CN110167784B

CN110167784B - 电动车辆的控制方法以及控制装置

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Publication number: CN110167784B
Application number: CN201780082676.1A
Authority: CN
Inventors: 九十步直照; 新藤郁真; 铃木达也
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2022-11-29
Anticipated expiration: 2037-01-24
Also published as: EP3575133B1; RU2720227C1; US11878592B2; KR102097929B1; CN110167784A; EP3575133A1; JP6760401B2; JPWO2018138781A1; MX2019007990A; MY198060A; WO2018138781A1; BR112019013516A2; US20190381894A1; CA3051382A1; EP3575133A4; CA3051382C; KR20190097290A

Abstract

一种电动车辆的控制方法，该电动车辆具有对车辆施加与加速器操作量相应的制动力或者驱动力的电机，在加速器操作量小于规定值时对制动力进行控制，在加速器操作量大于或等于规定值时对驱动力进行控制，其中，对作为与坡度相关的阻力分量而作用于电机的外部干扰扭矩进行推定，执行基于外部干扰扭矩推定值而使制动力或者驱动力增减的校正。而且，判定加速器操作量是否为部分当量，在加速器操作量在下坡路大于部分当量的情况下、以及加速器操作量在上坡路小于部分当量的情况下的至少任一种情况下，减小该校正量。

Description

电动车辆的控制方法以及控制装置

技术领域

本发明涉及电动车辆的控制方法或者控制装置。

背景技术

当前，已知如下技术，即，在车辆的加减速度控制系统中，在加速器操作量小于规定值时，根据加速器操作量对减速度进行控制，在加速器操作量大于或等于规定值时，根据加速器操作量对加速度进行控制(参照JP2000-205015A)。根据该加减速度控制系统，能够设定与加速器操作量相应的目标加减速度，因此如果是将目标加减速度设定为0的加速器操作量，则即使是在坡路也能够保持恒定的车速而无需对加速器操作量的调整。

发明内容

这里，在JP2000-205015A中，为了抑制根据车辆行驶的路面坡度的变化而变化的加减速度以及速度的变化，执行根据路面坡度的大小而对车辆的目标加减速度进行校正的坡度校正。因此，在下降坡度下增加加速器操作量时，通过下降坡度下的坡度校正而执行目标加速度的减小校正，因此有时尽管增加了加速器操作量也减小目标加速度，或者在上升坡度下减小加速器操作量时，有时尽管减小加速器操作量也通过上升坡度下的坡度校正而增加目标加速度。在这种情形下，车辆的加减速度与驾驶员的加速器操作无关地根据路面坡度而变化，因此有时给驾驶员带来不和谐感。

本发明的目的在于提供如下技术，即，通过减小在下降坡度下驾驶员具有加速意愿时、以及在上升坡度下驾驶员具有减速意愿时的坡度校正量，从而抑制驾驶员所产生的不和谐感。

本发明的一个方式的车辆的控制方法是电动车辆的控制方法，该电动车辆具有对车辆施加与加速器操作量相应的制动力或者驱动力的电机，在加速器操作量小于规定值时对制动力进行控制，在加速器操作量大于或等于规定值时对驱动力进行控制，其中，对作为与坡度相关的阻力分量而作用于电机的外部干扰扭矩进行推定，执行基于外部干扰扭矩推定值而使制动力或者驱动力增减的校正。而且，判定加速器操作量是否为部分当量，在加速器操作量在下坡路大于部分当量的情况下、以及加速器操作量在上坡路小于部分当量的情况下的至少任一种情况下，减小该校正量。

下面对本发明的实施方式和附图一并进行详细说明。

附图说明

图1是表示具有一个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是表示由一个实施方式的电动车辆的控制装置所具有的电机控制器进行的电机电流控制的处理流程的流程图。

图3是表示加速器开度-扭矩表的一个例子的图。

图4是用于对一个实施方式的计算第1扭矩目标值的方法进行说明的图。

图5是用于对计算外部干扰扭矩推定值的方法进行说明的图。

图6是用于说明对基本坡度校正量的计算的图。

图7是将车辆的驱动力传递系统模型化后的图。

图8是用于实现停止控制处理的框图。

图9是用于说明基于电机旋转速度对电机旋转速度F/B扭矩Tω进行计算的方法的图。

图10是表示对坡度辅助扭矩进行计算的流程的流程图。

图11是用于说明上升坡度校正量减小率的一个例子的图。

图12是用于说明上升坡度校正量减小率的一个例子的图。

图13是用于说明下降坡度校正量减小率的一个例子的图。

图14是用于说明下降坡度校正量减小率的一个例子的图。

图15是用于说明下降坡度校正量减小率的变形例的图。

图16是用于说明上升坡度校正量减小率的变形例的图。

具体实施方式

下面，对本发明所涉及的电动车辆的控制装置应用于以电动机(下面称为电动机、或者简称为电机)为驱动源的电动汽车的例子进行说明。

[一个实施方式]

图1是表示具有一个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可以应用于具有电动机作为车辆的驱动源的一部分或者整个驱动源，能够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，而且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可以应用于仅通过加速器踏板的操作而对车辆的加减速、停止进行控制的车辆。对于该车辆，驾驶员在加速时踏入加速器踏板，在减速时、停止时减小踏入的加速器踏板的踏入量、或者将加速器踏板的踏入量设为零。此外，在上坡路，有时还为了防止车辆的后退而踏入加速器踏板且使之接近停止状态。

车速V、加速器开度θ、电机(三相交流电机)4的转子相位α、电机4的三相交流电流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。电机控制器2基于输入的信号而生成用于对电机4进行控制的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。电机控制器2还根据驾驶员的加速器操作量、或者制动器踏板10的操作量而生成摩擦制动量指令值。

另外，电机控制器2作为如下控制器而起作用，即，在加速器操作量(加速器开度)小于规定值时，对车辆所产生的制动力进行控制，在加速器操作量大于或等于规定值时，对车辆所产生的驱动力进行控制。

逆变器3将每相所具有的2个开关元件(例如IGBT、MOS-FET等功率半导体元件)接通/断开，由此将从电池1供给的直流电流变换为交流电流，使期望的电流在电机4流通。

电机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，在与驱动轮9a、9b联动旋转时，电机4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将电机4再生运转时所产生的交流电流变换为直流电流而供给至电池1。

电流传感器7对电机4中流通的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、且通过运算而求出剩余1相的电流。

旋转传感器6例如为旋转变压器、编码器，对电机4的转子相位α进行检测。

制动器控制器11将产生与由电机控制器2生成的摩擦制动量指令值相应的制动器液压的制动致动器指令值输出至摩擦制动器13。

液压传感器12作为制动器制动量检测单元而起作用，对摩擦制动器13的制动器液压进行检测，将检测出的制动器液压(摩擦制动量)向制动器控制器11和电机控制器2输出。

摩擦制动器13分别设置于左右的驱动轮9a、9b，根据制动器液压将制动垫按压于制动器转子，使车辆产生制动力。

此外，在最大再生制动扭矩相对于根据加速器操作量和车速等计算出的符合驾驶员的意愿的制动扭矩而不足的情况下，摩擦制动器13的摩擦制动力作为与从电机控制器2输出的摩擦制动量指令值相应地使用的制动力而起作用。另外，即使在符合驾驶员的意愿的制动力小于最大再生制动扭矩的情况下，也在电池1充满电时限制再生电力、或通过电机4的加热保护等而限制再生电力，仅以再生制动扭矩无法弥补驾驶员所需的制动力的情况下，使用摩擦制动力。并且，不仅在与加速器操作量相应地请求的情况下使用摩擦制动力，还为了根据驾驶员的制动器踏板操作量实现所需的制动力而使用摩擦制动力。

前后G传感器15主要对前后加速度进行检测，将检测值向电机控制器2输出。由此，电机控制器2能够基于前后G传感器检测值而对与作用于电机4的坡度阻力大致一致的外部干扰扭矩分量进行计算。

图2是表示以由电机控制器2执行的方式进行了编程的电机电流控制的处理流程的流程图。

在步骤S201中，将表示车辆状态的信号输入至电机控制器2。这里，将车速V(m/s)、加速器开度θ(％)、电机4的转子相位α(rad)、电机4的旋转速度Nm(rpm)、电机4中流通的三相交流电流iu、iv、iw、电池1和逆变器3之间的直流电压值V_dc(V)、制动器操作量、以及制动器液压输入。

车速V(km/h)是在驱动车辆时传递驱动力的车轮(驱动轮9a、9b)的车轮速度。从车轮速传感器11a、11b、未图示的其他控制器通过通信而获取车速V。或者，通过对转子机械角速度ωm乘以轮胎动态半径r、并由末端传动齿轮的传动比除上述乘法运算结果而求出车速v(m/s)，通过对车速v(m/s)乘以3600/1000进行单位变换而求出车速V(km/h)。

作为表示基于驾驶员的加速器操作量的指标，从未图示的加速器开度传感器获取加速器开度θ(％)，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加速器开度θ(％)。

从旋转传感器6获取电机4的转子相位α(rad)。由电机4的极对数p除转子角速度ω(电角度)而求出作为电机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获取电机4中流通的三相交流电流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V_dc(V)。

根据液压传感器12检测出的制动器液压传感器值而获取制动器制动量。或者，对基于驾驶员的踏板操作的制动器踏板的踏入量进行检测的行程传感器(未图示)等的检测值(制动器操作量)，可以作为制动器制动量而使用。

在步骤S202的扭矩目标值计算处理中，电机控制器2设定第1扭矩目标值Tm1*。具体而言，首先，参照表示根据步骤S201中输入的加速器开度θ以及电机旋转速度ωm而计算出的驱动力特性的一个方式的图3所示的加速器开度-扭矩表，设定作为驾驶员请求扭矩的基本扭矩目标值Tm0*(扭矩目标值)。接着，求出与坡度阻力大致一致的外部干扰扭矩推定值Td。而且，将外部干扰扭矩推定值Td作为坡度辅助扭矩而与基本扭矩目标值Tm0*相加，由此能够设定将坡度阻力分量抵消的第1扭矩目标值Tm1*。

但是，在本实施方式中，不是将坡度阻力分量完全抵消，而是仅将根据驾驶感的观点凭感官感受而调整的规定量的坡度阻力分量抵消。另外，在本实施方式中，执行如下坡度校正量调整处理，即，根据驾驶员的加减速请求、和行驶的路面坡度而执行进一步减小抵消的上述规定量的坡度阻力分量。后文中对作为本发明的特征性的处理的坡度校正量调整处理的详情进行叙述。

此外，如上所述，本实施方式的电动车辆的控制装置可以应用于能够仅通过对加速器踏板的操作而控制车辆的加减速、停止的车辆，至少在小于或等于规定坡度的路面上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，在加速器开度为0(完全关闭)至1/8时，设定负的电机扭矩以使得再生制动力起作用。但是，图3所示的加速器开度-扭矩表是一个例子，并不限定于此。

在步骤S203中，控制器2进行停止控制处理。具体而言，控制器2判定是否即将停车，在并未即将停车的情况下，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*，在即将停车的情况下，将第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*随着电机旋转速度的降低而向外部干扰扭矩推定值Td收敛，在上坡路为正扭矩，在下坡路为负扭矩，在平坦路大致为零。

另外，在第2扭矩目标值Tm2*设定为电机扭矩指令值Tm*的停止控制处理中，不实施后述的坡度校正量的减小(坡度校正量减小处理以及坡度校正量调整处理)。即，在停止控制处理中，电机扭矩指令值Tm*向与坡度阻力大致一致的外部干扰扭矩推定值Td收敛，因此无论路面的坡度如何，都能够仅通过加速器操作而顺畅地停车、且维持停车状态。

在接下来的步骤S204中，控制器2进行电流指令值计算处理。具体而言，在步骤S203中计算出的扭矩目标值Tm*(电机扭矩指令值Tm*)的基础上，基于电机旋转速度ωm、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，预先准备规定了扭矩指令值、电机旋转速度以及直流电压值、和d轴电流目标值以及q轴电流目标值之间的关系的表，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iu、iv、iw、以及电机4的转子相位α而求出d轴电流id以及q轴电流iq。接着，根据d轴、q轴电流指令值id*、iq*、和d轴、q轴电流id、iq的偏差而计算出d轴、q轴电压指令值vd、vq。此外，可以对计算出的d轴、q轴电压指令值vd、vq加上为了将d-q正交坐标轴间的干涉电压抵消所需的非干涉电压。

而且，根据d轴、q轴电压指令值vd、vq、以及电机4的转子相位α而求出三相交流电压指令值vu、vv、vw。根据求出的三相交流电压指令值vu、vv、vw和直流电压值Vdc而求出PWM信号tu(％)、tv(％)、tw(％)。利用这样求出的PWM信号tu、tv、tw对逆变器3的开关元件进行开闭，由此能够利用由电机扭矩指令值Tm*指示的所需的扭矩对电机4进行驱动。

利用图4对图2的步骤S202中进行的处理、即设定第1扭矩目标值Tm1*的方法的详情进行说明。

基本扭矩目标值设定器401基于加速器开度以及电机旋转速度ωm，参照图3所示的加速器开度-扭矩表而设定基本扭矩目标值Tm0*。

外部干扰扭矩推定器402基于电机扭矩指令值Tm*、电机旋转速度ωm以及制动器制动量B而求出外部干扰扭矩推定值Td。

图5是表示外部干扰扭矩推定器402的详细结构的框图。外部干扰扭矩推定器402具有控制模块501、控制模块502、制动器扭矩推定器503、加减运算器504以及控制模块505。

控制模块501担负作为具有H(s)/Gp(s)这样的传递特性的滤波器的功能，将电机旋转速度ωm输入而进行滤波处理，由此对第1电机扭矩推定值进行计算。Gp(s)是电机扭矩Tm至电机旋转速度ωm的传递特性，后文中进行详细叙述。H(s)是如下低通滤波器，即，分母次数与分子次数的差值大于或等于传递特性Gp(s)的分母次数与分子次数的差值。

控制模块502担负作为具有H(s)这样的传递特性的低通滤波器的功能，将电机扭矩指令值Tm*输入而进行滤波处理，由此计算出第2电机扭矩推定值。

制动器扭矩推定器503基于制动器制动量B以及车速V而对制动器扭矩推定值进行计算。在制动器扭矩推定器503中，考虑用于根据制动器制动量B进行电机轴的扭矩换算的乘法运算处理、由液压传感器12检测出的液压传感器值至实际制动力的响应性等而对制动器扭矩推定值进行计算。

此外，在车辆的前进时、后退时均在减速方向上作用有摩擦制动器13的制动力，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、或者其他与车速成正比的速度参数)的符号而使制动器扭矩推定值的符号反转。因此，对于制动器扭矩推定值的符号，根据输入的车速V，如果车辆前进，则制动器扭矩推定器503将其设定为负号，如果车辆后退，则制动器扭矩推定器503将其设定为正号。

加减运算器504从第2电机扭矩推定值减去第1电机扭矩推定值、且加上制动器扭矩校正值。在加减运算器504中，相对于车辆的行进方向加上具有负的符号的制动器扭矩校正值，由此能够在后段计算出将因制动器制动量B而引起的制动器扭矩抵消的外部干扰扭矩推定值Td。将计算出的值向控制模块505输出。

控制模块505是具有Hz(s)这样的传递特性的滤波器，针对加减运算器504的输出而进行滤波处理，由此计算出外部干扰扭矩推定值Td并输出至图4所示的坡度校正量调整器403。后文中对Hz(s)的详情进行叙述。

返回至图4继续进行说明。如果是当前，则将由外部干扰扭矩推定器402计算出的外部干扰扭矩推定值Td输入至加法运算器404并与基本扭矩目标值Tm0*相加。由此，针对基本扭矩目标值Tm0*进行基于外部干扰扭矩推定值Td的坡度校正，通过加上相当于坡度阻力分量的坡度辅助扭矩而计算出将该坡度阻力分量抵消的第1扭矩目标值Tm1*。由此，例如，即使在坡度变化的路面上以加速器开度恒定的状态行驶的情况下，也能够维持匀速而不会受到坡度阻力分量的影响。

然而，如果通过这种坡度校正而将坡度阻力分量对加减速的影响完全消除，则有时会使得在坡路行驶中的驾驶员产生不和谐感。

例如，当未进行坡度校正的车辆在单侧的大于或等于2条车道的坡路行驶时并行行驶的情形下，为了使并行行驶的车辆产生与路面坡度相应的加减速，在只有本车辆始终以恒定速度行驶的情况下，会使驾驶员产生控制的不和谐感。

另外，在驾驶员在下降坡度下具有加速意愿的情况下，根据坡度对基于驾驶员的加速器操作而产生的加速度(驱动力)进行减小校正。另一方面，在驾驶员在上升坡度下具有减速意愿的情况下，根据坡度对基于驾驶员的加速器操作而产生的减速度(制动力)进行增加校正。在这种情形下，基于驾驶员的加速器操作的加减速度(制动驱动力)根据路面坡度而向与驾驶员的加减速请求相反的方向变动。即，如果进行将坡度阻力完全抵消的坡度校正，则相对于自身的加速器操作量的加减速期待值和车辆实际产生的加减速度不同，因此会使驾驶员产生控制的不和谐感。

在本实施方式中，为了抑制上述那样的驾驶员所产生的不和谐感，执行如下坡度校正量减小处理，即，不是将坡度阻力分量完全抵消，而是仅将根据驾驶感的观点而凭感官感受调整的规定量的坡度阻力分量抵消。另外，在本实施方式中，执行根据路面坡度和驾驶员的加减速请求而进一步减小抵消的上述规定量的坡度阻力分量的坡度校正量调整处理。下面，对执行坡度校正量减小处理、以及坡度校正量调整处理的结构进行说明。

图4所示的坡度校正量减小器403是用于执行坡度校正量减小处理的结构。该坡度校正量调整器403输入有由外部干扰扭矩推定器402推定出的外部干扰扭矩推定值Td，从大致与坡度阻力一致的外部干扰扭矩推定值Td减去与规定量对应的坡度阻力分量而计算出基本坡度校正量。参照图6对这里计算出的基本坡度校正量进行说明。

图6是用于说明本实施方式的基本坡度校正量的图。横轴表示坡度(％)，纵轴表示基本坡度校正量的G换算值。关于坡度(％)，正值表示上坡路，负值表示下坡路。另外，坡度(％)的绝对值越大，表示越陡的坡度。另外，图中的虚线表示与路面的坡度阻力大致一致的坡度校正量、即实施坡度校正量减小处理之前的外部干扰扭矩推定值Td。而且，实线所示的是本实施方式中的基本坡度校正量。

如图所示，在本实施方式中，坡度校正量减小器403的坡度校正量减小率设为约50％，实施后段执行的坡度校正量调整处理之前的基本的坡度辅助量设为坡度阻力分量的一半左右。由此，抵消的坡度阻力分量减半，因此能够使驾驶员感觉到在坡路行驶，另一方面，能够使驾驶员在坡路的加速器操作量与未进行坡度校正的情况相比而减小。其结果，能够抑制在坡路、特别是在以恒定速度行驶的情况下进行坡度校正而产生的不和谐感。

由坡度校正量减小器403计算出的基本坡度校正量输入至图4所示的坡度校正量调整器404。但是，作为这里的坡度校正量减小率而示出的50％不过是一个例子而已，例如可以为40％左右。根据驾驶感的观点并以感官试验的结果等为基础而适当地设定这里的坡度校正量减小率。

坡度校正量调整器404是用于实现坡度校正量调整处理的结构，将由坡度校正量减小器403计算出的基本坡度校正量和加速器开度输入而对实施了坡度校正量调整处理的坡度辅助扭矩进行计算。更具体而言，坡度校正量调整器404对在上坡路或者下坡路为了抑制在具有加减速请求的情况下产生的驾驶员的不和谐感，根据驾驶员的加减速请求使得基本坡度校正量进一步减小的坡度辅助扭矩进行计算。由此，对抑制了在坡路且在驾驶员自身对于加速器操作量的加减速期待值和车辆实际产生的加减速度不同的情况下产生的不和谐感的坡度辅助扭矩进行计算。后文中对坡度辅助扭矩的计算方法的详情进行叙述。

加法运算器405将作为由基本扭矩目标值设定器401计算出的驾驶员请求扭矩的基本扭矩目标值Tm0*、和由坡度校正量调整器404计算出的坡度辅助扭矩相加，由此计算出限制处理前的第1扭矩目标值Tm1*。将限制处理前的第1扭矩目标值Tm1*输入至比例限制器406。

在比例限制器406中，对第1扭矩目标值Tm1*的变化率的上限进行限制。由此，能够防止扭矩目标值急剧地变化。此外，可以根据车速对该变化率的上限进行变更。并且，为了将高频噪声等除去而将比例限制器406的输出输入至低通滤波器407。

低通滤波器407是为了将高频噪声分量除去而构成的低通滤波器，对比例限制器406的输出进行滤波处理而计算出作为制动驱动扭矩指令值的第1扭矩目标值Tm1*。

根据这样计算出的第1扭矩目标值Tm1*，在坡路特别是以恒速行驶的过程中能够减小驾驶员的加速器操作量(行程量)而不会产生不和谐感。并且，根据第1扭矩目标值Tm1*，在坡路时存在驾驶员的加减速请求的情况下，能够抑制因驾驶员对于加速器操作量的加减速期待值和实际的车辆所产生的加减速度不同而产生的不和谐感。

这里，在对减速度控制处理的说明之前，对本实施方式的电动车辆的控制装置的电机扭矩Tm至电机旋转速度ωm的传递特性Gp(s)进行说明。此外，该传递特性Gp(s)在对外部干扰扭矩推定值进行计算时用作将车辆的驱动力传递系统模型化后的车辆模型。

图7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。

J_m：电动机的惯量

J_w：驱动轮的惯量

M：车辆的重量

K_d：驱动系统的扭转刚性

K_t：关于轮胎和路面的摩擦的系数

N：总传动比

r：轮胎的载荷半径

ω_m：电机旋转速度

T_m：扭矩目标值Tm*

T_d：驱动轮的扭矩

F：施加于车辆的力

V：车辆的速度

ω_w：驱动轮的角速度

而且，能够根据图7而导出下面的运动方程式。

[算式1]

J_m·ω_m ^*＝T_m-T_d/N…(1)

[算式2]

2J_w·ω_w ^*＝T_d-r_F…(2)

[算式3]

M·V^*＝F…(3)

[算式4]

T_d＝K_d·∫(ω_m/N-ω_w)dt…(4)

[算式5]

F＝K_t·(rω_w-V)…(5)

其中，式(1)～式(3)中的符号的右上方标注的星号(*)表示时间微分。

如果基于式(1)～式(5)所示的运动方程式求解电机4的电机扭矩Tm至电机旋转速度ωm的传递特性Gp(s)，则由下式(6)表不。

[算式6]

其中，式(6)中的各参数由下式(7)表示。

[算式7]

如果研究式(6)所示的传递函数的极值点和零值点，则可以向下式(8)的传递函数近似，1个极值点和1个零值点表示极其近似的值。这相当于下式(8)中的d和β表示极其近似的值。

[算式8]

因此，通过进行式(8)中的极值点和零值点的抵消(向d＝β近似)，如下式(9)所示，Gp(s)构成(2次)/(3次)的传递特性。

[算式9]

接着，参照图8、图9对步骤S203中执行的停止控制处理的详情进行说明。

图8是用于实现停止控制处理的框图。利用电机旋转速度F/B扭矩设定器701、加法运算器702以及扭矩比较器703而进行停止控制处理。下面对各结构的详情进行说明。

电机旋转速度F/B扭矩设定器701基于检测出的电机旋转速度ωm而对电机旋转速度反馈扭矩(下面称为电机旋转速度F/B扭矩)Tω进行计算。利用图9进行详细说明。

图9是用于说明基于电机旋转速度ωm而对电机旋转速度F/B扭矩Tω进行计算的方法的图。电机旋转速度F/B扭矩设定器701具有乘法运算器801，通过对电机旋转速度ωm乘以增益Kvref而计算出电机旋转速度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。电机旋转速度ωm越大，将电机旋转速度F/B扭矩Tω设定为能够获得越大的制动力的扭矩。

此外，说明了电机旋转速度F/B扭矩设定器701对电机旋转速度ωm乘以增益Kvref而计算出电机旋转速度F/B扭矩Tω，但也可以利用规定针对电机旋转速度ωm的再生扭矩的再生扭矩表、预先存储有电机旋转速度ωm的衰减率的衰减率表等而计算出电机旋转速度F/B扭矩Tω。

返回至图8继续进行说明。加法运算器702将由电机旋转速度F/B扭矩设定器701计算出的电机旋转速度F/B扭矩Tω、和上述坡度校正量调整器403中对外部干扰扭矩推定值Td乘以坡度校正量减小率计算出的坡度辅助扭矩相加，由此计算出第2扭矩目标值Tm2*。

这里，关于外部干扰扭矩推定值Td，对图5所示的控制模块505的详情进行说明。控制模块505是具有Hz(s)这样的传递特性的滤波器，将加减运算器504的输出输入而进行滤波处理，由此计算出外部干扰扭矩推定值Td。

对传递特性Hz(s)进行说明。如果改写式(9)，则能够获得下式(10)。其中，式(10)中的ζz、ωz、ζp、ωp分别由式(11)表示。

[算式10]

[算式11]

如上，由下式(12)表示Hz(s)。其中，设为ζ_c＞ζ_z。另外，例如为了提高伴随着齿轮的背隙的减速场景的振动抑制效果而设为ζ_c＞1。

[算式12]

这样，如图5所示，利用外部干扰监视器对本实施方式中的外部干扰扭矩推定值Td进行推定。其中，可以为了进一步提高精度而基于前后G传感器15的检测值对外部干扰扭矩推定值Td进行校正。另外，可以使用基于前后G传感器15的检测值而计算出的坡度阻力分量的扭矩换算值作为外部干扰扭矩推定值Td。

这里，作为外部干扰而考虑了空气阻力、因乘员数或装载量引起的车辆质量的变动所导致的模型化误差、轮胎的滚动阻力、路面的坡度阻力等，但特别是即将停车时起到支配性作用的外部干扰因素是坡度阻力。外部干扰因素根据驾驶条件而不同，但外部干扰扭矩推定器402基于电机扭矩指令值Tm*、电机旋转速度ωm以及传递特性Gp(s)而计算出外部干扰扭矩推定值Td，因此能够统一对上述外部干扰因素进行推定。由此，无论在任何驾驶条件下都实现起始自减速的顺畅的停车。

返回至图8继续进行说明。加法运算器702通过将利用电机旋转速度F/B扭矩设定器701计算出的电机旋转速度F/B扭矩Tω、和坡度辅助扭矩相加，从而计算出第2扭矩目标值Tm2*。

扭矩比较器703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*。在车辆行驶过程中，第2扭矩目标值Tm2*小于第1扭矩目标值Tm1*，如果车辆减速而即将停车(车速、或者与车速成正比的速度参数小于或等于规定值)，则大于第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703判断为处于即将停车之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703判断为车辆即将停车，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*。此时，坡度辅助扭矩设定为与外部干扰扭矩推定值Td一致的值。因此，在第2扭矩目标值Tm2*设定为电机扭矩指令值Tm*的期间，不进行后述的坡度校正量减小处理以及坡度校正量调整处理，将外部干扰扭矩推定值Td保持原样地设定为坡度辅助扭矩。此外，为了维持停车状态，第2扭矩目标值Tm2*在上坡路为正扭矩，第2扭矩目标值Tm2*在下坡路为负扭矩，在平坦路大致收敛为零。

以上对传递特性G_p(s)以及停止控制处理的详情进行了说明。下面，对图4所示的使用了坡度校正量减小器403以及坡度校正量调整器404的坡度辅助扭矩的计算方法的详情进行说明。

图10是对本实施方式中直至根据外部干扰扭矩推定值Td而计算出坡度辅助扭矩为止的控制流程进行说明的流程图。该控制被编程为在电机控制器2中以恒定的周期反复执行。

在步骤S901中，电机控制器2对外部干扰扭矩推定值Td进行计算。利用参照图5说明的外部干扰监视器而对外部干扰扭矩推定值Td进行计算。

在接下来的步骤S902中，电机控制器2对基本坡度校正量进行计算。具体而言，电机控制器2对外部干扰扭矩推定值Td乘以坡度校正量减小率而计算出基本坡度校正量。如参照图6说明的那样，在本实施方式中，坡度校正量减小率设定为50％左右，因此计算出外部干扰扭矩推定值Td的一半左右、即相当于坡度阻力分量的约一半的基本坡度校正量。在计算出基本坡度校正量之后执行接下来的步骤S903的处理。

在接下来的步骤S903中，为了检测驾驶员的加减速请求而获取加速器开度。关于加速器开度，如参照图3说明的那样，大于或等于规定值的加速器开度为加速请求，设定为正的电机扭矩(驱动扭矩)。另一方面，小于规定值的加速器开度为减速请求，设定负的电机扭矩(制动扭矩)以使得再生制动力起作用。

这里，将不存在驾驶员的加减速请求的情况下的车辆的行驶状态定义为局部状态。换言之，局部状态定义为车辆维持恒定速度而行驶的状态、即车辆未产生加减速度的状态。但是，这里所说的恒定速度无需表示完全等速，包含维持可以视为车辆未产生加减速度的程度的速度幅度的状态。

在以上前提下，在本实施方式中，对获取到的加速器开度、和车辆变为局部状态的加速器开度(部分当量)进行比较而检测驾驶员的加减速请求。更具体而言，如果加速器开度小于部分当量，则判定为驾驶员请求减速。相反，如果加速器开度大于部分当量，则判定为驾驶员请求加速。另外，如果加速器开度为部分当量，则判定为不存在驾驶员的加减速请求。但是，部分当量的加速器开度根据图3中说明的加速器开度-扭矩表的设定值而改变，因此如果加速器开度-扭矩表的设定值变更，则与此相应地变化。下面以此为前提继续进行说明。

在步骤S904中，电机控制器2根据加速器开度θ和电机旋转速度ωm，并参照图3中示出的一个例子的加速器开度-扭矩表而计算出作为驾驶员请求扭矩的基本扭矩目标值Tm0*。如果计算出基本扭矩目标值Tm0*，则为了判定车辆行驶的路面是否为下坡路而执行接下来的步骤S905的处理。

在步骤S905中，电机控制器2判定路面是否为上坡路(上升坡度)。这里，为了检测路面是否为上坡路，判定基本坡度校正量是否大于0。基本坡度校正量为外部干扰扭矩推定值Td减半的值。如上所述，可以根据外部干扰扭矩推定值Td而获取路面的坡度。而且，关于外部干扰扭矩推定值Td，在上坡路为正扭矩，在下坡路为负扭矩，在平坦路大致为零。因此，在本步骤中，如果基本坡度校正量大于0，则判定为路面为上坡路，执行接下来的步骤S906的处理。如果基本坡度校正量小于或等于0，则判定为路面并非上坡路，因此为了判定路面是否为下坡路而执行步骤S908的处理。

在步骤S906中，电机控制器2为了检测驾驶员的减速请求而判定加速器开度是否小于部分当量。如果加速器开度小于部分当量，则如上所述那样判定为驾驶员请求了减速，因此为了对上坡路(上升坡度)的减速请求时的校正减小率进行计算而执行接下来的步骤S907的处理。如果加速器开度小于部分当量，则为了将基本坡度校正量设定为坡度辅助扭矩而执行步骤S911的处理。

在步骤907中，电机控制器2为了执行坡度校正量调整处理而对上坡路的减速请求时的校正减小率(上升坡度校正减小率)进行计算。参照图11对上升坡度校正减小率的计算进行说明。

图11是用于说明本实施方式的上升坡度校正减小率的图。横轴表示加速器开度，纵轴表示相对于基本坡度校正量的校正率。校正率为1表示减小率为0％，校正率为0表示减小率为100％。另外，图中的虚线表示部分当量的加速器开度。

因此，如图11所示，在本实施方式中，在加速器开度小于部分当量的减速请求时，加速器开度越小，上升坡度校正减小率越大。即，驾驶员的减速请求越大，计算出相对于基本坡度校正量越减小的坡度辅助扭矩。此外，在大于部分当量的加速器开度下(加速请求时)，基本坡度校正量保持原样地设定为坡度辅助扭矩。

但是，图11所示的上升坡度校正减小率是一个例子，只要加速器开度越小则上升坡度校正减小率越大，则其转变并不特别限定。例如，如图12所示，在加速器开度小于部分当量的情况下，可以将上升坡度校正减小率一律设定为100％。

如果计算出上升坡度校正减小率，则执行对基本坡度校正量乘以计算出的上升坡度校正减小率而计算出坡度辅助扭矩的步骤S911的处理。

在图9所示的步骤S908中，电机控制器2判定路面是否为下坡路(下降坡度)。具体而言，电机控制器2判定基本坡度校正量是否小于0。如果基本坡度校正量小于0，则判定为路面为下坡路，执行接下来的步骤S909的处理。如果基本坡度校正量为0，则判定为路面相当于平坦路，因此为了将坡度辅助扭矩设定为0而执行步骤S911的处理。

在步骤S909中，电机控制器2为了检测驾驶员的加速请求而判定加速器开度是否大于部分当量。如果加速器开度大于部分当量，则如上所述判定为驾驶员请求了加速，因此为了对下坡路(下降坡度)的加速请求时的校正减小率进行计算而执行接下来的步骤S910的处理。如果加速器开度大于部分当量，则为了将基本坡度校正量设定为坡度辅助扭矩而执行步骤S911的处理。

在步骤910中，电机控制器2为了执行坡度校正量调整处理而对下坡路的加速请求时的校正减小率(下降坡度校正减小率)进行计算。参照图13对下降坡度校正减小率的计算进行说明。

图13是用于说明本实施方式的下降坡度校正减小率的图。与图11、图12相同地，横轴表示加速器开度，纵轴表示相对于基本坡度校正量的校正率。校正率为1表示减小率为0％，校正率为0表示减小率为100％。另外，图中的虚线表示部分当量的加速器开度。

因此，如图13所示，在本实施方式中，在加速器开度大于部分当量的加速请求时，加速器开度越大，下降坡度校正减小率越大。即，对驾驶员的加速请求越大则相对于基本坡度校正量越减小的坡度辅助扭矩进行计算。此外，在小于部分当量的加速器开度下(减速请求时)，基本坡度校正量保持原样地设定为坡度辅助扭矩。

但是，图13所示的下降坡度校正减小率是一个例子，只要加速器开度越大则上升坡度校正减小率越小，则其转变并不特别限定。例如，如图14所示，在加速器开度大于部分当量的情况下，可以将下降坡度校正减小率一律设定为100％。

如果计算出下降坡度校正减小率，则执行对基本坡度校正量乘以计算出的下降坡度校正减小率而计算出坡度辅助扭矩的步骤S911的处理。

此外，图13、图14所示的下降坡度校正减小率无需设为与图11、图12所示的上升坡度校正率相同的比率。就坡度校正量给驾驶员带来的感觉方面的影响的程度而言，即使坡度校正量的减小率相同，有时在上坡路和下坡路也不同。因此，通过使坡度校正量的减小率在上坡路和下坡路不同，能够分别计算出为了进一步抑制驾驶员的不和谐感而实现了最优化的减小率。

而且，在步骤S911中，电机控制器2对坡度辅助扭矩进行计算。在流程的上段，在计算出上升坡度校正减小率、或者下降坡度校正减小率的情况下，对基本坡度校正量乘以计算出的上升坡度校正减小率、或下降坡度校正减小率而计算出坡度辅助扭矩。另外，在流程的上段，在判定为路面相当于平坦路、或者车辆的行驶状态为局部状态的情况下，将基本坡度校正量保持原样地设定为坡度辅助扭矩。电机控制器2在计算出坡度辅助扭矩之后执行接下来的步骤S912的处理。

在步骤S912中，电机控制器2对第1扭矩目标值Tm1*进行计算。更具体而言，如图4所示，将作为驾驶员请求扭矩的基本扭矩目标值Tm0*、和步骤S911中计算出的坡度辅助扭矩相加，由此计算出第1扭矩目标值Tm1*。而且，在并非即将停止的通常行驶时，将第1扭矩目标值Tm1*设定为电机扭矩指令值Tm*(参照图8)。

而且，在步骤913中，电机控制器2利用设定为电机扭矩指令值Tm*的第1扭矩目标值Tm1*对电机4进行控制，由此执行基于驾驶员的加速器操作量的车辆的扭矩控制。

以上对本实施方式的坡度辅助扭矩的计算方法进行了说明。通过以上述方式对坡度辅助扭矩进行计算，在局部行驶时，通过使坡度校正量减小一半左右而能够减小用于实现驾驶员的加减速请求的加速器操作量而不会产生不和谐感。

另外，即使在驾驶员在上坡路请求了减速的情况下，也根据驾驶员的减速请求而进一步减小坡度校正量，因此能够抑制因驾驶员对于加速器操作量的减速期待值和实际的车辆产生的减速度不同而产生的不和谐感。

另外，即使在驾驶员在下坡路请求了加速的情况下，也根据驾驶员的加速请求而进一步减小坡度校正量，因此能够抑制因驾驶员对于加速器操作量的加速期待值和实际的车辆产生的加速度不同而产生的不和谐感。

如上，一个实施方式的电动车辆的控制装置，其实现了如下电动车辆的控制方法，即，该电动车辆具有电机，该电机对车辆施加与加速器操作量相应的制动力或者驱动力，在加速器操作量小于规定值时对制动力进行控制，在加速器操作量大于或等于规定值时对驱动力进行控制，其中，对作用于电机的外部干扰扭矩进行推定以作为与坡度相关的阻力分量，执行基于外部干扰扭矩推定值使制动力或者驱动力增减以将阻力分量抵消的校正。而且，判定加速器操作量是否为部分当量，在加速器操作量在下坡路大于部分当量的情况下、以及加速器操作量在上坡路小于部分当量的情况下的至少任一种情况下，减小该校正量。另外，部分当量是指不使车辆产生加减速的加速器操作量。由此，即使在驾驶员在坡路请求了加减速的情况下，也根据路面坡度和驾驶员的加减速请求而减小坡度校正量，因此能够抑制在驾驶员对于加速器操作量的加减速期待值和车辆实际产生的加减速度不同的情况下产生的不和谐感。

另外，根据一个实施方式的电动车辆的控制装置，加速器操作量越大，越增大下坡路的校正量的减小率(下降坡度校正量减小率)。由此，在驾驶员在下坡路请求了加速的情况下，与驾驶员的加速请求的增大相应地进一步减小坡度校正量，因此能够进一步抑制因驾驶员对于加速器操作量的加速期待值和实际的车辆产生的加速度不同而产生的不和谐感。

另外，根据一个实施方式的电动车辆的控制装置，加速器操作量越小，越增大上坡路的校正量的减小率(上升坡度校正量减小率)。由此，在驾驶员在上坡路请求了减速的情况下，与驾驶员的减速请求的增大相应地进一步减小坡度校正量，因此能够进一步抑制因驾驶员对于加速器操作量的减速期待值和实际的车辆产生的减速度不同而产生的不和谐感。

另外，根据一个实施方式的电动车辆的控制装置，下坡路的校正量的减小率和上坡路的校正量的减小率设定得不同。由此，即使在下坡路和上坡路给驾驶员带来的不和谐感不同的情况下，也能够计算出与各路面相应的适当的坡度校正量，因此能够与路面状态相应地更适当地抑制驾驶员所产生的不和谐感。

另外，根据一个实施方式的电动车辆的控制装置，在加速器操作量在下坡路大于部分当量的情况下以及加速器操作量在上坡路小于部分当量的情况下，可以将校正量设为0(将坡度校正量减小率设为100％)。由此，在坡路存在驾驶员的加减速请求的情况下，坡度校正量变为0，因此驾驶员对于加速器操作量的加速期待值和实际的车辆产生的加减速度不会不同，因此能够排除因坡度校正而产生的驾驶员的不和谐感。

以上对本发明所涉及的一个实施方式的电动车辆的控制装置进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以进行各种变形、应用。例如，参照图4对用于计算第1扭矩目标值Tm1*的控制模块结构进行了说明，但无需具有图4所示的所有结构，例如可以删除比例限制器406、低通滤波器407。

另外，在上述说明中，说明了通过对加速器开度和部分当量进行比较而判定驾驶员的加减速请求的主旨。然而，也可以根据加速器开度的变化量而判定驾驶员的加减速请求。例如，在获取到加速器开度时，在大于加速器开度的上一次获取值的情况下，可以根据其变化量而判定驾驶员的加速请求。另外，在获取的加速器开度小于上一次的获取值的情况下，可以根据其变化量而判定驾驶员的减速请求。

另外，可以根据车速对加速器开度的部分当量进行变更。例如，可以进一步将车速、或者与车速成正比的速度参数输入至坡度校正量调整器404，如果车速较快，则对部分当量的加速器开度进行增大变更，如果车速较慢，则对部分当量的加速器开度进行减小变更。由此，可以将精度更高的部分当量的加速器开度作为指标而对驾驶员的加减速请求进行检测。

另外，上述坡度辅助扭矩的计算方法无需具有图10所示的所有步骤。例如，无需图10所示的步骤S909的下坡路的驾驶员的加速请求的判定，如果是下坡路，即使在减速请求时也可以根据加速器开度而减小坡度校正量。在该情况下，例如，如图15所示，加速器开度越大，可以越增大下降坡度校正减小率，如果加速器开度变为部分当量，则可以将下降坡度校正减小率设定为100％。

另外，同样地，无需图10所示的步骤S906的上坡路的驾驶员的减速请求的判定，如果是上坡路，即使在加速请求时也可以根据加速器开度而减小坡度校正量。在该情况下，例如，如图16所示，加速器开度越小，可以越减小上升坡度校正减小率，如果加速器开度变为部分当量，则可以将上升坡度校正减小率设定为100％。

另外，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，则在电机4的旋转速度降低的同时执行使得电机扭矩指令值Tm*向校正后的外部干扰扭矩推定值Td(外部干扰辅助扭矩)收敛的停止控制。然而，车轮速度、车体速度、驱动轴的旋转速度等速度参数与电机4的旋转速度处于正比关系，因此可以在与电机4的旋转速度成正比的速度参数降低的同时使电机扭矩指令值Tm*向外部干扰扭矩推定值Td收敛。另外，原本在即将停车时无需一定执行上述停止控制，可以将图2的步骤S203所涉及的停止控制处理删除。

Claims

1.一种电动车辆的控制方法，该电动车辆具有对车辆施加与加速器操作量相应的制动力或者驱动力的电机，在所述加速器操作量小于规定值时对所述制动力进行控制，在所述加速器操作量大于或等于规定值时对所述驱动力进行控制，其中，

对作为与坡度相关的阻力分量而作用于所述电机的外部干扰扭矩进行推定，

执行基于所述外部干扰扭矩推定值而使所述制动力或者驱动力增减以将所述阻力分量抵消的校正，

判定所述加速器操作量是否为部分当量，

在所述加速器操作量在下坡路大于所述部分当量的情况下、以及所述加速器操作量在上坡路小于所述部分当量的情况下的至少任一种情况下，减小所述校正量，

所述部分当量是不会使车辆产生加减速的加速器操作量。

2.根据权利要求1所述的电动车辆的控制方法，其中，

所述加速器操作量越大，越增大下坡路的所述校正量的减小率。

3.根据权利要求1或2所述的电动车辆的控制方法，其中，

所述加速器操作量越小，越增大上坡路的所述校正量的减小率。

4.根据权利要求1或2所述的电动车辆的控制方法，其中，

下坡路的所述校正量的减小率和上坡路的所述校正量的减小率设定得不相同。

5.根据权利要求1所述的电动车辆的控制方法，其中，

在所述加速器操作量在下坡路大于所述部分当量的情况下、以及所述加速器操作量在上坡路小于所述部分当量的情况下，将所述校正量设为0。

6.一种电动车辆的控制装置，该电动车辆具有：电机，其对车辆施加与加速器操作量相应的制动力或者驱动力；以及控制器，其在所述加速器操作量小于规定值时对所述制动力进行控制，在所述加速器操作量大于或等于规定值时对所述驱动力进行控制，其中，

所述控制器对作为与坡度相关的阻力分量而作用于所述电机的外部干扰扭矩进行推定，

判定所述加速器操作量是否大于部分当量，

在所述加速器操作量在下坡路大于所述部分当量的情况下、以及所述加速器操作量在上坡路小于所述部分当量的情况下，减小所述校正量，

所述部分当量是不会使车辆产生加减速的加速器操作量。