CN114228506A - 在电动车辆中使用控制器产生虚拟内燃机振动的方法 - Google Patents

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Abstract

一种在电动车辆中使用控制器产生虚拟内燃机振动的方法，包括以下步骤：收集驾驶变量信息，基于所收集的驾驶变量信息确定虚拟内燃机振动特性，确定具有所确定的虚拟发动机振动特性的振动扭矩指令，使用从所收集的驾驶变量信息和所确定的振动扭矩指令确定的基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令，以及根据所确定的最终电机扭矩指令控制车辆驱动电机的操作。

Description

在电动车辆中使用控制器产生虚拟内燃机振动的方法
技术领域
本公开涉及一种在电动车辆中产生虚拟内燃机振动效果的方法。
背景技术
本节中的陈述仅提供与本公开相关的背景信息，可不构成现有技术。
众所周知，电动车辆(EV)使用电机运行。这种电动车辆的驱动系统包括作为车辆驱动源的电机、以可充电或可放电的方式连接到电机以提供电力来驱动电机的电池、连接到电池以驱动和控制电机的逆变器、以及减小旋转力并将旋转力传递到驱动轮的减速器。
这里，逆变器用于将电池提供的直流电(DC)转换成交流电(AC)，并在驱动电机期间通过电力电缆向电机提供AC，然后将电机产生的AC转换成DC提供给电池，对电池充电。
与传统内燃机车辆不同，传统的电动车辆中不使用多级变速器，而是在电机和驱动轮之间设置采用固定传动比的减速器。这是因为在内燃机(ICE)中，能量效率的分布范围取决于运行点而较宽，并且仅在高速区域提供高扭矩，而在电机的情况下，运行点引起的能量效率差异相对较小，并且仅通过电机的特性就可以实现低速和高扭矩。
此外，对于装有传统内燃机驱动系统的车辆，由于内燃机不能以低速驱动的特性，需要诸如变矩器或离合器等传动机构。然而，电动车辆驱动系统可以不需要这种传动机构，因为电机随时可以以低速受驱动。由于这种机械差异，电动车辆可以提供平稳的驾驶，不会因换档而中断驾驶性能，这与内燃机车辆不同。
同时，在装有传统内燃机驱动系统的车辆中，主要振动源是发动机(内燃机)。发动机在启动状态下的周期性爆炸力产生的振动通过驱动系统或安装件传递给车身和乘客。通常认为这些振动是需要抑制的负面因素。就此而言，由于在用电机代替发动机的电动车辆中不存在振动源，所以电动车辆在改善乘坐舒适性方面比内燃机车辆更有利。
然而，对于喜欢驾驶的驾驶员来说，缺少来自发动机的振动会让他们感到无趣。特别是，需要一种以旨在获得高性能为特性的电动车辆来提供刺耳和颤抖的效果，而不仅仅是轻柔的感觉。然而，在电动车辆中采用传统电机控制方法的情况下，可能无法向驾驶员提供这种效果。
发明内容
本公开提供了一种在电动车辆中虚拟地产生如内燃机车辆中的内燃机(发动机)振动的方法。
本公开提供了一种在电动车辆中使用控制器产生虚拟内燃机振动的方法，该方法包括以下步骤：收集驾驶变量信息；基于收集的所述驾驶变量信息确定虚拟内燃机振动特性；对具有所确定的虚拟内燃机振动特性的振动扭矩指令进行确定；使用从收集的所述驾驶变量信息和所确定的振动扭矩指令确定的基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令；以及根据所确定的最终电机扭矩指令来控制车辆驱动电机的操作。
根据本发明，可以在电动车辆中虚拟地产生如内燃机车辆那样的内燃机(发动机)振动，从而为驾驶员提供不同的驾驶感觉。
此外，根据本公开，可以根据诸如驱动系统测量变量、扭矩指令等驱动信息或电动车辆中计算的虚拟驱动系统变量来调节虚拟内燃机振动的特性，从而提供真实感增强的虚拟振动效果。
此外，根据本公开，可以抑制驱动系统反冲和碰撞的发生，从而确保驱动系统的耐久性。
根据本文提供的描述，进一步的应用领域将变得显而易见。应理解，该描述和具体实例仅仅是为了说明的目的，而不是为了限制本公开的范围。
附图说明
为了更好地理解本公开，现在将参考附图以实例的方式描述其各种形式，其中：
图1是示出根据本公开的使用虚拟发动机模型产生虚拟发动机振动的方法的一种形式的框图；
图2是示出根据本公开的一种形式的用于进行虚拟发动机振动产生过程的设备的配置的框图；
图3是示出根据本公开的一种形式的产生虚拟发动机振动的过程的流程图；
图4是示出根据本公开的一种形式的根据驱动系统速度信息确定振动水平的实例的图；
图5是示出根据本公开的一种形式的驱动系统速度的振动水平的图；
图6是示出根据本公开的另一种形式的根据驱动系统速度信息确定振动水平的实例的图；
图7是示出根据本公开的另一形式的根据速度设定振动水平以表示二次振动系统的共振的实例的图；
图8是示出根据本公开的另一种形式的根据实际驾驶变量信息中的驱动系统扭矩确定振动水平的实例的图；
图9是示出根据本公开的另一种形式的根据驱动系统速度信息确定振动频率的实例的图；以及
图10是示出根据本公开的另一种形式的同时确定并叠加多个虚拟振动特性以便产生虚拟内燃机振动的实例的图。
本文描述的附图仅用于说明目的，并不旨在以任何方式限制本公开的范围。
具体实施方式
以下描述本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本公开、应用或使用。应当理解，在所有附图中，相应的附图标记表示相似或相应的部件和特征。
在本公开的各种形式中描述的特定结构或功能仅仅是为了说明的目的。本公开可以以各种形式实现，并且应当理解，不应将其解释为限于本说明书中描述的各种形式，而是包括本公开的精神和范围内所包括的所有修改、等同物或替代物。
应当理解，这里，虽然可以使用术语“第一”、“第二”等描述各种元件，但是这些元件不应该被这些术语所限制。这些术语仅用于将元件区分开。例如，在不脱离本公开的教导的情况下，下面讨论的第一元件可以称为第二元件。类似地，第二元件也可以称为第一元件。
应当理解，当称一个元件“耦接”或“连接”到另一个元件时，该元件可以直接耦接或连接到另一个元件，或者其间可以存在中间元件。相反，应当理解，当称一个元件“直接耦接”或“直接连接”到另一个元件时，则不存在中间元件。解释元件之间关系的其他表达方式，如“之间”、“直接之间”、“邻近”或“直接邻近”，应以同样的方式解释。
在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的部件。同时，本文使用的术语仅仅是为了描述特定的形式，而不是为了限制。如本文所使用，单数形式“一个”、“一”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地指示出其他形式。应进一步理解，当在本说明书中使用“包括”、“包含”、“具有”等术语时，这些术语指定存在所述组件、步骤、操作和/或元件，但不排除存在或增加一个或多个其他组件、步骤、操作和/或其元件。
在下文中，将参照附图详细描述本公开。
结合本文公开的实例描述的方法或算法的操作可以直接体现在由处理器执行的硬件或软件模块中，或者体现在其组合中。软件模块可以驻留在存储介质(即，存储器和/或存储装置)上，例如RAM、闪存、ROM、EPROM、EEPROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘和CD-ROM。
本公开涉及一种使用驱动电机在电动车辆中逼真地产生虚拟内燃机(发动机)振动的方法。具体地，本公开包括一种确定虚拟内燃机振动的振幅和周期以便产生虚拟内燃机振动的方法。
根据本公开，在不具有内燃机(发动机)的电动车辆中，通过驱动电机产生用于模拟内燃机车辆的振动特性的扭矩来实现虚拟内燃机振动。
图1示出了根据本发明的使用虚拟发动机模型产生内燃机(发动机)振动的原理和方法。在以下描述中，用于产生虚拟内燃机振动的电机是连接到驱动轮以驱动车辆的驱动电机。此外，本领域普通技术人员将理解，在以下描述中，内燃机和发动机可互换使用。
根据本公开，实时收集用于在驾驶电动车辆期间实现虚拟内燃机振动的实际驾驶变量信息，并且可以基于实际驱动变量(图1中的虚拟内燃机模型的输入变量)信息来确定具有内燃机车辆的虚拟振动特性的振动扭矩指令。替代地，在基于所收集的实际驾驶变量信息确定虚拟内燃机(发动机)模型中的虚拟状态变量信息之后，可以根据所确定的虚拟状态变量信息确定要实现的具有内燃机车辆的振动特性的振动扭矩指令。否则，可以使用实际驾驶变量信息和虚拟状态变量信息两者来确定振动扭矩指令。
这里，驾驶变量信息是关于电动车辆的实际系统的信息，其可以是电动车辆中的实时车辆驾驶信息。此外，车辆驾驶信息可以包括电动车辆中的驾驶员输入信息和驾驶状态信息。
车辆驾驶信息可以是由传感器检测并经由车辆网络输入的传感器信息、由根据本公开的虚拟发动机振动发生器的控制器确定的信息、或者从车辆中的另一控制器输入到虚拟发动机振动发生器的控制器的信息。
具体地，在驾驶变量信息项中，驾驶员输入信息可以是驾驶员踏板输入值，驾驶员踏板输入值可以是加速踏板输入值和制动踏板输入值。这里，加速踏板输入值(APS值)通过驾驶员操纵加速踏板而获得，并且可以是由加速踏板检测器(APS)检测到的信息，如下所述。此外，制动踏板输入值(BPS值)通过驾驶员操纵制动踏板获得，并且可以是由制动踏板检测器(BPS)检测到的信息，如下所述。
在驾驶变量信息项中，驾驶状态信息可以包括电机扭矩和驱动系统速度。这里，电机扭矩可以是基于从车辆收集的车辆驾驶信息由控制器确定的电机扭矩指令。更具体地，电机扭矩可以是由基本扭矩指令产生单元(图2中的附图标记“21”)确定和产生的基本电机扭矩指令，如下所述。
可以根据驾驶变量信息确定基本电机扭矩指令，并且确定和产生用于控制电动车辆中驱动电机的扭矩输出的基本电机扭矩指令的方法和过程在相关技术中是已知的，因此将不再对此进行详细描述。
驱动系统速度可包括电机速度，电机速度是由速度检测器测量的实际电机速度。这里，速度检测器可以是安装在驱动电机上的解算器，如下所述。此外，驱动系统速度可以包括驱动轮速度，并且在这种情况下，速度检测器可以是安装在驱动轮上的轮速传感器。此外，驱动系统速度可以包括驱动轴速度。如上所述，本公开中的驱动系统速度可以定义为包括电机、减速器、驱动轴和驱动轮的车辆驱动系统的任意位置处的转速。
此外，在本公开的一种形式中，振动扭矩指令可被确定为如上所述的实际驱动变量的函数，振动扭矩指令可被确定为从实际驾驶变量值确定的内燃机中的虚拟状态变量的函数，或者振动扭矩指令可被确定为实际驱动变量和虚拟状态变量的函数。
在本公开的一种形式中，预设虚拟内燃机模型可用于从电动车辆中的实际驾驶变量值获取内燃机中的虚拟状态变量值。
在本公开的一种形式中，当使用包括虚拟发动机和虚拟变速器的虚拟内燃机模型时，虚拟发动机速度成为虚拟变速器的输入速度。该虚拟发动机速度可以计算为由速度检测器检测到的驱动系统速度的可变倍数，其中驱动系统速度可以是电机速度。在这种情况下，与电机速度相乘以计算虚拟发动机速度的系数值可以是根据虚拟变速器和传动比模型以及虚拟当前档位而确定的值。
在无多级变速器的电动车辆中，已知了一种用于产生电动车辆的虚拟变速器感觉的控制方法，使得可以通过驱动电机的扭矩控制来产生和实现多级变速感觉。此外，已知了在用于产生电动车辆的虚拟变速器感觉的控制过程中，使用虚拟发动机速度作为虚拟状态变量之一来产生和实现多级变速感觉。
因此，根据本发明，作为用于产生和实现多级变速感觉的虚拟状态变量之一的虚拟发动机速度可以用作产生虚拟内燃机振动的虚拟状态变量。在本公开的一种形式中，虚拟振动控制器可以使用虚拟车速和虚拟当前传动比信息来确定虚拟发动机速度。
这里，通过使用虚拟最终减速传动比和作为实际驱动变量之一的实际电机速度，虚拟车速可以计算为与实际电机速度成正比的值，其中虚拟最终减速传动比是在虚拟振动控制器中预设的值。在本公开的一种形式中，可以使用在车辆驾驶期间测量的实际电机速度和虚拟最终减速传动比来计算虚拟车速，并且可以通过虚拟车速来实时计算虚拟发动机速度。
在这种情况下，可以根据通过将虚拟车速和虚拟当前档位的虚拟传动比相乘而获取的值来获得虚拟发动机速度，或者可以根据通过将驱动系统速度(例如电机速度)和虚拟当前档位的虚拟传动比相乘而获取的值来获得虚拟发动机速度。
此外，可以根据虚拟振动控制器中预设的传输时间表图从虚拟车速和加速踏板输入值(APS值)来确定虚拟当前变速级。当如上所述确定虚拟当前变速级时，可以使用对应于变速级的虚拟传动比和虚拟车速或电机速度实时计算虚拟发动机速度。
通过在虚拟内燃机(发动机)模型中输入驱动变量而确定的虚拟状态变量单独使用或与驱动变量一起使用，以确定振动扭矩指令。在产生振动扭矩指令时，在确定虚拟振动特性之后，确定具有所确定的虚拟振动特性的最终振动扭矩指令。这里，虚拟振动特性可以包括振动频率和振动水平(或振幅)。
随后，将如上所述确定的振动扭矩指令与原始电机扭矩指令相加，然后根据相加后的最终电机扭矩指令控制电机的操作，以通过电机产生扭矩。结果，可以产生诸如实际内燃机振动的虚拟振动。
在本公开的一种形式中，振动扭矩指令变成用于产生虚拟内燃机振动的校正扭矩指令。此外，原始电机扭矩指令是与根据驾驶员的驾驶输入值确定的驾驶员请求扭矩对应的指令，即，基本电机扭矩指令，其成为校正前的电机扭矩指令。此外，在本公开中，校正原始电机扭矩指令可以意味着将振动扭矩指令与原始电机扭矩指令相加。此时，相加的最终电机扭矩指令成为校正后的电机扭矩指令。
在下文中，将参照以下附图更详细地描述根据本公开的一种形式的产生虚拟振动的方法。
图2是示出根据本公开的一种形式的用于执行虚拟发动机振动产生过程的设备的配置的框图，图3是示出根据本公开的一种形式的产生虚拟发动机振动的过程的流程图。
如图2所示，用于执行虚拟内燃机振动产生过程的设备包括：检测车辆驾驶信息(其为驾驶变量信息)的驾驶信息检测器12、基于由驾驶信息检测器12检测的车辆驾驶信息产生并输出扭矩指令的第一控制器20、以及根据从第一控制器20输出的扭矩指令控制驱动装置41的操作的第二控制器30。
此外，用于执行虚拟内燃机振动产生过程的设备还可以包括接口单元11，该接口单元11设置成允许驾驶员选择性地输入开启或关闭虚拟内燃机振动产生功能。
虽然控制器示为分成第一控制器20和第二控制器30，但是振动产生控制过程和车辆驱动控制过程可以由单个集成控制器来执行，而不是由多个控制器来执行。
单个集成控制器和单独控制器可以统称为控制器，并且如下所述用于产生虚拟内燃机振动的控制过程可以由该控制器执行。例如，后述形式的第一控制器20和第二控制器30可以统称为控制器。
接口单元11可以是任何类型的接口单元，只要其具有使驾驶员操纵开启和关闭在车辆中产生虚拟内燃机振动的功能即可。例如，接口单元可以是例如设置在车辆中的按钮或开关之类的操作装置，或者音频、视频、导航(AVN)系统的输入装置或触摸屏。
接口单元11可以连接到第一控制器20，更具体地，连接到第一控制器20中的虚拟振动控制单元22，这将在下文中描述。因此，当驾驶员通过接口单元11操纵开启或关闭操作时，来自接口单元11的打开或关闭信号可输入到第一控制器20的虚拟振动控制单元22。结果，第一控制器20的虚拟振动控制单元22能够识别驾驶员对虚拟内燃机振动产生功能的开启或关闭操作状态(参见图3中的步骤S1)。
在本公开中，仅当驾驶员通过接口单元11输入开启操作时，才执行在车辆驾驶期间产生虚拟内燃机振动的功能。此外，接口单元11可以是设置在车辆中的车载输入装置，或者接口单元可以是移动装置，驾驶员可以通过该移动装置输入虚拟内燃机振动产生功能的开启/关闭操作。移动装置需要通信地连接到车载装置，例如第一控制器20，并且为此目的，使用了用于在移动装置和第一控制器20之间进行通信的输入/输出通信接口。
驾驶信息检测器12是检测车辆驾驶信息(驾驶变量信息)以执行虚拟内燃机振动产生功能并检测车辆驾驶信息(驾驶变量信息)以在车辆中产生基本电机扭矩指令的单元。在本公开的一种形式中，驾驶信息检测器12包括根据驾驶员的加速踏板操作检测加速踏板输入信息(加速踏板输入值)的加速踏板检测单元、根据驾驶员的制动踏板操作检测制动踏板输入信息(制动踏板输入值)的制动踏板检测单元、以及检测车辆驱动系统速度的速度检测单元。
这里，加速踏板检测单元可以是安装在加速踏板上以根据驾驶员的加速踏板操作状态输出电信号的传统加速踏板位置传感器(APS)。制动踏板检测单元可以是安装在制动踏板上以根据驾驶员的制动踏板操作状态输出电信号的传统制动踏板传感器(BPS)。
设置了速度检测单元以获得车辆驱动系统的速度信息，其中车辆驱动系统的速度信息可以包括电机速度，即驱动电机41的转速。在这种情况下，速度检测单元可以是安装在驱动电机41上的解算器。替代地，车辆驱动系统的速度信息可以包括驱动轮43的转速(驱动轮速度)，并且在这种情况下，速度检测单元可以是安装在驱动轮43上的轮速传感器。替代地，车辆驱动系统的速度信息可以包括驱动轴的转速(驱动轴速度)，并且在这种情况下，速度检测单元可以是能够检测驱动轴的转速的传感器。
此外，第一控制器20可以包括：基本扭矩指令产生单元21，从车辆驾驶信息确定并产生基本电机扭矩指令；虚拟振动控制单元22，使用实际驱动变量和虚拟状态变量中的一者或两者确定并产生校正扭矩指令(即，振动扭矩指令)，以产生用于虚拟内燃机振动的电机振动；以及最终扭矩指令产生单元23，通过利用校正的扭矩指令来校正基本电机扭矩指令而产生校正的最终电机扭矩指令。
基本电机扭矩指令是基于在驱动传统电动车辆期间收集的车辆驾驶信息确定和产生的电机扭矩指令，并且基本扭矩指令产生单元21可以是基于传统电动车辆的车辆驾驶信息产生电机扭矩指令的车辆控制单元(VCU)或其一部分。
此外，虚拟振动控制单元22是根据本公开的除了基本电机扭矩指令之外，还确定、产生和输出振动扭矩指令的新颖部件，振动扭矩指令是仅用于实现虚拟内燃机振动的校正扭矩指令。虚拟振动控制单元可以作为车辆控制器的一部分加入车辆控制器，或者可以作为独立于车辆控制器的控制元件来提供。
在本公开的一种形式中，虚拟振动控制单元22是执行用于实现虚拟内燃机振动的整体控制的控制元件，并且基于变量以及电动车辆中的实际驱动变量(驱动系统速度等)获取内燃机(虚拟内燃机模型)中的虚拟状态变量信息(参见图3中的步骤S2)。
另外，虚拟振动控制单元22使用实际驱动变量和虚拟状态变量中的一者或两者来确定虚拟振动特性(参见图3中的步骤S3)，并且根据所确定的虚拟振动特性信息来确定和产生用于产生虚拟内燃机振动的最终校正扭矩指令(振动扭矩指令)。
在最终扭矩指令产生单元23中，通过从虚拟振动控制单元22输入的校正扭矩指令来校正从基本扭矩指令产生单元21输入的基本电机扭矩指令，并且可以通过将校正的振动扭矩指令和基本电机扭矩指令相加来计算最终电机扭矩指令。
第二控制器30接收从第一控制器20传送的扭矩指令，即由第一控制器20的最终扭矩指令产生单元23确定的最终电机扭矩指令，以便控制驱动装置41的操作。这里，驱动装置41是连接到驱动轮43以驱动车辆的驱动电机41。此时，第二控制器30可以是已知的电机控制单元(MCU)，其通过逆变器来驱动驱动电机41并控制传统电动车辆中驱动电机41的驱动。
在本公开的一种形式中，用于产生虚拟内燃机振动的振动扭矩指令用于将虚拟内燃机振动传递给电机的扭矩，以便产生与虚拟振动特性匹配的电机扭矩轻微颤动。振动扭矩指令的指令值可以以具有预定频率(或周期)和振幅(振动幅度)的波形波动。也就是说，振动扭矩指令的指令值可以与虚拟振动特性相关联，并且例如可以与虚拟振动特性中的振动频率(或周期)和振幅(振动幅度)相对应。
在本公开的一种形式中，由作为驱动装置41的电机输出的扭矩和旋转力被减速器42减小，然后传递到驱动轮43，如图2所示。当根据由如上所述的振动扭矩指令校正的最终电机扭矩指令控制电机41的驱动时，电机扭矩与虚拟内燃机振动一起输出。
在图3中，在通过根据具有虚拟振动特性的振动扭矩指令校正基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令之后，在步骤S4检查电机状态是否处于正常操作状态，在步骤S5检查齿轮传动状态，然后在步骤S6根据最终电机扭矩指令控制电机41的驱动，从而提供振动效果。
同时，在第一控制器20的虚拟振动控制单元22中，可以通过使用如上所述的实际驱动变量和虚拟状态变量来确定虚拟振动特性，例如，基于电机扭矩和电机速度来确定虚拟振动特性，并且根据所确定的虚拟振动特性来确定用于产生虚拟内燃机振动的振动扭矩指令。
图4是示出根据本公开的一种形式，基于根据驱动系统速度信息确定的振动幅度产生用于实现虚拟内燃机振动的最终电机扭矩指令的状态的图。如图4所示，当确定基本电机扭矩指令并且实时检测电机速度时，可以根据检测到的电机速度来确定虚拟振动特性中的振动幅度。随后，当确定了具有所确定的振动幅度的振动扭矩指令时，可以通过用振动扭矩指令校正基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令。此时，最终电机扭矩指令可以确定为通过将振动扭矩指令与基本电机扭矩指令相加而获取的值。
在图4的形式中，根据作为驱动系统速度的电机速度确定虚拟振动特性中的振动幅度，并且该电机速度可以由车速或作为虚拟驱动系统速度的虚拟发动机速度代替。这里，车速可以是由传感器检测到的实际车速，或者是通过使用实际电机速度(实际驱动系统速度)和虚拟最终减速传动比计算为与实际电机速度成正比的值的虚拟车速，如上所述。由于车速还与驱动系统速度(例如电机速度)相关，因此根据本公开，车速可以用作实现虚拟内燃机振动的速度信息。
图5示出了根据驱动系统速度信息的振动幅度，其中驱动系统速度可以是：实际电机速度，即实际驱动系统速度，或者是虚拟发动机速度，即虚拟驱动系统速度，或者是车速，如上所述。
此外，如稍后将描述，可以设定使用驱动系统速度和驱动系统扭矩(电机扭矩、APS值等)信息来确定振动幅度(参考关于图10的描述)。也就是说，根据实际电机速度确定的振动幅度和根据电机扭矩指令确定的振动幅度都可以用于产生振动扭矩指令。
在本公开的一种形式中，随着驱动系统速度增加，可以确定振动幅度为较小的值。为了根据驱动系统速度信息确定作为虚拟振动特性的振动幅度，可以预先将限定速度和振动幅度之间的相关性的设置信息输入并存储在控制器中。这里，设置信息可以是能够使用速度作为输入来确定振动幅度的映射图、图表或函数公式。
参照图5，示出了将振动幅度设定为与速度相应的值的图，并且可以看出速度越高，设定的振动幅度越小。利用该图，可以确定根据当前驱动系统速度(电机速度)的振动幅度。此外，当虚拟发动机速度处于怠速状态或当车速处于静止状态时，可以通过将振动幅度设定为设定的最大值来虚拟地产生发动机怠速振动。
图6是示出根据本公开的另一种形式的基于根据驱动系统速度信息确定的振动幅度产生用于实现虚拟内燃机振动的最终电机扭矩指令的状态的图。在图6的形式中，如同在图4的形式中一样，当确定基本电机扭矩指令并且实时检测电机速度时，可以根据检测到的电机速度确定虚拟振动特性中的振动幅度。随后，当确定了具有所确定的振动幅度的振动扭矩指令时，可以通过用振动扭矩指令校正基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令。此时，可以将最终电机扭矩指令确定为通过将振动扭矩指令与基本电机扭矩指令相加而获取的值。
在图6的形式中，将振动幅度确定为表示二次振动系统的共振。通常，振幅(振动幅度)在共振区域内的速度处增加，然后随着速度离开共振区域而减小。鉴于这种现象，当驱动系统速度(上述实际速度或虚拟速度)在预定区域内时，可以将振动幅度可以增大到设定值然后减小。
图7是示出根据本公开的一种形式根据速度设定振动幅度以表示二次振动系统的共振的实例的图。在图7中，速度可以是虚拟发动机速度。如图7所示，当虚拟发动机速度处于设定为相对低(小)速度范围的第一区域内时，振动幅度可设定为快速增大到第一设定值然后减小。此外，当虚拟发动机速度处于设定为相对高(大)速度范围的第二区域内时，振动幅度可设定为快速增大到第二设定值然后减小。
在这种情况下，可将第一区域设定为内燃机的怠速区域，将第二区域设定为发生二次固有振动的速度区域。此外，第一设定值和第二设定值可以是相同或不同的值。因此，当虚拟发动机速度处于怠速区域时，可以产生第一固有振动，并且随着虚拟发动机速度增加，也可以产生对应于第二固有振动的效果。
再次参考图6，如在图7的实例中，当确定了能够表示二次振动系统的共振的振动幅度时，可确定具有所确定的振动幅度的振动扭矩指令，然后可以通过用振动扭矩指令校正基本电机扭矩指令来确定最终的电机扭矩指令。此时，可以将最终电机扭矩指令确定为通过将振动扭矩指令与基本电机扭矩指令相加而获取的值。
在图7中，除了虚拟发动机速度之外，该速度还可以是电机速度，也就是驱动系统速度，或车速。这里，车速可以是由速度检测单元检测到的实际车速，或者可以是通过使用如上所述的实际电机速度和虚拟最终减速传动比计算为与实际电机速度成正比的值的虚拟车速。
图8是示出根据本公开的另一种形式的基于根据实际驾驶变量信息中的驱动系统扭矩确定的振动幅度产生用于实现虚拟内燃机振动的最终电机扭矩指令的状态的图。如图所示，在确定用于实现虚拟内燃机振动的振动扭矩指令的虚拟振动特性时，可以基于驱动系统扭矩来确定虚拟振动特性中的振动幅度。
这里，驱动系统扭矩可以是电机扭矩，也可以是电机扭矩指令。具体地，电机扭矩可以是由基本扭矩指令产生单元22产生的基本电机扭矩指令。此外，电机扭矩可以由加速踏板输入值(APS值)代替。换句话说，可以基于加速踏板输入值来确定作为虚拟振动特性的振动幅度。此外，电机扭矩可以由负载值代替。
通常，随着内燃机负荷的增加，燃料喷射量和爆炸力增加，传递到车身的振动也可能增加。为了虚拟地产生这种振动效果，当对应于指令或加速踏板输入值的电机扭矩或负载值较大时，可将作为虚拟振动特性的振动幅度设定为较大值。此外，由于在发动机制动操作时无燃料喷射或爆炸，为了表示振动较小的效果，当电机扭矩为零或再生扭矩为负扭矩时，可将振动幅度设定为较小的值。
图9是示出根据本公开的一种形式，在根据驱动系统速度信息确定虚拟振动特性之后，基于虚拟振动特性中的振动频率产生用于实现虚拟内燃机振动的最终电机扭矩指令的状态的图。振动频率(或周期)是产生更真实的虚拟振动的基本要素。在本公开中，可以基于驱动系统速度来确定虚拟振动特性的振动频率，驱动系统速度是实际的驾驶变量信息。
这里，作为确定振动频率的实际驾驶变量信息的驱动系统速度可以是由速度检测单元检测的实际电机速度。此时，电机速度可以由车速代替。替代地，可以基于作为虚拟状态变量信息的虚拟发动机速度来确定振动频率，该虚拟发动机速度是虚拟驱动系统速度。车速可以是由速度检测单元检测的实际车速(实际驾驶变量信息)，或者是通过使用如上所述的实际电机速度和虚拟最终减速传动比计算为与实际电机速度成正比的值的虚拟车速(虚拟状态变量)。由于车速还与驱动系统速度(例如电机速度)相关，因此根据本公开，车速可以用作实现虚拟内燃机振动的速度信息。
由于内燃机的振动随着转速(rpm)的增加而(更快地)增加，因此也可以确定虚拟振动特性中的振动频率随着实际驱动系统速度或虚拟驱动系统速度的增加而具有更大的值。也就是说，如图9所示，随着电机速度增加，振动频率可以成比例地增加。
另外，如图9所示，当确定基本电机扭矩指令并且实时检测电机速度时，可以根据检测到的电机速度来确定虚拟振动特性中的振动频率。随后，当确定了具有所确定的振动频率的振动扭矩指令时，可以通过用振动扭矩指令校正基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令。此时，可以将最终电机扭矩指令确定为通过将振动扭矩指令与基本电机扭矩指令相加而获取的值。
接下来，图10是图示根据本公开的确定虚拟振动特性的另一种方法的图，其中可以同时确定和应用多个虚拟振动特性。也就是说，例如，可以通过同时使用驱动系统速度(例如，实际电机速度或虚拟发动机速度)和驱动系统扭矩(例如，基本电机扭矩指令或加速踏板输入值)来确定虚拟振动特性中的振动幅度。
例如，如上所述，在基于驱动系统速度确定振动幅度并基于驱动系统扭矩确定振动幅度之后，可以根据基于驱动系统速度的振动幅度和基于驱动系统扭矩的扭矩幅度确定最终振动幅度。在这种情况下，可以通过将基于驱动系统速度的振动幅度与基于驱动系统扭矩的振动幅度相乘来确定最终振动幅度。
在这种情况下，可以由驱动系统速度确定振动频率，如图9中所述。例如，可以根据电机速度确定振动频率，并且电机速度越大，可以确定振动频率越大。
在基于驱动系统速度和驱动系统扭矩确定振动幅度时，驱动系统速度可以是由速度检测单元检测的实际驱动系统速度，或者根据实际驱动系统速度确定的虚拟驱动系统速度，或车速，如上所述。此外，驱动系统扭矩可以是作为电机扭矩或加速踏板输入值(APS值)的基本电机扭矩指令。
因此，当如上所述确定了振动幅度和振动频率时，可确定具有确定的振动幅度和振动频率的振动扭矩指令，然后可以通过用振动扭矩指令校正基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令。此时，最终电机扭矩指令可以确定为通过将振动扭矩指令与基本电机扭矩指令相加而获取的值。
通过这种方式，在使用多个虚拟振动特性确定振动扭矩指令之后，可以使用基本电机扭矩指令和振动扭矩指令来确定和产生最终电机扭矩指令，然后可以根据所产生的最终电机扭矩指令来控制驱动电机的操作，从而可以由驱动电机产生虚拟内燃机振动。
虽然已经详细描述了本公开的各种形式，但是本公开的范围不限于上述形式，并且本领域技术人员使用在以下权利要求中限定的本公开的基本概念进行的各种修改和改变也包括在本公开的范围内。

Claims (15)

1.一种在电动车辆中使用控制器产生虚拟内燃机振动的方法，所述方法包括以下步骤：
收集驾驶变量信息；
基于收集的所述驾驶变量信息确定虚拟内燃机振动特性；
对具有所确定的虚拟内燃机振动特性的振动扭矩指令进行确定；
使用从收集的所述驾驶变量信息和所确定的振动扭矩指令确定的基本电机扭矩指令来确定最终电机扭矩指令；以及
根据所确定的最终电机扭矩指令来控制车辆驱动电机的操作。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述虚拟内燃机振动特性包括振动频率和振动幅度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定所述虚拟内燃机振动特性时，用于确定所述虚拟内燃机振动特性的所述驾驶变量信息是以下项中的一者：由所述车辆中的速度检测单元检测到的实际驱动系统速度、从所述实际驱动系统速度确定的虚拟驱动系统速度以及车速。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述虚拟驱动系统速度是虚拟发动机速度，并且所述虚拟发动机速度被确定为所述实际驱动系统速度的倍数值。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述实际驱动系统速度为：作为驱动电机的转速的电机速度、驱动轮的轮速或者驱动轴速度。
6.根据权利要求3所述的方法，其中，所述虚拟内燃机振动特性包括振动幅度，并且
其中，在确定所述虚拟内燃机振动特性时，所述振动幅度被确定为随着所述实际驱动系统速度、所述虚拟驱动系统速度或者所述车速的变大而变小。
7.根据权利要求3所述的方法，其中，所述虚拟内燃机振动特性包括振动频率，并且
在确定所述虚拟内燃机振动特性时，所述振动频率被确定为随着所述实际驱动系统速度、所述虚拟驱动系统速度或者所述车速的变大而变大。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述虚拟内燃机振动特性包括振动幅度，并且
在确定所述虚拟内燃机振动特性时，当所述实际驱动系统速度、所述虚拟驱动系统速度或者所述车速在预定区域内时，所述振动幅度被确定为先增大到设定值然后减小。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括：
随着所述实际驱动系统速度或所述虚拟驱动系统速度增加，由所述控制器产生对应于二次固有振动的效果，
其中，在确定所述虚拟内燃机振动特性时，
当所述实际驱动系统速度或所述虚拟驱动系统速度在限定为相对较低速度范围的第一区域内时，所述振动幅度被确定为先增大到第一预定设定值然后减小，并且
当所述实际驱动系统速度或所述虚拟驱动系统速度在限定为速度范围高于所述第一区域的第二区域内时，所述振动幅度被确定为先增大到第二预定设定值然后减小。
10.根据权利要求3所述的方法，其中，所述车速是通过传感器检测到的实际车速或者是从所述实际驱动系统速度获取的虚拟车速。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定所述虚拟内燃机振动特性时，所述驾驶变量信息包括从基于驾驶员的加速踏板操作确定的加速踏板输入值和基本电机扭矩指令中选择的一者。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述虚拟内燃机振动特性包括振动幅度，并且
在确定所述虚拟内燃机振动特性时，所述振动幅度被确定为随着所述加速踏板输入值或者所述基本电机扭矩指令的变大而变大。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述虚拟内燃机振动特性包括振动频率，并且
在确定所述虚拟内燃机振动特性时，所述振动频率被确定为随着所述加速踏板输入值或者所述基本电机扭矩指令变大而变大。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，在确定所述虚拟内燃机振动特性时，所述驾驶变量信息包括：
从由所述车辆中的速度检测单元检测到的实际驱动系统速度、从所述实际驱动系统速度确定的虚拟驱动系统速度以及车速中选择的一者的速度信息；以及
从基于驾驶员的加速踏板操作确定的加速踏板输入值和所述基本电机扭矩指令中选择的一者的信息，并且
其中，所述虚拟内燃机振动特性包括振动频率和振动幅度。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，在确定所述虚拟内燃机振动特性时，通过将从选择的所述速度信息确定的振动幅度乘以从所述加速踏板输入值或所述基本电机扭矩指令确定的振动幅度，来确定最终振动幅度，并且
所述振动频率根据选择的所述速度信息、所述加速踏板输入值或者所述基本电机扭矩指令来确定。
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