CN109476235A - 转矩控制方法以及转矩控制装置 - Google Patents

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Abstract

在控制电动机的转矩的转矩控制方法中，利用传感器检测来自驾驶员的速度控制的请求，基于该请求计算请求转矩，基于请求转矩控制在电动机产生的转矩，在请求转矩比规定的转矩阈值小的情况下，执行将请求转矩设定为零并基于设定的请求转矩来控制电动机的惯性行驶控制。

Description

转矩控制方法以及转矩控制装置
技术领域
本发明涉及转矩控制方法以及转矩控制装置。
背景技术
以往，具有行驶用电动机的电动行驶车具有：加速踏板传感器、车速传感器以及控制行驶用电动机的转矩的控制器。控制器根据由加速踏板传感器检测出的加速踏板操作量来计算平均加速量，根据车速、加速踏板操作量以及驱动用图表计算驱动轮的目标驱动力，根据目标驱动力和CVT的变速器算出行驶用电动机的目标转矩。然后，控制器控制行驶用电动机，以便自行驶用电动机产生目标驱动转矩(专利文献1)。
专利文献1：日本特开平05-168108号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在上述的电动行驶车中，于在来自驾驶员的请求转矩较小的状态下控制电动机以使电动机的输出转矩变为请求转矩的情况下，有车辆的运转效率低的问题。
本发明要解决的问题是提供一种提高电动机的运转效率的转矩控制方法以及转矩控制装置。
用于解决问题的方案
本发明通过计算电动机的请求转矩，基于请求转矩控制在电动机产生的转矩，在请求转矩比规定的转矩阈值小的情况下将请求转矩设定为零，基于设定的请求转矩控制电动机，从而解决上述问题。
发明的效果
根据本发明，能够提高电动机的运转效率。
附图说明
图1是具有本发明的本实施方式的转矩控制装置的车辆系统的框图。
图2是表示驱动力图表的一例的图。
图3是表示本实施方式的转矩控制方法的控制流程的流程图。
图4是表示图2所示的驱动力图表中的区域A的周边部分的图。
图5是表示在图2所示的驱动力图表上每个步骤的转矩以及车速的推移的图。
图6是惯性行驶控制的开启、关闭的时序图以及表示转矩特性的曲线图。
图7是惯性行驶控制的开启、关闭的时序图以及表示转矩特性的曲线图。
图8是表示正常模式下的转矩特性的曲线图。
图9是表示正常模式下的转矩特性以及经济模式下的转矩特性的曲线图。
图10是表示功率损耗相对于电动机转速的特性的曲线图。
图11是表示效率相对于电动机转速的特性的曲线图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
图1是具有本实施方式的转矩控制装置的车辆系统的框图。本实施方式的转矩控制装置是用于控制车辆所包含的驱动机构的输出转矩的装置，该转矩控制装置设置于车辆。在以下的说明中，以将转矩控制装置搭载于电动汽车的情况为例进行说明。转矩控制装置不一定需要搭载于电动汽车，也可以搭载于混合动力车辆等其他的车辆系统或者车辆以外的驱动系统。
如图1所示，车辆系统具有：驱动轮1、差动齿轮2、发电机(MG：电动机)3、转速传感器4、变换器(INV)5、电池6、电动机控制器7、电池控制器8、加速踏板开度传感器9、车辆控制器10以及存储器11。
驱动轮1利用自发电机3输出的动力旋转。差动齿轮2将发电机3的动力传向左右的驱动轮。发电机3是车辆系统的驱动源，利用电池的电力驱动。发电机3的旋转轴与车轴连结。在发电机3的动力运转时，在发电机3产生的转矩借助车轴向驱动轮1传递。在发电机3的再生时，发电机3利用驱动轮1的旋转力发电，并利用发电的电力将电池6充电。
转速传感器4用于检测电动机3的转速。转速传感器4将检测值向电动机控制器7输出。
变换器5以三相配线与发电机3连接，并以电力线与电池6连接。变换器5将电池6的输出电力变换为交流电力，并将交流电力向发电机3输出。此外，变换器5将发电机3的发电电力变换为直流电力，并将直流电力向电池6输出。变换器5具有将IGBT等开关元件(功率模块)桥式连接的电路等。
电池6由锂电池等二次电池形成。电池6作为车辆系统的动力源发挥功能。
电动机控制器7是用于控制发电机3的控制器。电动机控制器7基于自车辆控制器10输出的请求转矩和转速传感器4的检测值来控制发电机3。电动机控制器7利用转速传感器4计算发电机3的旋转速度。电动机控制器7为了在发电机3的现在的旋转速度下使发电机3的输出转矩与转矩指令值一致而计算指令值。指令值以电流指令值等表示。为了使发电机3的输出转矩与转矩指令值一致，电动机控制器7反馈电流传感器(未图示)的检测值并利用PI控制来计算指令值。电动机控制器7通过计算出的指令值与载波的比较而生成开关信号，并将该开关信号向变换器5输出，开关信号是用于切换变换器5所包含的开关元件的开启、关闭的信号。由此，电动机控制器7基于自车辆控制器10输出的请求转矩(控制用的请求转矩)来控制在发电机3产生的转矩。
电池控制器8是用于管理电池6的状态的控制器。电池控制器8通过利用与电池6连接的电压传感器(未图示)计算SOC(State of Charge充电状态)来管理电池6。电池控制器8将表示电池6的状态的信号向车辆控制器10输出。
电动机控制器7与车辆控制器10之间，以及电动机控制器7与车辆控制器10之间利用CAN总线连接。CAN总线是连接被搭载于车辆的各控制器间的通信网。
加速踏板开度传感器9用于检测加速踏板的开度。驾驶员为了加速车辆而踩下加速踏板。加速踏板的踩下量与驾驶员所请求的加速的大小相当。换言之，加速踏板开度表示来自驾驶员的速度控制的请求值。加速踏板开度传感器9将检测出的加速踏板开度向车辆控制器10输出。
车辆控制器10是用于控制车辆系统整体的控制器。车辆控制器10利用传感器等硬件来获得加速踏板信息、行驶模式信息。车辆控制器10通过利用加速踏板开度传感器9检测加速踏板开度来获得加速踏板信息。
行驶模式表示车辆系统的控制方法。行驶模式与车辆的能量消耗率相对应被划分为多个模式，根据行驶模式，相对于加速踏板开度的能量的消耗量不同。对于电动汽车，能量消耗量与电池6的消耗电力相当。在本实施方式中，行驶模式分为经济模式、正常模式以及运动模式。此外，驾驶员通过切换车室内的开关来选择行驶模式。在经济模式下，相对于加速踏板开度的能量的消耗量最被抑制。在运动模式下，相对于加速踏板开度的能量的消耗量变得最大而且加速操作性也变高。在正常模式下，兼顾加速度性能和能量消耗量的削减。发电机3对于驾驶员的加速请求的产生转矩的大小或者变化率在经济模式下变为最小，在运动模式下变为最大。车辆控制器10通过检测行驶模式选择用的开关的状态来获得行驶模式的信息。
车辆控制器10自电池控制器8获得电池6的信息，自电动机控制器7获得表示车辆的行驶状态的信息。表示车辆的行驶状态的信息例如是车速信息。
车辆控制器10利用加速踏板开度传感器9检测来自驾驶员的速度控制的请求，基于检测出的请求与车辆的状态计算请求转矩。请求转矩是将来自驾驶员的速度控制的请求以发电机3的产生转矩的大小示出的值。车辆控制器10利用存储于存储器11的驱动力图表来计算请求转矩。
图2是用于说明驱动力图表的曲线图。如图2所示，驱动力图表表示车速、加速踏板开度(APO)以及请求转矩的对应关系。在图2中，以实线表示的曲线表示请求转矩相对于车速的特性，各特性针对每加速踏板开度而不同。在车辆以某一车速行驶的状态下，在驾驶员有车辆控制的请求(加速踏板操作)的情况下，选择与加速踏板开度相对应的曲线，在选择的曲线上与现在的车速相对应的请求转矩成为对发电机3请求的驱动力。在图2中，驱动力的正值表示动力运转侧的输出转矩(发电机3的驱动力)，驱动力的负值表示再生侧的输入转矩(发电机3的制动力)。
在图2中，区域A、B表示执行惯性行驶控制的区域。曲线R表示行驶阻力线(R/L线)的特性。行驶阻力线表示为了保持恒定车速所需的转矩，在实验中求出。T1＿ON、T2＿ON、T1＿OFF以及T2＿OFF是将在通常控制和惯性行驶控制之间切换控制模式的时机以转矩表示的阈值，被预先设定。T1＿ON以及T2＿ON表示用于自通常控制向惯性行驶控制切换的阈值。T1＿OFF以及T2＿OFF表示用于自惯性行驶控制向通常控制切换的阈值。T1＿ON以及T1＿OFF表示动力运转侧的阈值，T2＿ON以及T2＿OFF表示再生侧的阈值。另外，关于通常控制、惯性行驶控制以及转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON、T1＿OFF、T2＿OFF)，如后所述。
车辆控制器10自电动机控制器7取得电动机转速来计算车速(控制用车速)。车速由电动机转速、齿轮比以及驱动轮1的车轮半径计算。换言之，控制用的车速与电动机转速相对应。然后，车辆控制器10一边参照上述的驱动力图表，一边计算与加速踏板开度和车速相对应的转矩而作为来自驾驶员的请求转矩。车辆控制器10将计算出的请求转矩向电动机控制器7输出。如后所述，在通常控制下，车辆控制器10不校正驱动力图表所示的转矩而作为控制用的请求转矩向电动机控制器7输出。另一方面，在惯性行驶控制下，车辆控制器10在将驱动力图表所示的转矩校正为零的基础上将校正后的转矩(零转矩)作为控制用的请求转矩向电动机控制器7输出。
接着，利用图3说明利用本实施方式的转矩控制装置的转矩控制的方法。图3是表示电动机控制器7以及车辆控制器10的控制流程的流程图。在主开关由驾驶员变为打开时，图3所示的控制流程开始。主开关切换车辆系统的开启、关闭。
在步骤S1中，车辆控制器10利用加速踏板开度传感器9检测现在的加速踏板开度。车辆控制器10借助电动机控制器7，通过取得转速传感器4的检测值而取得电动机转速，并基于取得的电动机转速计算车速。由此，车辆控制器10检测车速。
在步骤S2中，车辆控制器10取得行驶模式的信息。
在步骤S3中，车辆控制器10参照驱动力图表计算与加速踏板开度以及车速相对应的请求转矩。
在步骤S4中，车辆控制器10判断行驶模式是否为经济模式或者正常模式。在行驶模式是经济模式的情况下或者在行驶模式是经济模式的情况下，控制流程向步骤S5前进。另一方面，在行驶模式是运动模式的情况下，控制流程向步骤S10前进。换言之，后述的惯性行驶控制在经济模式或者正常模式下执行，但是惯性行驶控制在运动模式下不执行。
在步骤S5中，车辆控制器10将计算出的请求转矩与转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)比较，基于该比较结果判断是否执行惯性行驶控制。车辆控制器10判断请求转矩是否处于区域A所示的转矩范围内。区域A是在驱动力图表上被转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)包围的范围。在请求转矩处于区域A的范围内的情况下，车辆控制器10判断为执行惯性行驶控制。控制流程向步骤S6前进。另一方面，在请求转矩处于区域A的范围外的情况下，车辆控制器10判断为不执行惯性行驶控制。控制流程向步骤S11前进。
如下所述，请求转矩是否处于区域A的范围内的判断根据请求转矩与转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)的比较来进行。在计算出的请求转矩是动力运转侧的转矩，并且该请求转矩比转矩阈值(T1＿ON)小的情况下，车辆控制器10判断为执行惯性行驶控制。在计算出的请求转矩是动力运转侧的转矩，并且该请求转矩是转矩阈值(T1＿ON)以上的情况下，车辆控制器10判断为不执行惯性行驶控制。在计算出的请求转矩是再生侧的转矩，并且该请求转矩比转矩阈值(T2＿ON)小的情况下，车辆控制器10判断为执行惯性行驶控制。在计算出的请求转矩是再生侧的转矩，并且该请求转矩是转矩阈值(T2＿ON)以上的情况下，车辆控制器10判断为不执行惯性行驶控制。另外，如图2所示，在以负表示再生侧的请求转矩时，转矩阈值(T2＿ON)设定为负的转矩值，在满足请求转矩＞转矩阈值(T2＿ON)的情况下，车辆控制器10判断为执行惯性行驶控制。
在步骤S6中，车辆控制器10执行惯性行驶控制。对于惯性行驶控制，在来自驾驶员的请求转矩处于区域A内的情况下，将控制用的请求转矩设定为零，以设定的请求转矩成为发电机3的产生转矩的方式控制发电机3。换言之，在请求转矩比转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)小的情况下，车辆控制器10使在发电机3的控制中使用的请求转矩(与转矩指令值相当)比来自驾驶员的实际的请求低来控制发电机3。
在请求转矩较小时，在发电机3产生按照来自驾驶员的请求的转矩的情况下，变换器5等电气系统的消耗电力相对地大于发电机3的驱动电力。换言之，在按照来自驾驶员的请求而驱动发电机3的情况下，运转效率变低。此外，若在请求转矩的较小的状态下行驶时间累积，效率较低的状态的运转时间变长，其结果，也成为车辆的续航距离的降低的原因。
在来自驾驶员的请求转矩处于区域A内的情况下，本实施方式中的转矩控制装置将控制用的请求转矩设定为零，以设定的请求转矩成为发电机3的产生转矩的方式控制发电机3。因此，由于发电机3的产生转矩比按照来自驾驶员的请求的转矩低，因此能够防止发电机3以效率较低的状态驱动，提高运转效率。
在步骤S7中，车辆控制器10检测加速踏板开度以及车速。在步骤S8中，车辆控制器10计算请求转矩。步骤S7以及步骤S8的控制流程是与步骤S1以及步骤S3同样的控制流程。换言之，车辆控制器10也在惯性行驶控制中检测加速踏板开度以及车速并计算来自驾驶员的请求转矩。
在步骤S9中，车辆控制器10将计算出的请求转矩与转矩阈值(T1＿OFF、T2＿OFF)比较，基于该比较结果判断是否解除惯性行驶控制。车辆控制器10判断请求转矩是否处于区域B所示的转矩范围内。区域B是在驱动力图表上被转矩阈值(T1＿OFF、T2＿OFF)包围的范围。在请求转矩处于区域B的范围内的情况下，车辆控制器10判断为继续惯性行驶控制。控制流程返回步骤S6。另一方面，在请求转矩处于区域B的范围外的情况下，车辆控制器10判断为解除惯性行驶控制。控制流程向步骤S11前进。
如下所述，请求转矩是否处于区域B的范围内的判断根据请求转矩与转矩阈值(T1＿OFF、T2＿OFF)的比较来进行。在计算出的请求转矩是动力运转侧的转矩，并且该请求转矩比转矩阈值(T1＿OFF)小的情况下，车辆控制器10判断为不解除惯性行驶控制。在计算出的请求转矩是动力运转侧的转矩，并且该请求转矩是转矩阈值(T1＿OFF)以上的情况下，车辆控制器10判断为解除惯性行驶控制。在计算出的请求转矩是再生侧的转矩，并且该请求转矩比转矩阈值(T2＿OFF)小的情况下，车辆控制器10判断为不解除惯性行驶控制。在计算出的请求转矩是再生侧的转矩，并且该请求转矩是转矩阈值(T2＿OFF)以上的情况下，车辆控制器10判断为解除惯性行驶控制。另外，如图2所示，在以负表示再生侧的请求转矩时，转矩阈值(T2＿OFF)设定为负的转矩值，在满足请求转矩＞转矩阈值(T2＿OFF)的情况下，车辆控制器10判断为解除惯性行驶控制。
在步骤S5中，在判断为不执行惯性行驶控制的情况下，在步骤S11中，车辆控制器10执行通常控制。在通常控制下，车辆控制器10以在驱动力图表上计算出的请求转矩成为发电机3的产生转矩的方式控制发电机3。
在步骤S11中，车辆控制器10判断主开关是否为关闭状态。在主开关是打开状态的情况下，控制流程返回步骤S1。在主开关是关闭状态的情况下，控制流程结束。
利用图4说明请求转矩与惯性行驶控制的关系。图4是表示图2所示的驱动力图表中的区域A的周边部分的曲线图。
如图4所示，车辆的车速越快，动力运转侧的转矩阈值(T1＿ON)变得越大。另一方面，再生侧的转矩阈值(T2＿ON)无论车速的大小为大致恒定值。换言之，在将区域A内的任意的车速(Va1、Va2、Va3：但是，设为Va1＜Va2＜Va3)下的转矩差设为ΔTr1、ΔTr2、ΔTr3的情况下，对于各转矩差(ΔTr1、ΔTr2、ΔTr3)，ΔTr3为最大，ΔTr1为最小。转矩差(ΔTr1、ΔTr2、ΔTr3)表示相对于某一车速执行惯性行驶控制的范围。换言之，车速越快，惯性行驶控制的执行范围就越广。
与电动机转速较小的情况相比较，在电动机转速较大的情况下，变换器5等电气系统的消耗电力相对于为了驱动发电机3所需的消耗电力变大。通常，在电动机转速较大的情况下，为了抑制在发电机3产生的反电动势，以弱磁控制方式控制变换器5。但是，在以弱磁控制方式控制了变换器的情况下，变换器的消耗电力比通常的变换器控制大。在本实施方式中，以车速越快，惯性行驶控制的执行范围越广的方式设定转矩阈值。在电动机转速较大的状态下，在来自驾驶员的请求转矩较小的情况下，由于执行惯性行驶控制，因此能够避免发电机3在高转速下输出转矩那样的驱动控制。其结果，能够抑制发电机3的非效率的驱动。
此外，再生侧的转矩阈值(T2＿ON)无论车速的大小设定为大致恒定值。与本实施方式不同，在再生侧的转矩阈值(T2＿ON)根据车速的大小而变化的情况下，由于再生转矩变为根据车速而改变，因此车辆的减速度根据车速而改变。换言之，在车辆以高速行驶时加速踏板开度变为零的情况的减速度与在车辆以低速行驶时加速踏板开度变为零的情况的减速度不同。而且，由于减速度不同，驾驶员不能够预测减速度相对于现在的车辆状态为哪种程度的大小，变为难以驾驶的状态。在本实施方式中，将再生侧的转矩阈值(T2＿ON)无论车速的大小而设定为恒定值，因此能够抑制对驾驶员的违和感。
此外，如图4所示，区域A设定为车辆至少为下限值VL以上的范围。换言之，在车速是下限值VL以上的情况下，根据请求转矩的大小执行惯性行驶控制。另一方面，在车速小于下限值VL的情况下，与请求转矩的大小无关而不执行惯性行驶控制。换言之，在车速小于下限值VL那样的运转区域中，例如在停车空间停止停车的情况等，请求较小的转矩的情形变多。因此，在本实施方式中，在电动机转速比规定的转速阈值小的情况下，车辆控制器10不执行惯性行驶控制。由此，在请求较小的转矩的行驶情形下，能够输出按照来自驾驶员的请求的转矩。另外，规定的转速阈值是与车速的下限值(VL)相对应的阈值。
而且如图2所示，转矩阈值(T1＿OFF)设定为比转矩阈值(T1＿ON)大的值。而且转矩阈值(T2＿OFF)设定为比转矩阈值(T2＿ON)大的值(在负侧较大的值)。由此，能够防止控制模式在通常控制与惯性行驶控制之间频繁地切换的现象(振荡)。
而且如图2所示，转矩阈值(T1＿ON)设定为比行驶阻力线(R/L线)的特性所示的转矩低的值。以行驶阻力线(R/L线)的特性所示的转矩是为了保持恒定的车速所需的转矩。例如，在图2所示的图表中，自车辆停止的状态，驾驶员踩下加速踏板，以加速踏板开度20％使车辆加速。在一边维持加速踏板开度20％的状态一边使车速上升时，请求转矩在驱动力图表中沿着加速踏板开度20％的曲线下降。而且，在请求转矩到达交点Q时，变为驱动力与行驶阻力平衡的状态，车速变为恒定的速度(Vq)。交点Q是加速踏板开度20％的曲线与行驶阻力线(R/L线)的交点。与速度Vq相对应的转矩阈值(T1＿ON)设定为比交点Q所示的转矩低的值。此外，不限于速度Vq在其他的速度的情况下，转矩阈值(T1＿ON)也设定为比以行驶阻力线(R/L线)的特性所示的转矩低的值。
在想要提高车速的情况下，车辆控制器10变为执行通常控制，控制用的请求转矩与来自驾驶员的请求转矩(加速请求时的转矩)一致。另一方面，在想要通过减小请求转矩来降低车速的情况下，车辆控制器10变为执行惯性行驶控制，控制用的请求转矩设定为零。由此，响应来自驾驶员的加速请求，同时能够在想要减小请求转矩来降低车速的情况下，防止发电机3以效率较低的状态驱动，提高运转效率。
接着，利用图5在举出实际的车辆操作例的同时说明通常控制与惯性行驶控制之间的切换方法。图5是表示图2所示的驱动力图表中的区域A的周边部分的曲线图。另外，为了易于说明，将转矩阈值(T1＿ON)与转矩阈值(T1＿OFF)设为相同值。另外，图5所示的“S1”～“S5”与以下的说明中的步骤S1～步骤S5分别对应。
在步骤S1中，自车辆停止的状态，在制动踏板变为关闭状态时，开始缓慢行驶。
在步骤S2中，驾驶员踩下加速踏板，以加速踏板开度30％的状态开始加速。
在步骤S3中，踩下加速踏板，通过产生余裕驱动力使加速继续。在驱动力与行驶阻力平衡时，车速成为恒定的速度。
在步骤S4中，自驱动力与行驶阻力平衡的状态，作为来自驾驶员的减速请求，驾驶员稍微松开加速踏板并使加速踏板开度由30％向20％变化。在松开该加速踏板的时机(加速踏板释放时机)，由于来自驾驶员的请求转矩变为比转矩阈值(T1＿ON)小，因此发电机3的控制模式自通常控制向惯性行驶控制切换。而且，自惯性行驶控制的开始，控制用的请求转矩设定为零。
在步骤S5中，在加速踏板开度维持在20％时，由于在驱动力图表上计算的请求转矩变为转矩阈值(T1＿OFF)以上，因此发电机3的控制模式自惯性行驶控制向通常控制切换。此外，请求转矩沿着加速踏板开度20％上的曲线变化，在驱动力与行驶阻力平衡时，车速变为恒定的速度。
如上所述，在控制模式自通常控制向惯性行驶控制切换时，控制用的请求转矩自在驱动力图表上计算出的转矩值向零变化。此时，在使控制用的请求转矩不连续地变化的情况下，由于驱动力(再生时为制动力)的变化变大，因此有对于驾驶员带来违和感的可能性。因此，在本实施方式中，为了防止这样的违和感而设定了转矩变化率限制。
以下，利用图6以及图7说明转矩变化率限制。图6以及图7是惯性行驶控制的开启、关闭的时序图以及表示转矩特性的曲线图。图6表示动力运转侧的特性，图7表示再生侧的特性。在图6、7中，曲线图a表示利用驱动力图表计算出的请求转矩，曲线图b表示控制用的请求转矩。另外，曲线图a所示的转矩变化与加速踏板操作相对应。
在自时间0到时间t1之间，由于请求转矩根据加速踏板操作在比转矩阈值(T1＿ON)大的区域变化，因此发电机3的控制模式为通常控制。
车辆行驶中，在时间t1，在驾驶员进行松开加速踏板的操作时，请求转矩下降。发电机3的驱动力下降到与来自驾驶员的请求转矩一致。
在时间t2，来自驾驶员的请求转矩变得比转矩阈值(T1＿ON)小，发电机3的控制模式自通常控制向惯性行驶控制切换。此时，在以驱动力变为零的方式控制发电机3时，由于发生急剧的转矩变动，因此给驾驶员带来违和感(对运转性的反弹)。因此，在自时间t2到时间t3之间，使转矩变化率限制有效，抑制转矩变化量。
在自时间t2到时间t3之间，车辆控制器10计算加速踏板开度的变化量，根据计算出的加速踏板开度的变化量来设定转矩的变化量。转矩的变化量是时间t2时的控制用的请求转矩变化至零的变化量。车辆控制器10以加速踏板开度的变化量(与加速踏板操作量相当)越大，转矩变化量越大的方式来计算转矩变化量。车辆控制器10以控制用的请求转矩以计算出的转矩变化量变化的方式来校正控制用的请求转矩，并向电动机控制器7输出。由此，转矩的变化量越大转矩变化时间越短，转矩的变化量越小转矩变化时间越长。转矩变化时间是驱动力自驱动力图表上的请求转矩的值变化至零的时间，是图2所示的自时间t2至时间t3的时间。
在时间t3，在控制用转矩变得比转矩阈值(TL1＿OFF)小时，车辆控制器10解除转矩变化率限制。转矩阈值(TL1＿OFF)表示转矩变化率限制的无效区域的上限值。转矩变化率限制的无效区域表示不对转矩变化施加限制而使控制用转矩变为零的范围。无效区域是包含零转矩且在上限值(TL1＿OFF)与下限值(TL2＿OFF)之间的范围。在驱动力变为0附近的情况下，即使使控制用转矩向零变化，由于加速度的变化量较小而对运转的影响较少。因此，在控制用转矩比转矩阈值(TL1＿OFF)小的情况下，车辆控制器10解除转矩变化的限制而使控制用转矩变为零。由此，能够使惯性行驶时间变长。惯性行驶时间是驱动力(或者制动力)变为零的时间，是图2所示的自时间t3至时间t4的时间。
来自驾驶员的请求转矩变大，在时间t4，在请求转矩变得比转矩阈值(T1＿OFF)大时，发电机3的控制模式自惯性行驶控制向通常控制切换。在控制用转矩变得比转矩阈值(TL1＿OFF)大时，车辆控制器10使转矩变化率限制有效。
在时间t4至时间t5之间，车辆控制器10计算加速踏板开度的变化量，根据计算出的加速踏板开度的变化量设定转矩的变化量。车辆控制器10以控制用的请求转矩以设定的转矩变化量变化的方式校正控制用的请求转矩，并向电动机控制器7输出。而且，在时间t5，来自驾驶员的请求转矩与控制用的请求转矩一致。
时间t4的前后的加速踏板开度的变化量比时间t2的前后的加速踏板开度的变化量小。因此，在时间t4至时间t5之间计算出的转矩变化量比在时间t2至时间t3之间计算出的转矩变化量小。在加速踏板操作量较小的情况下，驾驶员相对于较小的转矩变化有违和感。在本实施方式中，为了防止这样的违和感，使转矩变化量变小，而使转矩变化时间变长。
与图6的例子不同，在时间t4的前后的加速踏板开度的变化量比时间t2的前后的加速踏板开度的变化量大的情况下，在时间t4至时间t5之间计算出的转矩变化量比在时间t2至时间t3之间计算出的转矩变化量大。在加速踏板操作量较大的情况下，由于难以相对于转矩变化而有违和感，因此使转矩变化量变大，而使转矩变化时间变短。由此，能够控制为，使自转矩请求至转矩输出的应答时间变短，并相对于加速踏板操作不发生应答的延迟。
接着，利用图7说明再生时的转矩变化率限制。
在时间0至时间t1之间，由于请求转矩在比转矩阈值(T2＿ON)大的区域内变化，因此发电机3的控制模式为通常控制。在时间t1，再生侧的请求转矩下降。
在时间t2，来自驾驶员的请求转矩变得比转矩阈值(T2＿ON)小，发电机3的控制模式自通常控制向惯性行驶控制切换。此时，与上述的动力运转侧同样，车辆控制器10使转矩变化率限制有效，并计算控制用的请求转矩。
在时间t2至时间t3之间，车辆控制器10计算加速踏板开度的变化量，根据计算出的加速踏板开度的变化量来设定转矩的变化量。车辆控制器10以控制用的请求转矩以设定的转矩变化量变化的方式校正控制用的请求转矩，并向电动机控制器7输出。
再生侧的请求转矩变大，在时间t4，在请求转矩变得比转矩阈值(T1＿OFF)大时，发电机3的控制模式自惯性行驶控制向通常控制切换。在控制用转矩变得比转矩阈值(TL1＿OFF)高时，车辆控制器10使转矩变化率限制有效。
在时间t4至时间t5之间，车辆控制器10计算加速踏板开度的变化量，根据计算出的加速踏板开度的变化量来设定转矩的变化量。车辆控制器10以控制用的请求转矩以设定的转矩变化量变化的方式计算控制用的请求转矩，并向电动机控制器7输出。而且，在时间t5，来自驾驶员的请求转矩与控制用的请求转矩一致。
在本实施方式中，为了使能量消耗率提高，根据行驶模式切换转矩阈值(T1＿ON、T1＿OFF、T2＿ON、T2＿OFF)。以下，利用正常模式下的转矩特性以及经济模式下的转矩特性，说明与行驶模式相对应的转矩阈值的切换控制。图8是表示正常模式下的转矩特性的曲线图，图9是分别表示正常模式下的转矩特性和经济模式下的转矩特性的曲线图。在图8中，曲线图a表示利用驱动力图表计算出的请求转矩，曲线图b表示控制用的请求转矩。在图9中，曲线图a表示利用驱动力图表计算出的请求转矩，曲线图bn表示正常模式时的控制用的请求转矩，曲线图be表示经济模式时的控制用的请求转矩。
在存储器11中，存储有至少两种转矩阈值(T1＿ON)。此外，在存储器11分别存储有至少两种转矩阈值(T1＿OFF)、至少两种转矩阈值(T2＿ON)以及至少两种转矩阈值(T2＿OFF)。两种转矩阈值中的一种转矩阈值(T1n＿ON、T1n＿OFF、T2n＿ON、T2n＿OFF)是在正常模式时选择的阈值。两种转矩阈值中的另一种转矩阈值(T1e＿ON、T1e＿OFF、T2e＿ON、T2e＿OFF)是在经济模式时选择的阈值。转矩阈值(T1e＿ON)比转矩阈值(T1n＿ON)大，转矩阈值(T1e＿OFF)比转矩阈值(T1n＿OFF)大。此外，转矩阈值(T2e＿ON)比转矩阈值(T2n＿ON)大，转矩阈值(T2e＿OFF)比转矩阈值(T2n＿OFF)大。
在行驶模式是正常模式的情况下，车辆控制器10选择正常模式用的转矩阈值(T1n＿ON、T1n＿OFF、T2n＿ON、T2n＿OFF)。在行驶模式是经济模式的情况下，车辆控制器10选择经济模式用的转矩阈值(T1e＿ON、T1e＿OFF、T2e＿ON、T2e＿OFF)。
在行驶模式是正常模式时，利用加速踏板操作来自驾驶员的请求转矩设为以图8的曲线图a的特性推移。
在时间t1n，在来自驾驶员的请求转矩变得比转矩阈值(T1n＿ON)小时，车辆控制器10将发电机3的控制模式自通常模式向惯性行驶控制切换。
在时间t2n，在控制用的请求转矩变得比转矩阈值(TL1＿OFF)小时，车辆控制器10解除转矩变化率限制。
在时间t3n，在来自驾驶员的请求转矩变得比转矩阈值(T2n＿OFF)大时，车辆控制器10使转矩变化率限制有效，将发电机3的控制模式自惯性行驶控制向通常控制切换。
在时间t4n，在来自驾驶员的请求转矩变得比转矩阈值(T2n＿ON)小时，车辆控制器10将发电机3的控制模式自通常控制向惯性行驶控制切换。
在时间t5n，在控制用的请求转矩变得比转矩阈值(TL2＿OFF)小时，车辆控制器10解除转矩变化率限制。
在时间t6n，在来自驾驶员的请求转矩变得比转矩阈值(T1n＿OFF)大时，车辆控制器10使转矩变化率限制有效，将发电机3的控制模式自惯性行驶控制向通常控制切换。
正常模式时的惯性行驶时间是图8所示的自时间t2n至时间t3n的时间以及图8所示的自时间t5n至时间t6n的时间。
接着，在行驶模式是经济模式时，利用加速踏板操作来自驾驶员的请求转矩设为以图9的曲线a那样的特性推移。图9的曲线a所示的来自驾驶员的请求转矩的特性与图8的曲线a所示的特性是同样的。
在自时间t1e至时间t6e的各时间点的控制的内容与在自时间t1n至时间t6n的各时间点的控制的内容是同样的。另一方面，由于选择的转矩阈值在经济模式与正常模式之间不同，因此切换发电机3的控制模式的时机不同。
经济模式时的转矩阈值(T1e＿ON)比正常模式时的转矩阈值(T1n＿ON)大。因此，在动力运转中，在经济模式时自通常控制向惯性行驶控制切换的时机(时间t1e)比在正常模式时自通常控制向惯性行驶控制切换的时机(时间t1n)早。
经济模式时的转矩阈值(T2e＿OFF)比正常模式时的转矩阈值(T2n＿OFF)大。因此，在再生中，在经济模式时自惯性行驶控制向通常控制切换的时机(时间t3e)比在正常模式时自惯性行驶控制向通常控制切换的时机(时间t3n)迟。由此，在自动力运转向再生切换时，经济模式时的惯性行驶时间变得比正常模式长。
此外，经济模式时的转矩阈值(T2e＿ON)比正常模式时的转矩阈值(T2n＿ON)大。因此，在再生中，在经济模式时自通常控制向惯性行驶控制切换的时机(时间t4e)比在正常模式时自通常控制向惯性行驶控制切换的时机(时间t4n)早。
经济模式时的转矩阈值(T1e＿OFF)比正常模式时的转矩阈值(T1n＿OFF)大。因此，在动力运转中，在经济模式时自惯性行驶控制向通常控制切换的时机(时间t6e)比在正常模式时自惯性行驶控制向通常控制切换的时机(时间t6n)迟。由此，在自再生向动力运转切换时，经济模式时的惯性行驶时间变得比正常模式长。
另外，在选择了运动模式的情况下，由于重视加速操作性，车辆控制器10禁止惯性行驶控制。
如上所述，在本实施方式中，利用加速踏板开度传感器9检测来自驾驶员的速度控制的请求，基于车辆的状态与检测出的请求计算请求转矩，基于该请求转矩控制在发电机3产生的转矩。在计算出的请求转矩比转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)小的情况下，将请求转矩设定为零，基于设定的请求转矩控制发电机3。在按照来自驾驶员的请求驱动发电机3时，在运转效率不高的驱动区域内，将控制用的请求转矩设为零而进行惯性行驶控制。由此，由于能够抑制发电机3的非效率的驱动，能够提高车辆的运转效率。
而且在本实施方式中，发电机3的转速比规定值大的情况的转矩阈值(T1＿ON)大于发电机3的转速比该规定值小的情况的转矩阈值(T1＿ON)。在发电机3的转速较大时，与发电机3的转速较小时相比，运转效率低。因此，通过使高旋转侧的转矩阈值(T1＿ON)比低旋转侧的转矩阈值(T1＿ON)大，使执行惯性行驶控制的范围在高旋转侧扩大，能够抑制发电机3的非效率的驱动。
在此，利用图10以及图11说明发电机3的损耗以及效率。图10是表示功率损耗相对于发电机3的转速的特性的曲线图。图11是表示效率相对于发电机3的转速的特性的曲线图。图10以及图11的各曲线图示出了根据一定的驱动转矩的大小而不同的特性。
如图10所示，在以一定的载波频率驱动发电机3的情况下，功率损耗与转速以及驱动转矩分别成比例地上升。发电机3的损耗主要包括铜损、铁损以及机械损耗。铜损是由线圈的绕线所使用的铜线的电阻(绕线电阻)引起的损耗。铁损是由线圈铁芯引起的损耗，主要包括磁滞损耗和涡流损耗。机械损耗是由于摩擦导致的损耗和由于空气阻力导致的损耗。由于发电机3的旋转而在轴承部产生摩擦。空气阻力是产生于转子的轴承的空气阻力和由转子的旋转产生的空气阻力。
在使转矩恒定的情况下，功率损耗相对于发电机3的转速以二次曲线的轨迹增加。另一方面，在使转矩恒定的情况下，发电机3的驱动输出相对于发电机3的转速成比例地增加。因此，使转矩恒定，转速越快，与驱动输出的增加部分相比，功率损耗的增加部分越大。
换言之，如图11所示，发电机3的驱动状态在高速(高转速或者高车速)且低转矩的情况下为效率较低的状态。此外，发电机3的转速自中速变为高速的区域时，在发电机3产生反电动势。而且，为了抑制该反电动势同时输出转矩，需要弱磁控制，由弱磁控制导致的损耗也成为效率降低的原因。
在本实施方式中，如上所述将高旋转侧的转矩阈值(T1＿ON)设为比低旋转侧的转矩阈值(T1＿ON)大的值。换言之，在发电机3的运转区域内，以惯性行驶控制的执行范围在低转矩以及高转速的情况下扩大的方式设定转矩阈值。由此，能够使发电机3处于效率低的状态的时间变短，能够提高发电机3的驱动效率。
而且在本实施方式中，在发电机3的转速比规定的转速阈值大的情况下执行惯性行驶控制，在发电机3的转速比该规定的转速阈值小的情况下不执行惯性行驶控制。规定的转速阈值是将图4所示的下限值(VL)变换为转速后的值。换言之，在比转速阈值小的运转区域，在来自驾驶员的请求转矩较小的情况下，能够在发电机3产生按照请求转矩的转矩。由此，在易于请求较小的转矩的行驶情形下，能够自发电机3输出驾驶员请求的转矩。
而且在本实施方式中，根据请求转矩的大小设定请求转矩自比转矩阈值(T1＿OFF、T2＿OFF)小的状态向比转矩阈值(T1＿OFF、T2＿OFF)大的状态变化的情况的转矩变化率。在本实施方式中，根据请求转矩的大小设定请求转矩自比转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)大的状态向比转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)小的状态变化的情况的转矩变化率。换言之，在控制模式在惯性行驶控制与通常控制之间切换时，根据来自驾驶员的请求转矩的大小设定转矩变化率。在请求转矩较小的情况下，能够抑制伴随着控制模式的变更的转矩变化。因此，能够抑制转矩的急变，对驾驶员提供自然的乘车舒适性。此外，在请求转矩较大的情况下，在控制模式的变更时，相对于请求转矩的变动以高应答性使发电机3的产生转矩变动。由此，能够相对于加速踏板操作不发生应答的延迟地进行控制。
而且在本实施方式中，从多个行驶模式之中选择行驶模式，根据从多个所述转矩阈值之中选择的行驶模式选择转矩阈值，在请求转矩比选择的转矩阈值小的情况下，执行惯性行驶控制。由此，由于能够设定与能量消耗率不同的行驶模式相对应同时与行驶模式配合的转矩阈值，因此能够提高车辆的运转效率。
另外，在本实施方式中作为变形例，为了防止控制模式的振荡，也可以是，在请求转矩处于惯性行驶控制的执行范围内的状态持续了一定时间以上的情况下，将通常控制向惯性行驶控制切换。具体来说，车辆控制器10利用驱动图表计算来自驾驶员的请求转矩，在计算出的请求转矩变得比转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)小时，测量时间。车辆控制器10在计算出的请求转矩比转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)小的状态持续的情况下继续测量。车辆控制器10在测量出的时间是规定的时间阈值以上的情况下执行惯性行驶控制。由此，能够正确地把握应该利用惯性行驶控制校正控制用的请求转矩的行驶情形，同时防止振荡。另外，在根据上述那样的时间来进行防止振荡的控制的情况下，转矩阈值(T1＿ON、T2＿ON)与转矩阈值(T1＿OFF、T2＿OFF)可以是相同值，也可以是不同值。
附图标记说明
1、驱动轮；2、差动齿轮；3、发电机(MG：电动机)；4、转速传感器；5、变换器；6、电池；7、电动机控制器；8、电池控制器；9、加速踏板开度传感器；10、车辆控制器；11、存储器。

Claims (9)

1.一种转矩控制方法，其用于控制电动机的转矩，其中，
利用传感器检测来自驾驶员的速度控制的请求，
基于所述请求计算请求转矩，
基于所述请求转矩控制在所述电动机产生的转矩，
在所述请求转矩比规定的转矩阈值小的情况下，执行将所述请求转矩设定为零并基于设定的请求转矩来控制所述电动机的惯性行驶控制。
2.根据权利要求1所述的转矩控制方法，其中，
所述电动机的转速比第1转速阈值大的情况的所述规定的转矩阈值大于所述电动机的转速比所述第1转速阈值小的情况的所述规定的转矩阈值。
3.根据权利要求1或2所述的转矩控制方法，其中，
所述规定的转矩阈值比为了保持恒定的车速所需的转矩低。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的转矩控制方法，其中，
所述规定的转矩阈值在再生侧设定为恒定值。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的转矩控制方法，其中，
在所述电动机的转速比第2转速阈值大的情况下，执行所述惯性行驶控制，
在所述电动机的转速比所述第2转速阈值小的情况下，不执行所述惯性行驶控制。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的转矩控制方法，其中，
根据所述请求转矩的大小设定所述请求转矩自比所述规定的转矩阈值小的状态向比所述规定的转矩阈值大的状态变化的情况的转矩变化率，或者，所述请求转矩自比所述规定的转矩阈值大的状态向比所述规定的转矩阈值小的状态变化的情况的转矩变化率。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的转矩控制方法，其中，
在所述请求转矩比所述规定的转矩阈值小的状态持续一定时间以上的情况下，执行所述惯性行驶控制。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的转矩控制方法，其中，
自多个行驶模式中选择具有所述电动机的车辆的行驶模式，
根据选择的行驶模式自多个所述转矩阈值中选择所述转矩阈值，
在所述请求转矩比选择的所述转矩阈值小的情况下，执行所述惯性行驶控制。
9.一种转矩控制装置，其中，
该转矩控制装置具有：
加速踏板开度传感器，其用于检测加速踏板开度；
转速传感器，其用于检测电动机的转速；
存储器，其用于存储表示所述电动机的转矩、所述转速以及所述加速踏板开度的相对关系的图表；以及
控制器，其用于控制所述电动机，
所述控制器一边参照所述图表，一边计算与所述加速踏板开度和所述转速相对应的所述转矩作为来自驾驶员的请求转矩，
在所述请求转矩比规定的转矩阈值大的情况下，以在所述电动机产生的产生转矩与所述请求转矩一致的方式控制所述电动机，
在所述请求转矩比所述规定的转矩阈值小的情况下，将所述请求转矩设定为零，以所述产生转矩变为零的方式控制所述电动机。
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