推定值对所述外部干扰扭矩推定值进行校正，
对如下电机扭矩指令值进行计算，如果所述加速器操作量小于或等于规定值且电动车辆即将停车，则该电机扭矩指令值随着与所述电机的旋转速度成正比的速度参数的降低而向校正后的外部干扰扭矩推定值收敛，
基于所述电机扭矩指令值而对所述电机进行控制。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107249927B (zh) * 2015-01-26 2019-10-01 日产自动车株式会社 电动车辆的控制装置以及电动车辆的控制方法
JP6531946B2 (ja) * 2015-10-09 2019-06-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 電動車両の制御装置、電動車両の制御システム及び電動車両の制御方法
US10343684B2 (en) * 2016-03-30 2019-07-09 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods for smooth stopping of a vehicle
JP6880674B2 (ja) * 2016-11-25 2021-06-02 日産自動車株式会社 電動車両の制御方法、及び、電動車両の制御装置
CA3050862C (en) * 2017-01-24 2020-11-10 Nissan Motor Co., Ltd. Control method for electrically driven vehicle and control device for electrically driven vehicle
CN110691710B (zh) * 2017-06-01 2020-10-16 日产自动车株式会社 电动车辆的控制方法和控制装置
JP6992298B2 (ja) * 2017-07-18 2022-01-13 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置及び電動車両の制御方法
KR102137778B1 (ko) * 2018-05-11 2020-07-27 서울과학기술대학교 산학협력단 회생제동 시스템
JP7201071B2 (ja) * 2019-03-27 2023-01-10 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置及び電動車両の制御方法
CN111845753B (zh) * 2019-04-30 2022-01-21 株洲中车时代电气股份有限公司 确定非公路车辆的整车阻力及电机制动性能的方法
KR20210076489A (ko) * 2019-12-16 2021-06-24 현대자동차주식회사 전기자동차의 회생제동토크 제어 장치 및 그 방법
WO2021176731A1 (ja) * 2020-03-06 2021-09-10 日産自動車株式会社 電動車両制御方法及び電動車両制御装置
CN111469674A (zh) * 2020-05-06 2020-07-31 浙江吉利新能源商用车集团有限公司 一种用于新能源载货车辆的制动能量回收控制方法
CN111976502B (zh) * 2020-07-31 2022-03-15 浙江飞碟汽车制造有限公司 一种基于动态计算的纯电动汽车的车速限制方法
US11975704B2 (en) * 2021-01-05 2024-05-07 The Boeing Company Fault-tolerant brake load alleviation
JP2023008004A (ja) * 2021-07-05 2023-01-19 日立Astemo株式会社 車両制御装置、車両制御方法および車両制御システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200587A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 電動車両の制振制御装置
JP2011087364A (ja) * 2009-10-14 2011-04-28 Hitachi Ltd 自動列車運転装置，定位置停止装置
CN102933421A (zh) * 2010-06-11 2013-02-13 日立建机株式会社 电动车辆的俯仰控制装置
CN104066613A (zh) * 2012-01-31 2014-09-24 日产自动车株式会社 电动车辆的再生制动器控制装置
CN104247252A (zh) * 2012-04-18 2014-12-24 日产自动车株式会社 车辆用减振控制装置以及车辆用减振控制方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2061316C1 (ru) * 1994-04-27 1996-05-27 Акционерное общество закрытого типа "Синхропривод-М" Устройство для управления движением транспортного средства с тяговым электроприводом
JPH0879907A (ja) 1994-09-01 1996-03-22 Mitsubishi Motors Corp 電気自動車用回生ブレーキ制御装置
JP2001045613A (ja) 1999-07-29 2001-02-16 Nissan Motor Co Ltd 電気自動車のモータ制御装置
JP3863719B2 (ja) 2000-11-14 2006-12-27 株式会社豊田中央研究所 電気自動車の制御装置および制御方法
JP3508742B2 (ja) * 2001-06-18 2004-03-22 日産自動車株式会社 電動モータを用いた車両の制振制御装置
JP3612711B2 (ja) * 2002-07-03 2005-01-19 トヨタ自動車株式会社 自動車
US20050017580A1 (en) * 2003-07-23 2005-01-27 Ford Global Technologies, Llc. Hill holding brake system for hybrid electric vehicles
US8290656B2 (en) 2009-05-25 2012-10-16 Nissan Motor Co., Ltd. Controller and controlling method of electric vehicle
JP4935860B2 (ja) 2009-06-09 2012-05-23 日産自動車株式会社 電動車両の制御装置
JP5724291B2 (ja) * 2010-10-26 2015-05-27 日産自動車株式会社 車両の制御装置
JP2013179728A (ja) 2012-02-28 2013-09-09 Nissan Motor Co Ltd 車体制振制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010200587A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Nissan Motor Co Ltd 電動車両の制振制御装置
JP2011087364A (ja) * 2009-10-14 2011-04-28 Hitachi Ltd 自動列車運転装置，定位置停止装置
CN102933421A (zh) * 2010-06-11 2013-02-13 日立建机株式会社 电动车辆的俯仰控制装置
CN104066613A (zh) * 2012-01-31 2014-09-24 日产自动车株式会社 电动车辆的再生制动器控制装置
CN104247252A (zh) * 2012-04-18 2014-12-24 日产自动车株式会社 车辆用减振控制装置以及车辆用减振控制方法

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