CN112172538A - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高电动车辆的适销性的车辆控制装置。本发明的一个实施方式的车辆控制装置具备行驶控制部，该行驶控制部在具有电池和马达的电动车辆行驶时驱动马达而控制电动车辆的驱动力。该行驶控制部根据按照由电动车辆的驾驶员进行的换挡操作而设定的变速比来使驱动马达时的载波频率变化。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及控制电动车辆的动作的车辆控制装置。
背景技术
近年来，通过将发动机和电动马达并用而有效地提高车辆的燃料消耗率(燃油效率)的混合动力汽车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)得到了广泛的实际应用。另外，仅以电动马达为驱动力源而不排放废气的电动汽车(EV：Electric Vehicle)也得到了实际应用。例如，在专利文献1中公开了这样的HEV、EV等电动车辆中的各种控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-117876号公报
发明内容
技术问题
但是，这样的电动车辆通常被要求提高适销性。希望提供能够提高电动车辆的适销性的车辆控制装置。
技术方案
本发明的一个实施方式的车辆控制装置具备行驶控制部，该行驶控制部在具有电池和马达的电动车辆行驶时驱动马达而控制电动车辆的驱动力。该行驶控制部根据按照由电动车辆的驾驶员进行的换挡操作而设定的变速比来使驱动马达时的载波频率变化。
技术效果
根据本发明的一个实施方式的车辆控制装置，能够提高电动车辆的适销性。
附图说明
图1是表示具备本发明的一个实施方式的车辆控制装置的电动车辆的概要构成例的框图。
图2是表示实施方式的载波同步数表的一例的示意图。
图3是表示实施方式的载波频率的设定处理的一例的示意图。
符号说明
1…电动车辆(EV)；10a…马达；10b…旋转角传感器；11…电池；121…车速传感器；122…加速度传感器；13…换挡操作部；141…加速踏板传感器；142…制动踏板传感器；15…车辆控制部；151…行驶控制部；151a…马达控制部(逆变器)；151b…开关控制部；151c…载波频率设定部；152…电池控制部；V…车速；a…加速度；θm…旋转角；Nr…转数；Nmin…最小阈值；Ns…挡位级数；Rg…变速比；Ii…抑制信息；SW…开关元件；fc…载波频率；Nc…载波同步数；Tb…载波同步数表
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。应予说明，按照以下顺序进行说明。
1.实施方式(驱动电动车辆的马达时的载波频率的设定处理的例子)
2.变形例
<1.实施方式>
[概要构成]
图1是以框图表示具备本发明的一个实施方式的车辆控制装置(后述的车辆控制部15)的电动车辆1的概要构成例的图。
如图1所示，该电动车辆1主要具备马达10a(电动马达)、旋转角传感器10b、电池11、车速传感器121、加速度传感器122、换挡操作部13、加速踏板传感器141、制动踏板传感器142和车辆控制部15。
(A.马达10a、旋转角传感器10b)
马达10a被设置为电动车辆1中的驱动力源。即，该电动车辆1被构成为具有马达10a作为驱动力源的电动汽车(EV)。
旋转角传感器10b例如安装于马达10a，是将该马达10a的旋转角θm输出到车辆控制部15的传感器(参照图1)。这样的旋转角传感器10b例如利用旋转变压器型的旋转角传感器来构成。
应予说明，如此检测到的马达10a的旋转角θm例如如图1中的括号所示在例如车辆控制部15内被转换为马达10a的转数Nr。然后，将如此获得的转数Nr的信息输出到车辆控制部15内的后述的行驶控制部151(载波频率设定部151c)(参照图1)。
(B.电池11)
电池11用于储存在电动车辆1中使用的电力，并利用例如锂离子电池等各种二次电池来构成。应予说明，该电池11中除了通过从电动车辆1的外部充电获得的电力(充电电力)之外，还储存例如从马达10a提供的再生电力。
(C.车速传感器121、加速度传感器122)
车速传感器121是检测电动车辆1行驶时的速度(车速V)的传感器。如图1所示，由该车速传感器121检测出的车速V被输出到车辆控制部15(后述的行驶控制部151等)。
加速度传感器122是检测电动车辆1行驶时的加速度a的传感器。如图1所示，由该加速度传感器122检测到的加速度a被输出到车辆控制部15(后述的行驶控制部151等)。
(D.换挡操作部13)
换挡操作部13是由电动车辆1的驾驶员进行换挡操作的操作部，利用换挡杆等构成。如图1所示，根据针对这样的换挡操作部13的换挡操作而设定的信息被输出到车辆控制部15内的后述的行驶控制部151(载波频率设定部151c)。作为这样的信息，例如可以举出根据换挡操作而设定的挡位级数Ns(“1挡”、“2挡”、“3挡”、…等信息)、与该挡位级数Ns对应的变速比Rg的信息、抑制信息Ii等(参照图1)。应予说明，该抑制信息Ii是表示变速比Rg的设定模式被设定为手动(manual)模式及自动(automatic)模式中的哪一个的信息，是表示有没有设定为所谓的“M”挡位段(手动模式)的信息。
这里，上述的挡位级数Ns(变速比Rg)对应于本发明中的“根据换挡操作而设定的变速比”的一个具体例。
(E.加速踏板传感器141、制动踏板传感器142)
加速踏板传感器141是检测由电动车辆1的驾驶员进行的加速踏板(未图示)的踩踏量(加速器开度)的传感器。制动踏板传感器142是检测由电动车辆1的驾驶员进行的制动踏板(未图示)的踩踏量(制动行程量)的传感器。
这样，由加速踏板传感器141检测到的加速器开度和由制动踏板传感器142检测到的制动行程量分别如图1所示被输出到车辆控制部15(后述的行驶控制部151等)。
(F.车辆控制部15)
车辆控制部15是控制电动车辆1中的各种动作或进行各种运算处理的部分。具体地，车辆控制部15构成为包括进行运算的微处理器、存储用于使该微处理器执行各处理的程序等的ROM(Read Only Memory：只读存储器)、存储运算结果等各种数据的RAM(RandomAccess Memory：随机存取存储器)、保存该存储内容的备份RAM、以及输入输出I/F(Interface：接口)等。
在图1所示的例子中，这样的车辆控制部15具有行驶控制部151和电池控制部152。
这里，该车辆控制部15对应于本发明中的“车辆控制装置”的一个具体例。
(F-1.行驶控制部151)
行驶控制部151用于控制电动车辆1的行驶动作，并进行与电动车辆1的行驶有关的总体控制。该行驶控制部151在图1所示的例子中具有马达控制部151a，在电动车辆1行驶时，驱动马达10a来控制电动车辆1的驱动力。此外，行驶控制部151在图1所示的例子中还具有开关控制部151b和载波频率设定部151c。
马达控制部151a用于驱动马达10a而控制各种动作，在该例中，利用逆变器来构成(参照图1)。具体地，马达控制部151a例如控制由马达10a进行的电动车辆1的车轮的驱动动作、马达10a中的再生动作等。此外，上述逆变器如图1所示包括由IGBT(Insulated GateBipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)等构成的多个开关元件SW。
开关控制部151b用于进行切换上述逆变器内的各开关元件SW的导通状态和关断状态的控制(导通/关断控制)。具体地，开关控制部151b在进行各开关元件SW的导通/关断控制时，进行脉冲宽度调制(PWM：Pulse Width Modulation)控制。此外，基于从后述的载波频率设定部151c提供的载波频率fc来进行这样的PWM控制(参照图1)。
应予说明，在这样的各开关元件SW的导通/关断控制时，详细地例如如下所述地进行各种控制。即，首先，基于与上述的由加速踏板传感器141检测到的加速器开度和由制动踏板传感器142检测到的制动行程量等对应的扭矩指令，以跟随任意的电流指令(id、iq)的方式控制电压指令(Vu、Vv、Vw)。然后，通过对该电压指令(Vu、Vv、Vw)与载波(以下说明的载波频率fc)进行比较运算，从而生成用于进行逆变器内的各开关元件SW的导通/关断控制的栅极指令(控制信号)。
载波频率设定部151c用于设定载波频率fc，该载波频率fc是确定上述的PWM控制时的周期的频率。具体地，如图1所示，该载波频率设定部151c基于从上述的换挡操作部13提供的挡位级数Ns(变速比Rg)和抑制信息Ii、以及马达10a的转数Nr来设定载波频率fc，该马达10a的转数Nr是基于从上述的旋转角传感器10b提供的旋转角θm而得到。
另外，此时载波频率设定部151c如上所述根据按照由电动车辆1的驾驶员进行的换挡操作设定的挡位级数Ns(变速比Rg)，使驱动这样的马达10a时的载波频率fc变化。进一步地，在本实施方式中，载波频率设定部151c在根据这样的挡位级数Ns(变速比Rg)使载波频率fc变化的同时，还根据上述的马达10a的转数Nr，来使载波频率fc变化。
应予说明，对于由这样的载波频率设定部151c进行的载波频率fc的设定处理的详细情况，在后面进行叙述(图2和图3)。
(F-2.电池控制部152)
电池控制部152用于进行对电池11的各种控制(充电控制等)(参照图1)。
[动作及作用/效果]
接着，说明本实施方式的电动车辆1中的动作及作用/效果。
(A.本实施方式的车辆控制处理)
以下，除了图1之外，还参照图2和图3详细说明本实施方式的电动车辆1中的控制处理(上述的载波频率fc的设定处理等)的一个例子。
(A-1.关于从马达10a产生的电磁噪声)
首先，如上所述，在利用PWM控制来驱动的马达10a(电动马达)中，根据马达控制部151a(逆变器)内的开关元件SW的导通/关断频率(载波频率fc)而产生电磁噪声。具体地，例如，在马达10a的马达绕组中，会产生对应于载波频率fc的电流纹波。此外，该声音(从马达10a产生的电磁噪声)根据载波频率fc而变化。
(A-2.载波频率fc的设定处理的详细情况)
这里，本实施方式的电动车辆1中，在车辆控制部15(行驶控制部151内的载波频率设定部151c)中，如下所述通过进行这样的载波频率fc的设定处理，从而使从马达10a产生的电磁噪声发生变化。
图2是示意性地表示本实施方式的载波频率fc的设定处理时所使用的载波同步数表Tb的一例的图。在该载波同步数表Tb中，示出了上述的挡位级数Ns(变速比Rg)与载波同步数Nc之间的对应关系，该载波同步数Nc是成为设定载波频率fc时的基础的参数。应予说明，在该图2所示的载波同步数表Tb的例子中，随着挡位级数Ns增加，载波同步数Nc逐渐减小。
此外，图3是示意性地表示本实施方式的载波频率fc的设定处理的一例的图。具体地，在该图3中，示出了上述的马达10a的转数Nr和挡位级数Ns(变速比Rg)与设定的载波频率fc之间的对应关系的一个例子。应予说明，该图3所示的实施例为如下例子，即在转数Nr＝3000[rpm]时，挡位级数Ns从“1挡”的状态变为“2挡”的状态，在转数Nr＝5000[rpm]时，挡位级数Ns从“2挡”的状态变为“3挡”的状态，在转数Nr＝8000[rpm]时，挡位级数从“3挡”的状态变为“4挡”的状态。
这里，载波频率设定部151c如上所述根据按照由电动车辆1的驾驶员进行的换挡操作而设定的挡位级数Ns(变速比Rg)，使载波频率fc发生变化(参照图3中的箭头P1)。具体地，在该例子中，载波频率设定部151c控制载波频率fc以使其随着变速比Rg变低(随着挡位级数Ns从“1挡”向“4挡”增加)而降低。这样，在由驾驶员进行换挡操作时，通过使载波频率fc以大幅切换的方式进行变化，从而产生仿佛发生了变速那样的声音(从马达10a产生的电磁噪音)的变动感。
此时，载波频率设定部151c仅在变速比Rg的设定模式被设定为手动模式的情况下(手动模式时)，按照由驾驶员进行的换挡操作，根据该变速比Rg使载波频率fc变化(参照图3)。即，仅在上述的抑制信息Ii中示出例如设定为“M”挡位段(手动模式)的状态的情况下，实施与变速比Rg对应的载波频率fc的设定处理。这是因为在通常的控制时(设定为“M”挡位段以外的状态：自动模式)，优选考虑电动车辆1中的系统效率等而不是考虑驾驶员进行的换挡操作，来设定载波频率fc。
另外，载波频率设定部151c如上所述，在根据这样的变速比Rg(挡位级数Ns)使载波频率fc变化的同时，还根据马达10a的转数Nr来使载波频率fc变化(参照图3中的箭头P2)。具体地，在该例子中，载波频率设定部151c控制载波频率fc以使其随着马达10a的转数Nr增加而上升(在图3的例子中以线性增加)。这样，在通过驾驶员进行的换挡操作而使挡位级数Ns(变速比Rg)固定的情况下，根据马达10a的转数Nr的变化(上升或下降)，载波频率fc也变化(上升或下降)，并且从马达10a产生的电磁噪声发生变动。
此时，载波频率设定部151c仅在马达10a的转数Nr为预定的最小阈值Nmin以上的情况下(在图3的例子中为Nr≥500[rpm]的情况下)，根据该转数Nr使载波频率fc变化。这是因为在转数Nr非常低的情况下(Nr<Nmin的情况下)，难以实施同步PWM控制，控制性有可能变差。应予说明，在这样地转数Nr非常低的情况下，优选实施异步PWM控制。
(B.作用/效果)
这样，在本实施方式的电动车辆1中，行驶控制部151(载波频率设定部151c)根据按照由电动车辆1的驾驶员进行的换挡操作而设定的变速比Rg(挡位级数Ns)，使驱动马达10a时的载波频率fc变化。由此，在以马达10a为驱动力源的电动车辆1中，能够产生与由驾驶员进行的换挡操作对应的声音(从马达10a产生的电磁噪声)的变动感。因此，在本实施方式中，能够提高电动车辆1的适销性。
另外，在本实施方式中，行驶控制部151在根据上述的变速比Rg(挡位级数Ns)使载波频率fc变化的同时，还根据马达10a的转数Nr，使载波频率fc变化，因此如下所述。即，不仅是与由驾驶员进行的换挡操作相应地，而且还与马达的转数Nr相应地，能够产生从马达10a产生的电磁噪声的变动感。其结果，在本实施方式中，能够进一步提高电动车辆1的适销性。
<2.变形例>
以上，列举实施方式说明了本发明，但本发明不限于该实施方式，能够进行各种变形。
例如，对于电动车辆1中的各部件的构成(形式、形状、配置、个数等)，不限于上述实施方式中说明的内容。即，对于这些各部件的构成，也可以是其他形式、形状、配置、个数等。另外，在上述实施方式中说明的各种参数的值、范围、大小关系等也不限于上述实施方式中所说明的，而可以是其他的值、范围、大小关系等。
具体地，例如，在上述实施方式中，以在电动车辆1内设置有一个马达(马达10a)的情况为例进行了说明，但不限于该例子。即，可以在电动车辆1内设置有例如多个(两个以上)马达。此外，在上述实施方式中，以通过EV构成的电动车辆1为例进行了说明，但不限于该例子，例如，也可以将本发明应用于通过HEV(具有发动机和马达作为驱动力源的混合动力车辆)构成的电动车辆。
另外，在上述实施方式中，举出具体例说明了电动车辆1的控制处理，但不限于这些具体例。即，也可以使用其他方法来进行电动车辆1的控制处理等。具体地，例如，对于电动车辆1中的行驶控制时的各种方法(载波频率的设定方法等)，不限于上述实施方式中说明的方法。详细地，在上述实施方式中，说明了与变速比Rg(挡位级数Ns)一起还根据马达10a的转数Nr来使载波频率fc变化的方法，但不限于该方法。即，例如，根据情况的不同，也可以仅根据变速比Rg(挡位级数Ns)来使载波频率fc变化。另外，对于这样的载波频率的设定方法等，不限于有级变速器的情况，例如，在无级变速器(CVT：Continuously VariableTransmission)的情况下也能够应用。
进一步地，在上述实施方式中说明的一系列处理既可以通过硬件(电路)来进行，也可以通过软件(程序)来进行。在通过软件来进行的情况下，该软件由用于使计算机执行各功能的程序组构成。例如，各程序既可以预装在上述计算机中使用，也可以从网络或存储介质安装到上述计算机中使用。
除此之外，也可以以任意的组合来应用到此为止说明的各种例子。
应予说明，本说明书中记载的效果仅仅是示例性的，并不受限定，此外也可以具有其他效果。

Claims (7)

1.一种车辆控制装置，其特征在于，具备：
行驶控制部，其在具有电池和马达的电动车辆行驶时驱动所述马达而控制所述电动车辆的驱动力，
所述行驶控制部根据变速比来使驱动所述马达时的载波频率变化，所述变速比按照由所述电动车辆的驾驶员进行的换挡操作而设定。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部控制所述载波频率以使其随着所述变速比变低而下降。
3.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部根据所述变速比，并且还根据所述马达的转数，来使所述载波频率变化。
4.根据权利要求2所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部根据所述变速比，并且还根据所述马达的转数，来使所述载波频率变化。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部控制所述载波频率以使其随着所述马达的转数增加而上升。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部仅在所述变速比的设定模式按照所述换挡操作而被设定为手动模式的情况下，根据所述变速比来使所述载波频率变化。
7.根据权利要求5所述的车辆控制装置，其特征在于，
所述行驶控制部仅在所述变速比的设定模式按照所述换挡操作而被设定为手动模式的情况下，根据所述变速比来使所述载波频率变化。
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