CN108657017B - 车辆 - Google Patents

Abstract

抑制电力电子仪器温度的升高、且抑制变速时的不适感。车辆具有：驱动电机，其将扭矩传递至车轮；以及电机控制部，其在第1规定时间X(规定时间)内执行如下扭矩变动控制，即，以表现出虚拟的换挡的规定契机而使驱动电机的扭矩与设定变动量相应地减小，然后使驱动电机的扭矩增大。通过扭矩变动控制，能抑制对习惯了具有有级变速器的车辆的驾驶者造成的不适感，能与扭矩的减小相应地抑制电力电子仪器温度的升高。

Description

车辆

技术领域

本发明涉及驱动电机将扭矩传递至车轮的车辆。

背景技术

当前，电动汽车、混合动力汽车等由驱动电机驱动的车辆正在普及。在这种车辆中，存在如下车辆，即，没有设置有级变速器，通过使驱动电机的转速可变而对车速进行控制，或者利用无级变速器等使变速比可变而对车速进行控制(例如，专利文献1)。

专利文献1：日本特开2012-166682号公报。

但是，在具有有级变速器的车辆中，在变速挡的切换时将离合器断开，由此使得传递至车轮的扭矩在瞬间内骤减。另一方面，如上所述，在将电机作为驱动源、且没有设置有级变速器的车辆中，不会产生这种扭矩变化。因此，有时会给习惯了具有有级变速器的车辆的驾驶者带来不适感。

另外，例如，在加速时，如果车载的电力电子仪器的温度(电力电子仪器温度)升高，则即使加速器踏板被踏入，也无法提高电机的扭矩。在该情况下，也会给驾驶者带来不适感。

发明内容

本发明就是鉴于这种问题而提出的，其目的在于提供一种车辆，能够抑制电力电子仪器温度的升高、且抑制变速时的不适感。

为了解决上述问题，本发明的车辆具有：驱动电机，其将扭矩传递至车轮；以及电机控制部，其在规定时间内执行如下扭矩变动控制，即，以表现出虚拟的换挡的规定契机而使驱动电机的扭矩与设定变动量相应地减小，然后使驱动电机的扭矩增大。

根据车速、加速器开度、加速器打开速度、制动器踏入量中的1个或多个而对规定契机进行规定。

规定契机可以是满足多个条件中的任1条件时，使设定变动量与多个条件中的每个条件相关联。

可以具有对车载的电力电子仪器的温度进行检测的温度检测部。

电机控制部可以构成为，如果温度大于或等于第1阈值，则花费比规定时间长的时间而执行扭矩变动控制。

电机控制部可以构成为，如果温度大于或等于比第1阈值大的第2阈值，则即使变为规定契机也不执行扭矩变动控制。

发明的效果

根据本发明，能够抑制电力电子仪器温度的升高、且抑制变速时的不适感。

附图说明

图1是表示电动汽车(车辆)的结构的图。

图2是用于对电动发电机的扭矩控制的对比例进行说明的图。

图3是用于对电动发电机的扭矩控制的一个例子进行说明的第1图。

图4是用于对电动发电机的扭矩控制的一个例子进行说明的第2图。

图5是表示扭矩变动控制处理的流程的流程图。

标号的说明

100电动汽车(车辆)；102电动发电机(驱动电机)；120前轮(车轮)；130后轮(车轮)；140温度传感器(温度检测部)；150电机控制部；T1上限温度(第2阈值)；T2限制温度(第1阈值)；X第1规定时间(规定时间)。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。该实施方式中示出的尺寸、材料、其他具体数值等不过是为了容易理解发明的示例而已，除了特别声明的情况以外，并不对本发明进行限定。此外，在本说明书以及附图中，对实质上具有相同的功能、结构的要素标注相同的标号，由此将重复的说明省略，另外，将与本发明无直接关系的要素的图示省略。

图1是表示电动汽车100(车辆)的结构的图。如图1所示，电动汽车100具有电动发电机102(驱动电机)。此外，这里，举出将驱动源设为电动发电机102的电动汽车100为例进行说明，但也可以应用将驱动源设为发动机以及电机的混合动力汽车。

电动发电机102经由逆变器104而与电池106连接，作为接受来自电池106的电力而将扭矩传递至旋转轴108的电动机起作用。另外，在电动汽车100的制动时，电动发电机102代替制动机构110、或者与制动机构110一起使制动力作用于电动汽车100，作为产生再生能量的发电机而起作用。制动机构110例如由盘式制动器、鼓式制动器等构成，分别设置于各车轮(前轮120以及后轮130)。

旋转轴108经由齿轮机构112而与前轮侧传动轴114连接。前轮侧驱动轴118经由前差速器116而与前轮侧传动轴114的一端连接，后轮侧传动轴124经由电子控制耦合器122而与前轮侧传动轴114的另一端连接。在前轮侧驱动轴118的两端连接有前轮120。

后轮侧驱动轴128经由后差速器126而与后轮侧传动轴124的电子控制耦合器122的相反侧的后端连接。后轮130与后轮侧驱动轴128的两端连接。

因此，在电动汽车100中，从电动发电机102输出的扭矩经由旋转轴108、齿轮机构112、前轮侧传动轴114、前差速器116以及前轮侧驱动轴118而传递至前轮120。另外，在电动汽车100中，从电动发电机102输出的扭矩经由旋转轴108、齿轮机构112、前轮侧传动轴114、电子控制耦合器122、后轮侧传动轴124、后差速器126以及后轮侧驱动轴128而传递至后轮130。这样，电动发电机102不经由有级变速器而将扭矩传递至车轮(前轮120以及后轮130)。

电子控制耦合器122能够根据行驶状态、来自驾驶者的指示而对向前轮120传递的扭矩与向后轮130传递的扭矩的比进行调整。

另外，在电动汽车100设置有车辆控制装置132，车辆控制装置132由包含中央处理装置(CPU)、储存有程序等的ROM、作为工作区域的RAM等的半导体集成电路构成，对电动汽车100的各部分进行统一控制。

车辆控制装置132与加速器踏板传感器134、制动器踏板传感器136、车速传感器138、温度传感器140(温度检测部)分别连接，每隔规定间隔而读入表示由各传感器检测出的值的信号。

加速器踏板传感器134对加速器踏板的踏入量(加速器开度)进行检测，将表示加速器开度的信号输出至车辆控制装置132。制动器踏板传感器136对制动器踏板的踏入量(制动器踏入量)进行检测，将表示制动器踏入量的信号输出至车辆控制装置132。车速传感器138对电动汽车100的车速进行检测，将表示车速的信号输出至车辆控制装置132。

温度传感器140对逆变器104的温度进行检测，将表示逆变器104的温度的信号输出至车辆控制装置132。这里，作为车载的电力电子仪器的温度即电力电子仪器温度，对利用逆变器104的温度的情况进行说明，但也可以代替逆变器104的温度而将转换器的温度作为电力电子仪器温度，该转换器的温度是将电池106、电池106的高电压变更为低电压而供给至辅机的温度。另外，在混合动力汽车的情况下，作为电力电子仪器温度可以代用发动机的冷却水温度、油温等。

另外，车辆控制装置132与逆变器104以及电池106连接，将控制信号发送至逆变器104，从电池106接收表示电池残量(SOC：State Of Charge)的信号。

另外，车辆控制装置132在进行车辆控制处理时作为电机控制部150以及制动控制部152起作用。

电机控制部150基于表示从加速器踏板传感器134输入的加速器开度的信号、以及表示从车速传感器138输入的车速的信号，参照预先存储的对应图而将电动发电机102的目标扭矩导出。而且，电机控制部150经由逆变器104将电动发电机102控制为使得电动发电机102的扭矩达到目标扭矩。关于电机控制部150的扭矩控制，后文中进行详细叙述。

另外，如果从制动器踏板传感器136输入有表示制动器踏入量的信号，则电机控制部150基于表示制动器踏入量的信号使电动发电机102作为发电机而起作用，对电动汽车100进行制动，并且利用再生能量对电池106充电。

在基于电动发电机102的制动力不足的情况下，制动控制部152对制动机构110进行控制而对电动汽车100进行制动。

但是，在具有有级变速器的车辆中，在变速挡的切换时将离合器断开，从而传递至车轮的扭矩在瞬间内骤减。另一方面，在电动汽车100中，没有设置有级变速器，不会产生这种扭矩变化。因此，有时会给习惯了具有有级变速器的车辆的驾驶者带来不适感。因此，电机控制部150对电动发电机102的扭矩进行控制以产生模仿有级变速的扭矩变动。

图2是用于对电动发电机的扭矩控制的对比例进行说明的图。如图2所示，在对比例中，在时刻Ta踏入加速器踏板之后，如果加速器开度变为完全打开，则电动发电机的扭矩变为最大扭矩(扭矩Nmax)。然后，直至到达时刻Tb为止将加速器开度维持为完全打开。电动发电机的扭矩维持为扭矩Nmax，车速逐渐增大，并且在加速度达到峰值之后逐渐减小。

另外，电力电子仪器温度在时刻Ta以后逐渐增大，在时刻Tb达到上限温度T1(第2阈值)。这里，上限温度T1是作为电力电子仪器温度而允许的上限值，且预先设定。

如果电力电子仪器温度达到上限温度T1，则无论加速器开度如何，电动发电机的扭矩都从扭矩Nmax开始减小，避免了电力电子仪器温度的升高。

图3是用于对电动发电机102的扭矩控制的一个例子进行说明的第1图。图3中，LO表示与有级变速的1挡对应的变速挡，2nd表示与有级变速的2挡对应的变速挡，3rd表示与有级变速的3挡对应的变速挡，4th表示与有级变速的4挡对应的变速挡。这里，与对比例相同地，举出如下情况为例进行说明，即，在时刻Ta踏入加速器踏板之后，加速器开度变为完全打开，直至时刻Tb为止将加速器开度维持为完全打开。另外，与对比例相同地，作为电力电子仪器温度的上限值而设定上限温度T1。电机控制部150根据从温度传感器140输出的信号而以规定周期获取电力电子仪器温度。

另外，在本实施方式中，车辆控制装置132中预先设定有变速对应图。变速对应图与有级变速的从1挡向2挡、从2挡向3挡、从3挡向4挡的变速对应，分别设定了条件。下面，将与从1挡向2挡的变速相对应的条件称为第1升挡条件，将与从2挡向3挡的变速相对应的条件称为第2升挡条件，将与从3挡向4挡的变速相对应的条件称为第3升挡条件。根据车速、加速器开度、加速器打开速度、制动器踏入量而规定第1升挡条件～第3升挡条件。即，在第1升挡条件～第3升挡条件中，分别规定车速、加速器开度、加速器打开速度的范围。另外，后述的设定变动量分别与第1升挡条件～第3升挡条件相关联。

电机控制部150根据从上述传感器134～138输出的信号而以规定周期获取车速、加速器开度、加速器打开速度、制动器踏入量。而且，电机控制部150判定车速、加速器开度、加速器打开速度是否满足变速对应图中设定的条件(包含于作为第1升挡条件～第3升挡条件而规定的车速、加速器开度、加速器打开速度的范围内)。

例如，如图3所示，首先，在电动汽车100处于与有级变速的1挡对应的行驶状态时，在时刻Ta踏入加速器踏板之后，加速器开度变为完全打开。电机控制部150使电动发电机102的扭矩增大至扭矩Nmax。此时，电机控制部150首先使扭矩呈直线状地增大，然后在达到扭矩Nmax之前的期间La，越接近扭矩Nmax则使每单位时间的扭矩的增大率越减小。另外，在达到扭矩Nmax之后的期间Lb，越相对于扭矩Nmax减小，则电机控制部150使每单位时间的扭矩的减小率越减小。即，电机控制部150将扭矩Nmax设为峰值，使扭矩如山峰状地变化。这样，通过使扭矩呈山峰状地变化，能够表现出与具有有级变速器的车辆同样的加速感。

接着，设为在时刻Tc满足第1升挡条件。电机控制部150使电动发电机102的扭矩与对应于第1升挡条件的设定变动量相应地减小，然后使电动发电机102的扭矩增大。电机控制部150在预先设定的第1规定时间X(规定时间)的期间执行该扭矩的增减。第1规定时间X例如是与有级变速时的离合器断开时间相当的时间。此时，例如在与扭矩的增大相比更短的时间内使扭矩减小。

然后，电动汽车100变为与有级变速的2挡相对应的行驶状态，电机控制部150使电动发电机102的扭矩增大至扭矩Nmax。此时，同上所述，电机控制部150将扭矩Nmax设为峰值，使扭矩呈山峰状地变化。

设为在时刻Td、Te也与时刻Tc的处理同样地满足第2升挡条件、第3升挡条件。与满足第1升挡条件时相同地，电机控制部150使电动发电机102的扭矩与对应于第2升挡条件、第3升挡条件的设定变动量相应地减小，然后使电动发电机102的扭矩增大。电机控制部150在第1规定时间X的期间内执行该扭矩的增减。另外，在从时刻Td、Te起经过了第1规定时间X之后，电机控制部150使电动发电机102的扭矩增大至扭矩Nmax。此时，电动汽车100变为与有级变速的3挡、4挡相对应的行驶状态，与上述相同地，电机控制部150将扭矩Nmax设为峰值，使扭矩呈山峰状地变化。

这里，对在满足第1升挡条件～第3升挡条件的任意条件的情况下均在相同的第1规定时间X的期间内进行扭矩的增减的情况进行了说明。然而，可以根据第1升挡条件～第3升挡条件的每个条件而对第1规定时间X设定不同的值。

这样，电机控制部150以表现出虚拟的换挡的规定契机而在第1规定时间X的期间使电动发电机102的扭矩与设定变动量相应地减小，然后使电动发电机102的扭矩增大(下面，称为扭矩变动控制)。这里，规定契机是指满足第1升挡条件～第3升挡条件中的至少1个条件。

另外，如果以规定的周期而获取的电力电子仪器温度大于或等于上限温度T1，则即使满足第1升挡条件～第3升挡条件中的任1条件或多个条件(变为规定契机)，电机控制部150也不执行上述的扭矩变动控制。与对比例的时刻Tb以后相同地，无论加速器开度如何，电机控制部150都使电动发电机102的扭矩减小，避免电力电子仪器温度的升高。

上述的扭矩变动控制的结果如图3所示，扭矩以及加速度在刚到达时刻Tc、Td、Te之后急剧减小。因此，在图3中，与双点划线所示的对比例的车速相比，车速的提升速度降低，但能够表现出虚拟的换挡，能够抑制给习惯了具有有级变速器的车辆的驾驶者带来不适感。另外，与车速如对比例那样均匀地提升相比，在车速提升时会产生阶段性的加速感。能够通过电机控制部150的扭矩变动控制而任意地设定该加速感，对于其他车辆能够表现出电动汽车100特有的加速感。

另外，在对比例中，电力电子仪器温度在时刻Tb达到上限温度T1，此后即使加速器开度为完全打开也不加速，会给驾驶者带来不适感。在本实施方式中，在刚到达时刻Tc、Td、Te之后使扭矩减小，与此相应地，与对比例相比抑制电力电子仪器温度的升高。因此，直至电力电子仪器温度达到上限温度T1为止的时间延长(在图3所示的例子中，未达到上限温度T1)，能够抑制即使踏入加速器踏板也会给驾驶者带来未加速的不适感的事态的产生。另外，能够抑制电力电子仪器温度的升高，因此能够延长电动发电机102、逆变器104、电池106等的寿命。

图4是用于对电动发电机的扭矩控制的一个例子进行说明的第2图。在图4中，举出如下情况为例进行说明，即，与图3所示的电力电子仪器温度(图4中，由双点划线所示)相比，电力电子仪器温度的初始值更高。

如果以规定的周期而获取的电力电子仪器温度大于或等于预先设定的限制温度T2(第1阈值)，则电机控制部150花费比规定时间长的时间而执行上述扭矩变动控制。限制温度T2例如低于上限温度T1(值更小)。

具体而言，在时刻Tg，将电力电子仪器温度设为大于或等于限制温度T2。然后，在时刻Td满足第2升挡条件时，电机控制部150使电动发电机102的扭矩与对应于第2升挡条件的设定变动量相应地减小，然后使电动发电机102的扭矩增大。电机控制部150花费比上述第1规定时间X长的第2规定时间Y而执行该扭矩的增减。

同样地，在时刻Te’满足第3升挡条件时，电机控制部150使电动发电机102的扭矩与对应于第3升挡条件的设定变动量相应地减小，然后使电动发电机102的扭矩增大。电机控制部150花费比上述第1规定时间X长的第2规定时间Y而执行该扭矩的增减。

这里，对在满足第2升挡条件、第3升挡条件的任意条件的情况下均在相同的第2规定时间Y的期间内进行扭矩的增减的情况进行了说明。然而，可以根据第1升挡条件～第3升挡条件的每个条件而对第2规定时间Y设定不同的值。

其结果，满足第2升挡条件、第3升挡条件而减小扭矩的时间延长，在图4所示的期间A、B的期间内抑制了电力电子仪器温度的升高(图4所示的例子中，电力电子仪器被略微冷却)。因此，直至电力电子仪器温度达到上限温度T1为止的时间延长(图4所示的例子中，未达到上限温度T1)，能够抑制即使踏入加速器踏板也给驾驶者带来未加速的不适感的事态的产生。

此外，这里，对加速器开度变为完全打开而使得电动汽车100加速的情况进行了说明。然而，并不局限于加速器开度为完全打开的情况，只要是大于或等于第1升挡条件～第3升挡条件中规定的值的开度即可。

另外，在变速对应图中，除了上述第1升挡条件～第3升挡条件以外，与有级变速的从4挡向3挡、从3挡向2挡、从2挡向1挡的变速对应地，分别设定条件。下面，将与从4挡向3挡的变速对应的条件称为第1降挡条件，将与从3挡向2挡的变速相对应的条件称为第2降挡条件，将与从2挡向1挡的变速相对应的条件称为第3降挡条件。根据车速、制动器踏入量而规定第1降挡条件～第3降挡条件。即，在第1降挡条件～第3降挡条件中分别规定车速、制动器踏入量的范围。另外，设定变动量分别与第1降挡条件～第3降挡条件相关联。

而且，在电动汽车100减速的情况下，对于电动发电机102的制动扭矩也进行同样的扭矩变动控制。在该情况下，关于减速感，能够抑制给习惯了具有有级变速器的车辆的驾驶者带来的不适感。

图5是表示扭矩变动控制处理的流程的流程图。以规定周期反复执行图5所示的处理。在图5中，特别对与第1升挡条件～第3升挡条件相对应的扭矩变动控制处理的流程进行说明。

(S200)

电机控制部150判定电力电子仪器温度是否小于上限温度T1。如果电力电子仪器温度小于上限温度T1，则使处理进入步骤S202，如果电力电子仪器温度大于或等于上限温度T1，则结束该扭矩变动控制处理。

(S202)

电机控制部150判定是否满足第1升挡条件～第3升挡条件中的任1条件。在满足第1升挡条件～第3升挡条件中的至少1个条件的情况下，使处理进入步骤S204，在第1升挡条件～第3升挡条件均不满足的情况下，结束该扭矩变动控制处理。

(S204)

电机控制部150从存储区域获取与步骤S202中满足的第1升挡条件～第3升挡条件相对应的设定变动量的值。

(S206)

电机控制部150判定电力电子仪器温度是否小于限制温度T2。如果电力电子仪器温度小于限制温度T2，则使处理进入步骤S208，如果电力电子仪器温度大于或等于限制温度T2，则使处理进入步骤S210。

(S208)

电机控制部150使电动发电机102的扭矩与步骤S204中获取的设定变动量相应地减小，然后使电动发电机102的扭矩增大，结束该扭矩变动控制处理。电机控制部150在第1规定时间X的期间内执行该扭矩的增减。

(S210)

电机控制部150使电动发电机102的扭矩与步骤S204中获取的设定变动量相应地减小，然后使电动发电机102的扭矩增大，结束该扭矩变动控制处理。电机控制部150花费比第1规定时间X长的第2规定时间Y而执行该扭矩的增减。

以上参照附图对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明当然并不限定于这样的实施方式。只要是本领域技术人员，显然能够在权利要求书所记载的范畴内想到各种变更例或修正例，应当理解这些变更例或修正例当然也属于本发明的技术范围。

例如，在上述实施方式中，对根据车速、加速器开度、加速器打开速度而规定第1升挡条件～第3升挡条件的情况进行了说明。然而，也可以根据车速、加速器开度、加速器打开速度中的1个或多个参数而规定第1升挡条件～第3升挡条件。这里，加速器打开速度是执行模仿有级变速中的所谓的大脚油门的扭矩变动控制的条件。另外，可以将第1升挡条件～第3升挡条件规定为包含加速器开度大于或等于规定值的持续时间(打开时间)。

另外，电动汽车100中可以设置拨片式换挡、TIP式换挡(tip shift)。在该情况下，电机控制部150以获取到表示针对拨片式换挡、TIP式换挡的操作输入的信号为契机而执行上述扭矩变动控制。

另外，在上述实施方式中，对设定变动量与第1升挡条件～第3升挡条件、以及第1降挡条件～第3降挡条件中的每个条件分别相关联的情况进行了说明。然而，设定变动量可以设为在第1升挡条件～第3升挡条件、以及第1降挡条件～第3降挡条件的任意条件中均相同的值。

另外，在上述实施方式中，对如下情况进行了说明，即，如果电力电子仪器温度大于或等于限制温度T2，则电机控制部150花费比第1规定时间X长的第2规定时间Y而执行上述扭矩变动控制。然而，即使电力电子仪器温度大于或等于限制温度T2，电机控制部150也可以以第1规定时间X而执行上述扭矩变动控制。

工业实用性

可以在驱动电机将扭矩传递至车轮的车辆中利用本发明。

Claims (4)

1.一种车辆，其具有：

驱动电机，其将扭矩传递至车轮；

电机控制部，其在规定时间内执行如下扭矩变动控制，即，以表现出虚拟的换挡的规定契机而使所述驱动电机的扭矩与设定变动量相应地减小，然后使所述驱动电机的扭矩增大；以及

温度检测部，其对车载的电力电子仪器的温度进行检测，

如果所述温度大于或等于第1阈值，则所述电机控制部花费比所述规定时间长的时间而执行所述扭矩变动控制。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，

根据车速、加速器开度、加速器打开速度、制动器踏入量中的1个或多个而对所述规定契机进行规定。

3.根据权利要求1或2所述的车辆，其中，

所述规定契机是满足多个条件中的任1条件时，使所述设定变动量与所述多个条件中的每个条件相关联。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，

如果所述温度大于或等于比所述第1阈值大的第2阈值，则即使变为所述规定契机，所述电机控制部也不执行所述扭矩变动控制。

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