CN114684141A - 车辆驱动装置的扭矩控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆驱动装置的扭矩控制方法车辆驱动装置的扭矩控制方法包括以下步骤：控制器根据从车辆收集的车辆驾驶信息估计车辆驱动系统的速度，并计算实际测量的驱动系统的测量速度与估计的驱动系统的估计速度之间的速度差；控制器根据车辆驾驶信息确定标称斜率限制值；控制器根据计算出的速度差确定所需实时斜率校正量；控制器基于所确定的标称斜率限制值和所需实时斜率校正量来确定扭矩指令变化量；以及控制器通过确定的扭矩指令变化量来校正先前控制周期的校正后扭矩指令，从而确定当前控制周期的校正后扭矩指令。

Description

车辆驱动装置的扭矩控制方法
技术领域
本发明涉及一种车辆驱动装置的扭矩控制方法，更具体地，涉及一种车辆驱动装置的扭矩控制方法，该方法能够减少开发用于生成并控制车辆驱动装置的扭矩的控制器所需的工时，并且可以根据情况调节扭矩变化量。
背景技术
车辆的驱动系统需要根据驾驶员通过车辆中的加速踏板或制动踏板等的驾驶输入值或通过高级驾驶员辅助系统(Advanced Driver Assistance System，ADAS)等的扭矩指令的输入值来产生相应的驱动力。此时，可能需要改变驱动力，然而当驱动力被设置为过快地变化时，可能会发生由于驱动轴扭转或齿轮齿隙(backlash)引起的冲击问题或由于扭矩突然变化引起的冲击导致驾驶性降低的问题。
相反，当驱动力的变化被过度限制时，产生驾驶员或ADAS控制器所需的驱动力可能会花费过多的时间，因此，车辆的行为可能与驾驶员的意图不同。此外，可能会出现反应缓慢的问题，并且可能会出现无法应对车辆紧急情况的危险情况。因此，由于驱动力的突然变化而产生的噪音、振动和不平顺性(Noise,Vibration,and Harshness，NVH)问题的降低程度与确保车辆加速和减速反应性的程度相互冲突。
目前，在车辆中使用以各种条件作为因素的斜率限制(rate limit)和过滤器，以便为能够解决这种冲突关系的驱动装置(发动机或驱动电机)生成最佳扭矩指令。此外，对于使用电机作为车辆的驱动源或其一部分的电动车辆，使用能够执行主动反馈扭矩校正控制以抑制使用电机已经产生的振动的控制器。然而，为了开发这种的控制器，需要过多的开发工时。
此外，在采用后扭矩校正方式的情况下可能出现的问题是，在扭矩的校正量过大的情况下，可能出现振动发散。为了防止在校正后出现这种扭矩信号发散现象，需要针对每种情况设置振动量的差异化策略。然而，这导致需要针对每种情况调节的校准(calibration)次数增加，因此开发工时增加。
现有技术中的扭矩校正方法都是后扭矩校正方法，并且用于防止校正后扭矩信号发散的校准设置策略等尚未公开。
发明内容
(一)要解决的技术问题
因此，本发明是为了解决如上所述的问题而创造的，本发明的目的在于提供一种车辆驱动装置的扭矩控制方法，该方法能够使车辆的控制器可以自主地控制驱动装置的扭矩指令斜率，从而可以减少开发用于生成并控制扭矩的控制器所需要的过多的开发工时，并且可以根据情况设置专门的扭矩变化量，同时消除扭矩信号发散的危险。
本发明的目的不限于以上提及的目的，本发明所属技术领域的普通技术人员可以通过以下记载清楚地理解未提及的其他目的。
(二)技术方案
为实现上述目的，根据本发明的实施例，提供一种车辆驱动装置的扭矩控制方法，其包括以下步骤：控制器根据从车辆收集的车辆驾驶信息估计车辆驱动系统的速度并计算实际测量的驱动系统的测量速度与估计的驱动系统的估计速度之间的速度差；控制器根据车辆驾驶信息确定标称斜率限制值；控制器根据计算出的所述速度差确定所需实时斜率校正量；控制器基于确定的所述标称斜率限制值和所需实时斜率校正量来确定扭矩指令变化量；以及控制器通过确定的所述扭矩指令变化量来校正先前控制周期的校正后扭矩指令，从而确定当前控制周期的校正后扭矩指令。
其中，确定所述扭矩指令变化量的步骤可以包括以下步骤：使用确定的所述标称斜率限制值和所需实时斜率校正量来确定校正后斜率；确定防过冲用斜率限制值，所述防过冲用斜率限制值是根据车辆驾驶信息确定的当前控制周期的校正前扭矩指令与先前控制周期的校正后扭矩指令之间的差值；以及基于确定的所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值来确定扭矩指令变化量。
另外，所述防过冲用斜率限制值可以被确定为从当前控制周期的校正前扭矩指令减去先前控制周期的校正后扭矩指令的值。
另外，当所述防过冲用斜率限制值被确定为正(+)值并且所述标称斜率限制值被确定为正(+)值时，可以将所述标称斜率限制值与所述所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率，并且可以将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较小值确定为扭矩指令变化量。
另外，当所述防过冲用斜率限制值被确定为正(+)值并且所述标称斜率限制值被确定为正(+)值时，可以将所述标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率，并且可以将所述校正后斜率、所述标称斜率限制值和所述防过冲用斜率限制值中的最小值确定为扭矩指令变化量。
另外，当所述防过冲用斜率限制值被确定为负(-)值并且所述标称斜率限制值被确定为正(+)值时，可以将所述标称斜率限制值乘以“-1”以将标称斜率限制值改变为负(-)值，然后将改变为负(-)值的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率，并且可以将所述校正后斜率与所述防过冲用斜率限制值中的较大值确定为扭矩指令变化量。
另外，当所述防过冲用斜率限制值被确定为负(-)值并且所述标称斜率限制值被确定为正(+)值时，可以将所述标称斜率限制值乘以“-1”以将标称斜率限制值改变为负(-)值，然后将改变为负(-)值的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率，并且可以将所述校正后斜率、改变为负(-)值的所述标称斜率限制值和所述防过冲用斜率限制值中的最大值确定为扭矩指令变化量。
另外，所述防过冲用斜率限制值和所述标称斜率限制值均被确定为正(+)值和负(-)值中的彼此相同的正(+)值或负(-)值，可以将所述标称斜率限制值与所述所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率。
另外，当所述防过冲用斜率限制值为正(+)值时，可以将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较小值确定为扭矩指令变化量，当所述防过冲用斜率限制值为负(-)值时，可以将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较大值确定为扭矩指令变化量。
另外，可以将所述防过冲用斜率限制值和所述标称斜率限制值确定为正(+)值和负(-)值中的彼此相反的符号的值，可以将所述标称斜率限制值乘以“-1”以将标称斜率限制值的符号改变为相反的符号，然后将改变符号的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率。
另外，确定所述校正后斜率的步骤可以包括以下步骤：确定通过所需实时斜率校正量来校正确定的所述标称斜率限制值的斜率；以及基于反向斜率限制值限制通过所需实时斜率校正量来校正的斜率以确定校正后斜率。
另外，当所述防过冲用斜率限制值和所述反向斜率限制值均为正(+)值和负(-)值中的彼此相同的正(+)值或负(-)值时，反向斜率限制值可以乘以“-1”以将反向斜率限制值的符号改变为相反的符号，改变符号的所述反向斜率限制值可以用于限制通过所需实时斜率校正量来校正的斜率。
确定所述校正后斜率的步骤可以包括以下步骤：确定通过所需实时斜率校正量来校正确定的所述标称斜率限制值的斜率；以及将通过所需实时斜率校正量来校正的斜率限制在设置的最大斜率限制值和设置的最小斜率限制值之间的值，以确定所述校正后斜率。
另外，当所述防过冲用斜率限制值和所述最大斜率限制值是正(+)值和负(-)值中的彼此相反的符号的值时，可以将所述最大斜率限制值乘以“-1”以将最大斜率限制值的符号改变为相反的符号，当所述防过冲用斜率限制值和所述最小斜率限制值均为正(+)值和负(-)值中的彼此相同的符号的值时，可以将所述最小斜率限制值乘以“-1”以将最小斜率限制值的符号改变为相反的符号，可以确定被限制在改变符号的所述最大斜率限制值和改变符号的所述最小斜率限制值之间的值的所述校正后斜率。
另外，在计算所述速度差的步骤中，根据收集的所述车辆驾驶信息估计车辆驱动系统的速度的过程可以包括以下步骤：所述控制器的反馈计算单元输出以驱动系统的当前测量速度与先前控制周期的估计速度之间的速度差作为输入的反馈控制值；所述控制器的前馈计算单元根据车辆驾驶信息确定并输出驱动系统扭矩；将所述反馈计算单元的输出值与所述前馈计算单元的输出值相加，并利用惯性校正系数将相加值转换为驱动系统角加速度；以及根据对转换后的所述驱动系统角加速度进行积分而获得的驱动系统角速度和标称扭矩指令的变化率信息获得驱动系统的估计速度。
另外，所述反馈计算单元可以包括：P控制器和I控制器，以所述驱动系统的当前测量速度和先前控制周期的估计速度之间的速度差作为输入；以及第一求和计算单元，将所述P控制器的输出值和所述I控制器的输出值相加，并且将相加值输出为所述反馈控制值。
另外，所述前馈计算单元可以包括：加速模型单元，将校正系数应用于作为驱动扭矩指令的所述标称扭矩指令，以确定驱动扭矩值；制动模型单元，将校正系数应用于制动扭矩指令，以确定制动扭矩值；以及第二求和单元，将所述加速模型单元和所述制动模型单元的输出值相加，并且将相加值输出为所述驱动系统扭矩。
另外，在获得所述驱动系统的估计速度的步骤中，可以在通过校正系数校正所述标称扭矩指令的变化率之后与所述驱动系统角速度相加，并且可以根据相加值获得所述驱动系统的估计速度。
(三)有益效果
因此，根据本发明的车辆驱动装置的扭矩控制方法，可以确保对驾驶员输入(加速踏板和制动踏板操作)的反应性，并且可以抑制由于突然的扭矩(驱动力)变化而产生的噪音、振动和不平顺性(Noise,Vibration,and Harshness，NVH)问题。
此外，根据本发明，可以解决考虑多种因素为每种情况设置扭矩指令过滤器或斜率的麻烦，并且可以实时生成适合车辆状态的最佳扭矩指令。此外，根据本发明，提供了一种设置扭矩斜率的实时自动调节范围的方法，因此也可以预期开发效率的提高，例如可以提前防止由于扭矩发散而产生的振动，而无需逐一测试产生振动的可能性。
另外，在本发明中，反向斜率限制值被设置为负(-)值，因此，即使在校正后扭矩指令收敛于校正前扭矩指令之后，也可以根据实时齿隙校正的需要来校正扭矩指令。因此，可以实现感测由于齿隙引起的细微齿轮噪音(gear fine noise)并适当地减少扭矩指令等功能，由此可以预期额外的NVH抑制效果。
最重要的是，根据本发明，可以仅通过控制逻辑来实现上述效果，而无需改变硬件，由此可以提供一种在不增加成本的情况下提高车辆适销性的有效方法。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的执行扭矩控制过程的装置的配置的框图。
图2是示出根据本发明的实施例的扭矩控制过程的流程图。
图3是示出在本发明的实施例中计算速度差的第一控制器中的速度差计算单元的配置和速度差计算方法的图。
图4是示出根据本发明的第一实施例的扭矩指令校正方法的图。
图5a和图5b是示出在本发明的第一实施例中实时斜率可校正范围的图。
图6是示出根据本发明的第二实施例的扭矩指令校正方法的图。
图7a和图7b是示出在本发明的第二实施例中实时斜率可校正范围的图。
图8是示出根据本发明的第三实施例的扭矩指令校正方法的图。
图9是示出在本发明的第三实施例中实时斜率可校正范围的图。
图10是示出根据本发明的第四实施例的扭矩指令校正方法的图。
图11是示出在本发明的第四实施例中实时斜率可校正范围的图。
图12是示出根据本发明的第五实施例的扭矩指令校正方法的图。
图13是示出在本发明的第五实施例中实时斜率可校正范围的图。
图14是示出根据本发明的第六实施例的扭矩指令校正方法的图。
图15是示出在本发明的第六实施例中实时斜率可校正范围的图。
附图标记说明
10：第一控制器 11：速度差计算单元
12：反馈计算单元 12a：误差计算单元
12b：P控制器 12c：I控制器
12c’：误差积分器 12d：第一求和单元
13：前馈计算单元 13a：加速模型单元
13b：制动模型单元 13c：第二求和单元
14：观测值求和单元 15：校正单元
16：角加速度积分器 17：轴柔量模型单元
18：最终求和单元 20：第二控制器
30：驱动装置 31：传感器
40：减速器或变速器 50：驱动轮
101、102：转换单元 101a：第一转换单元
102a：第二转换单元 103、104：斜率限制单元
111：斜率校正单元 112：误差计算单元
113：变化量确定单元 114：指令校正单元
具体实施方式
在本发明的实施例中提出的特定结构或功能描述仅仅是为了说明根据本发明的概念的实施例而例示的，根据本发明的概念的实施例可以以各种形式实施，而不应解释为限定于本说明书中说明的实施例，并且应理解为包括本发明的思想和技术范围内的所有变更物、等同物和替代物。
另一方面，虽然在本发明中可以使用“第一”、“第二”等术语来描述各种组件，但是所述组件不受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个组件与其他组件区分开，例如，在不脱离根据本发明的概念的权利范围内，第一组件可以被命名为第二组件，类似地，第二组件可以被命名为第一组件。
当一个组件“连接到”或“耦合到”另一个组件时，应理解为可以直接连接到或耦合到另一个组件，或者中间还可以存在其他组件。另一方面，当一个组件“直接连接到”或“直接耦合到”另一个组件时，应理解为在中间不存在其他组件。描述组件之间关系的其他表述，例如“介于”和“直接在…之间”或“相邻于…”和“直接相邻于…”也应以相同的方式解释。
在整个说明书中，相同的附图标记指代相同的组件。本说明书中使用的术语仅用于说明实施例，并不用于限制本发明。在本说明书中，除非另有特别说明，单数的表示可以包括复数。在说明书中使用的“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”表示所提及的组件、步骤、操作和/或元件的存在，并不排除一个以上的其他组件、步骤、操作和/或元件的存在或添加。
以下，参照附图详细说明本发明的实施例。
本发明涉及一种车辆驱动装置的扭矩控制方法，更具体地，涉及一种根据车辆驾驶条件调节车辆驱动装置的扭矩变化量(或斜率)的方法。在实际的车辆控制过程中，控制器生成扭矩指令以控制驱动装置的扭矩，因此，从控制的观点来看，驱动装置的扭矩控制和扭矩变化量的调节可以指确定扭矩指令和调节扭矩指令变化量(或斜率)。在本发明中，根据车辆驾驶条件调节扭矩指令变化量，并且校正扭矩指令斜率以调节扭矩指令变化量。
根据本发明的控制方法可以适用于使用电机作为车辆驱动源的电动车辆。即，根据本发明的控制方法可以适用于使用电机行驶的纯电动车辆或燃料电池车辆，或者使用电机和发动机(内燃机)行驶的混合动力车辆中。
在本发明中，计算车辆的驱动系统的实际速度(测量速度)与驱动系统的去除了扭转和齿隙等需防止的因素的参考速度(估计速度)之间的差值，并且使用该差值的函数来调整或限制扭矩变化量(或作为变化率的扭矩斜率)。其中，车辆的驱动系统包括电机或包括电机和发动机，驱动系统的速度可以是电机的转速或发动机的转速。
计算驱动系统的实际速度和参考速度以及它们之间的差值的各种方法是已知的。一般的方法是，将考虑传动比的从车轮速度换算的电机的估计速度(参考速度或模型速度)与电机的实际速度(测量速度)进行比较以获得它们之间的差值。
即，计算基于“电机的实际速度-车轮速度×有效传动比”的速度差值，并将其用于扭矩校正(扭矩指令的校正)。所述电机的实际速度和车轮速度均是通过传感器检测到的实际测量值。
此外，在本发明中，作为限制扭矩斜率的方法，提出了一种结合使用基于标称(nominal)值的方法和基于实时齿隙反馈的方法来校正扭矩指令的方法。其中，可以使用已知方法作为计算用于实时反馈驱动的速度差值(对应于齿隙的值)的方法。
所述标称值是指根据电机的速度和扭矩通过映射或函数预设的值。基于标称值的扭矩校正方法使用在后面描述的标称(nominal)斜率限制值，在这种方法中，没有信号发散的危险并且反应速度快，但是，难以实时执行针对每种情况优化的行为。
另一方面，在基于实时齿隙反馈的扭矩校正方法中，可以针对每种情况执行优化的行为，但是难以确保初始反应性。因此，考虑到上述特性，本发明公开了一种能够实现各扭矩形状校正方法的所有优点的新的扭矩校正方法。
在本发明中，扭矩是指驱动车辆的驱动装置的扭矩，例如电机的扭矩或发动机的扭矩和电机的扭矩。另外，从控制的观点来看，扭矩是指扭矩指令。此外，在本发明中，驱动装置的扭矩可以包括作为驱动方向(正(+)方向)扭矩的驱动扭矩和作为反向(负(-)方向)扭矩的再生扭矩。
此外，扭矩变化率可以是扭矩变化的斜率，并且扭矩变化率和扭矩斜率可以指扭矩指令变化率和扭矩指令斜率。在本发明中，同时考虑基于映射(基于标称值)的方法和基于实时反馈的方法来限制扭矩斜率。
图1是示出本发明的执行扭矩控制过程的车载装置的配置的框图。参照图1，用于执行扭矩控制过程的装置可以包括：第一控制器10，根据从车辆收集的车辆驾驶信息确定并生成扭矩指令；第二控制器20，接收从第一控制器10输出的扭矩指令并控制驱动装置30的操作；以及驱动装置30，其为车辆的驱动源，并且该驱动装置30的操作由第二控制器20控制。
在一般的电动车辆中，所述扭矩指令是根据在行驶过程中收集的车辆驾驶信息来确定和生成的。其中，车辆驾驶信息可以是传感器31检测并通过车辆网络输入到第一控制器10的传感器检测信息。所述传感器31可以是检测驱动装置的速度的传感器，例如，传感器31可以是用于检测发动机的转速(发动机速度)的发动机转速传感器或者用于检测电机的转速(电机速度)的传感器。
检测电机转子的位置的旋转变压器(resolver)可以用作用于检测电机的转速的传感器。此外，传感器可以是检测驱动系统速度的传感器，其中，驱动系统速度可以是驱动装置30和驱动轮50之间的任意位置的部件的转速。例如，驱动系统速度不仅可以是发动机转速、电机转速，还可以是驱动轴的转速、变速器或减速器40的输入和输出位置处的转速或驱动轮50的转速。
或者，车辆驾驶信息可以是第一控制器10自行确定的信息或从车辆中的另一个控制器(例如，ADAS控制器)通过车辆网络输入到本发明的控制器中的信息(例如，所需扭矩信息)。第一控制器10可以是基于普通电动车辆中的车辆驾驶信息生成扭矩指令的车辆控制器(Vehicle Control Unit，VCU)或混合动力控制器(Hybrid Control Unit，HCU)。
在本发明的实施例中，第一控制器10根据车辆驾驶信息确定标称扭矩指令，并使用确定的所述标称扭矩指令和在后面描述的速度差(测量速度和估计速度之间的差值)生成最终扭矩指令。所述最终扭矩指令从第一控制器10传输到第二控制器20，并且第二控制器20根据从第一控制器10传输的最终扭矩指令来控制驱动装置30的操作。
驾驶员的加速踏板输入值即APS(Accelerator Position Sensor)值、驾驶员的制动踏板输入值即BPS(Brake pedal Position sensor)值、通过传感器检测到的驱动系统速度和通过传感器检测到的车速等可以选择性地用作用于确定和生成扭矩指令的车辆驾驶信息。在所述车辆驾驶信息中，加速踏板输入值和制动踏板输入值是驾驶员输入信息，通过传感器检测到的驱动系统速度和车速是车辆驾驶状态信息。
用于控制电动车辆中的驱动装置的操作的标称扭矩指令(在后面描述的校正前扭矩指令)的确定和生成方法以及其过程在本技术领域中是已知的，因此省略详细的描述。
另外，第二控制器20是根据第一控制器10生成并输出的扭矩指令(校正的最终扭矩指令)控制作为车辆驱动源的驱动装置30的操作的控制器，其可以包括已知的电机控制器(Motor Control Unit，MCU)，所述电机控制器在传统电动车辆中根据扭矩指令通过逆变器驱动作为驱动装置30的电机并控制电机的驱动。此外，第二控制器20可以进一步包括已知的发动机控制器(Engine Control Unit，ECU)，所述发动机控制器在混合动力车辆中根据扭矩指令控制作为驱动装置30的发动机的驱动。
在以下的说明中，将控制主体分为第一控制器和第二控制器来进行说明，然而，根据本发明的扭矩控制过程还可以通过集成的单个控制元件而不是多个控制器来执行。多个控制器和集成的单个控制元件可以统称为控制器，并且以下说明的本发明的扭矩控制过程可以由上述控制器执行。例如，所述控制器可以是第一控制器和第二控制器的统称。
另一方面，图2是示出根据本发明的实施例的扭矩控制过程的流程图。如图所示，根据本发明的实施例的车辆驱动装置的扭矩控制过程可以包括：控制器收集生成扭矩指令所需的车辆驾驶信息的步骤(S1)；基于车辆驾驶信息生成标称扭矩指令的步骤(S2)；计算实时速度差值的步骤(S3)；使用计算的所述速度差值和所述标称扭矩指令来确定扭矩指令斜率(或变化量)的步骤(S4)；以及应用确定的所述扭矩指令斜率(或变化量)来确定最终扭矩指令的步骤(S5)。这些过程可以由确定和生成扭矩指令的第一控制器10来执行。当如上所述确定最终扭矩指令时，执行第二控制器20根据最终扭矩指令控制驱动装置30的操作的步骤(S6)。
在根据本发明的实施例的车辆驱动装置的扭矩控制过程中，可以应用通过使用计算的所述速度差值即速度差的斜率(或变化率)限制过程来生成最终扭矩指令的方法。
首先，对计算速度差值(以下称为“速度差”)的方法进行详细说明。
图3是示出在本发明的实施例中计算速度差的第一控制器10中的速度差计算单元的配置和速度差计算方法的图。在本发明的实施例中，如图所示，可以使用观测器形式的速度差计算单元11来确定速度差。
在本发明的实施例中，要获得的速度差可以确定为通过传感器测量的作为驱动系统速度的测量速度与使用前馈和反馈方式估计的作为驱动系统速度的估计速度之间的差值。在此，驱动系统速度可以是电机速度，与测量速度比较以计算速度差的估计速度是参考速度。从驱动系统速度和车辆驾驶信息中获得并使用所述估计速度。
在本发明的实施例中，速度差计算单元11计算速度差的步骤可以包括从收集的车辆驾驶信息估计车辆的驱动系统速度的过程。此外，估计所述驱动系统速度的过程可以包括以下步骤：反馈计算单元12使用驱动系统的当前测量速度与先前控制周期的估计速度之间的速度差作为输入来输出反馈控制值；前馈计算单元13根据车辆驾驶信息确定并输出驱动系统扭矩；将反馈计算单元12的输出值与前馈计算单元13的输出值相加并使用惯性校正系数转换为驱动系统角加速度；以及根据通过对转换后的所述驱动系统角加速度进行积分获得的驱动系统角速度和标称扭矩指令的变化率信息来确定驱动系统的估计速度。
参照图3对装置的配置进行说明，在本发明的实施例中，速度差计算单元11可以包括反馈计算单元12和前馈计算单元13以确定驱动系统速度(估计速度)。在此，反馈计算单元12可以包括误差计算单元12a、P控制器12b、I控制器12c和第一求和单元12d。
所述误差计算单元12a接收在先前控制周期观测到的估计速度作为反馈值，该误差计算单元12a获得测量速度和在先前控制周期的估计速度之间的速度差。该速度差作为速度误差成为P控制器12b和I控制器12c的输入。另外，通过误差计算单元12a计算出的速度差成为本发明中通过速度差计算单元11获得的最终速度差。
P控制器12b将从误差计算单元12a输入的速度差(速度误差)乘以对应于P增益的校正系数获得的值输出到第一求和单元12d。另外，在I控制器12c中，从误差计算单元12a输入的速度差由误差积分器12c’积分，I控制器12c将通过将积分值乘以与I增益对应的校正系数而获得的值输出到第一求和单元12d。第一求和单元12d输出通过将P控制器12b的输出值和I控制器12c的输出值相加而获得的值，并且该相加值为反馈计算单元12的输出值。
可以使用图3所示的观测器配置计算速度差，当获得测量速度和测量速度的低通滤波器(Low Pass Filter，LPF)处理的速度差时，可以估计由于驱动系统的扭转或齿隙引起的速度差，但是由于LPF的特性而存在滞后(lag)。该配置可以是没有前馈计算单元的配置。此时，仅使用反馈计算单元，反馈计算单元可以根据需要选择性地使用P控制器和I控制器中的一种。
为了校正滤波器滞后(filter lag)，可以使用如图3所示的利用前馈项的观测器配置。前馈计算单元13可以包括基于驱动扭矩的加速模型单元13a、基于制动扭矩的制动模型单元13b和第二求和单元13c。
加速模型单元13a校正基于第一控制器10中的加速踏板输入值(APS值)确定的扭矩指令即标称扭矩指令，并且将校正的扭矩值输出到第二求和单元13c。在此，计算出的所述驱动扭矩值可以理解为车辆驱动轮轮端的驱动扭矩值。加速模型单元13a将标称扭矩指令换算为轮端的驱动扭矩值或与其对应的值，加速模型单元中的校正系数可以是电机与驱动轮之间的传动比或与传动比成正比的值。
制动模型单元13b校正第一控制器10中基于制动踏板输入值(BPS值)确定的扭矩指令即制动扭矩指令，并且将校正的制动扭矩(制动力)值输出到第二求和单元13c。在此，制动模型单元13b中的校正系数可以是制动液压和制动力之间的系数或与其相应的值。
此外，前馈计算单元13可以进一步包括附加模型单元，该附加模型单元将路面坡度或空气阻力等作为输入来确定扭矩值后将确定的所述扭矩(行驶负载)值输出到第二求和单元13c，并且可以进一步包括附加模型单元，该附加模型单元除了路面坡度或空气阻力之外，还使用与车辆的行驶阻力相关的输入变量来计算扭矩值后将计算出的扭矩值输出到第二求和单元13c。如上所述，在前馈计算单元13中，通过前馈方式获得并输出基于车辆驾驶信息的车辆扭矩值。
速度差计算单元11除了包括反馈计算单元12和前馈计算单元13之外，还可以进一步包括观测值求和单元14、校正单元15、角加速度积分器16、轴柔量模型单元17和最终求和单元18。如上所述，在速度差计算单元11中，反馈计算单元12的输出值和前馈计算单元13的输出值被输入到观测值求和单元14以进行相加。所述观测值求和单元14相加并输出的值为扭矩量纲值。
校正单元15根据惯性校正系数将如上所述观测值求和单元14相加并输出的值转换成角加速度。与车辆等效惯性有关的所述惯性校正系数被预设为与车辆等效惯性(总等效重量)成反比的值。在此，使用术语“等效”的原因是，在与车辆加速和减速相关的车辆总重量(质量)中，需要包括或相加对应于具有与线性运动元件不同的传动比和旋转元件的值。
在所述速度差计算单元11中，可以在校正单元15中将从观测值求和单元14输出的值除以等效惯性获得角加速度值，接着角加速度被输入到角加速度积分器16以进行积分。因此从角加速度积分器16输出角速度值，并且该角速度值被输入到最终求和单元18。
从与驱动轴的弹簧柔量相关的模型单元即轴柔量模型单元17输出的值可以被输入到所述最终求和单元18中以与从角加速度积分器16输出的角速度值相加。如上所述，在最终求和单元18中，将从角加速度积分器16输出的角速度值和从轴柔量模型单元17输出的值相加以获得最终估计速度值。
在所述轴柔量模型单元17中，输入标称扭矩指令的变化率，并且输出通过校正系数校正标称扭矩指令的变化率的值。在此，与有效弹簧常数(effective spring constant)(F＝kx中的“k”)相关的校正系数被预设为对应于有效弹簧常数的值。
在所述角加速度积分器16中，可以根据需要添加重置R，并且在需要换挡介入、驱动轮转换、静止状态校正等时使用重置，在重置时，积分器16中的速度被重置为测量速度。此时，上述的I控制器12c的误差积分器12c’被重置为0。
另一方面，作为本发明的实施例，对使用计算出的所述速度差校正扭矩指令的第一实施例进行详细说明。
在本发明中，扭矩指令是驱动装置30的扭矩指令，具体可以是驱动车辆的电机的扭矩指令或发动机的扭矩指令。另外，在本发明中，根据使用速度差校正的最终扭矩指令控制驱动装置30的操作。
在本发明中，在确定驱动装置的最终扭矩指令时，采用通过扭矩指令变化量来改变先前控制周期的最终扭矩指令以确定当前控制周期的最终扭矩指令的方式。另外，在确定扭矩指令变化量时，使用通过所述图3的配置计算出的速度差和标称扭矩指令(在后面描述的校正前扭矩指令)。
即，基于计算出的所述速度差和标称扭矩指令确定扭矩指令变化量，然后将确定的所述扭矩指令变化量应用于作为扭矩指令反馈值的先前控制周期的最终扭矩指令中，以确定通过扭矩指令变化量来改变的当前控制周期的最终扭矩指令。
在此，扭矩指令变化量可以指每个控制周期的变化量。另外，在以下描述中，标称扭矩指令将被称为校正前扭矩指令，最终扭矩指令将被称为校正后扭矩指令。
图4是示出根据本发明的第一实施例的扭矩指令校正方法的图，其示出校正扭矩指令的校正逻辑单元的配置。校正逻辑单元将校正前扭矩指令(Raw Torque，TqR)作为输入，并且将校正后扭矩指令(Corrected Torque，TqC)作为输出。校正逻辑单元最终输出的校正后扭矩指令是当前控制周期的最终扭矩指令，是根据设置的逻辑利用作为标称扭矩指令的校正前扭矩指令生成的最终扭矩指令，并且根据该扭矩指令控制驱动装置30的操作。
根据第一实施例的校正逻辑单元可以设置在图1的第一控制器10内部。如图4所示，校正逻辑单元可以包括斜率校正单元111、误差计算单元112、变化量确定单元113和指令校正单元114。
在第一实施例中，根据通过图3的配置计算的速度差来确定与其对应的所需实时斜率校正量，接着斜率校正单元111通过所需实时斜率校正量来校正预设的斜率限制值(以下称为“标称(nominal)斜率限制值”)，以确定校正后的斜率。此时，预设的斜率限制值可以是校正前的斜率。
此外，在本发明的第一实施例中，校正后的斜率用于确定扭矩指令变化量，此时，为了确定扭矩指令变化量，可以进一步使用可称为扭矩收敛误差的防过冲用斜率限制值RLim_OS。
在此，防过冲用斜率限制值RLim_OS是当前控制周期的校正前扭矩指令TqR与先前控制周期的校正后扭矩指令的差值。更具体地，可以将防过冲用斜率限制值RLim_OS定义为通过从当前控制周期的校正前扭矩指令TqR减去先前控制周期的校正后扭矩指令TqC而获得的差值。此时，先前控制周期的校正后扭矩指令TqC为图4的校正逻辑单元在前一控制周期最终确定后反馈以校正当前控制周期的扭矩指令的扭矩指令反馈值。
在本发明的第一实施例中，防过冲用斜率限制值RLim_OS由误差计算单元112确定，并且该误差计算单元112将当前控制周期的校正前扭矩指令TqR和先前控制周期的校正后扭矩指令TqC作为输入计算出作为两个指令之间的差值的防过冲用斜率限制值RLim_OS。
如上所述，在本发明的第一实施例中，使用作为校正前的斜率的标称(nominal)斜率限制值、所需实时斜率校正量和防过冲用斜率限制值RLim_OS来确定扭矩指令变化量。
在本发明的第一实施例中，标称斜率限制值是基于车辆驾驶状态设置的限制值，并且是基于当前车辆驾驶信息通过作为设置数据的映射或函数等确定的限制值。在此，车辆驾驶信息可以是电机(或发动机)的速度或扭矩，或者电机(或发动机)的速度和扭矩。此时，确定为基于电机(或发动机)的速度或扭矩的值，或者基于电机的速度和扭矩的值的标称斜率限制值是通过映射或函数等预设的限制值。在此，扭矩可以是先前控制周期的校正后扭矩指令。
因此，基于当前车辆驾驶信息的标称斜率限制值可以由具有设置为基于车辆驾驶信息的值的限制值的映射或函数确定，并且确定的标称斜率限制值可以用作用于扭矩指令校正的输入。
所需实时斜率校正量可以确定为与通过图3的配置计算的速度差对应的值，此时，可以利用作为预设数据的映射或函数等来根据速度差确定与其对应的所需实时斜率校正量。在本发明的第一实施例中，所需实时斜率校正量用于校正标称斜率限制值即限制值的斜率，斜率校正单元111可以将标称斜率限制值和所需实时斜率校正量相加，并且可以将该相加值确定为校正后斜率。
校正前扭矩指令TqR是在图1的配置中第一控制器10确定的当前控制周期的标称扭矩指令。另外，作为另一个输入使用以校正扭矩指令的校正后扭矩指令TqC是先前控制周期的校正后扭矩指令，是在先前控制周期最终确定后反馈的最终扭矩指令。
在本发明的第一实施例中，如上所述，误差计算单元112将当前控制周期的校正前扭矩指令TqR与先前控制周期的校正后扭矩指令TqC之间的差值确定为防过冲用斜率限制值RLim_OS。
另外，在本发明的第一实施例中，如上所述，当确定校正后斜率和防过冲用斜率限制值时，如图4所示，变化量确定单元113可以被设置为将校正后斜率和防过冲用斜率限制值RLim_OS作为输入并将输入的值中的较小值确定为扭矩指令变化量。
在此，为了确定扭矩指令变化量，变化量确定单元113还可以进一步使用校正前斜率即标称斜率限制值。如上所述，变化量确定单元113可以选择性地使用校正前斜率。当使用校正前斜率时，变化量确定单元113将校正后斜率、防过冲用斜率限制值RLim_OS和校正前斜率中的最小值确定为扭矩指令变化量。
如上所述，当变化量确定单元113确定扭矩指令变化量时，指令校正单元114使用确定的所述扭矩指令变化量和作为反馈值的先前控制周期的校正后扭矩指令来确定当前控制周期的校正的扭矩指令即当前控制周期的新的校正后扭矩指令。
此时，指令校正单元114通过扭矩指令变化量来校正先前控制周期的校正后扭矩指令以确定当前控制周期的校正后扭矩指令，并且可以被设置为将先前控制周期的校正后扭矩指令和扭矩指令变化量相加并将该相加值确定为新的校正后扭矩指令。
图4所示的第一实施例是在扭矩增加的情况即校正前扭矩指令TqR大于反馈的校正后扭矩指令TqC的情况下的扭矩指令校正方法。在此，校正前扭矩指令TqR为当前控制周期的标称扭矩指令，反馈的校正后扭矩指令TqC为校正逻辑单元确定的先前控制周期的最终扭矩指令。
在本发明中，将当前控制周期的校正前扭矩指令TqR大于先前控制周期的校正后扭矩指令TqC的情况定义为扭矩增加的情况，并且将相反的情况定义为扭矩减小的情况。
图4所示的第一实施例是在扭矩增加的情况下的实施例，因此，在第一实施例中，防过冲用斜率限制值为正(+)值。此时，可以将标称斜率限制值设置和确定为正(+)值和负(-)值中的与防过冲用斜率限制值相同的符号的正(+)值。然而，所需实时斜率校正量可以是正(+)值或负(-)值。
另外，在本发明中，标称斜率限制值可以是没有方向性的标量(scalar)，并且所需实时斜率校正量和防过冲用斜率限制值可以是矢量(vector)。在此，“矢量”是已经赋予方向性的值，是指不需要区分扭矩的增减的值。
另一方面，标量是没有赋予方向性的值，在第一实施例中，作为标量的标称斜率限制值可以是基于扭矩增加的情况指定的值。在第一实施例中，标称斜率限制值被设置为与防过冲用斜率限制值RLim_OS相同的符号的正(+)值，然而，在本发明中，在任何情况下，作为标量的标称斜率限制值还可以被设置为正(+)值和负(-)值中的与防过冲用斜率限制值RLim_OS不同的符号的值。
图5a和图5b示出应用第一实施例的扭矩指令校正方法时的实时斜率可校正范围。图5a示出变化量确定单元113仅使用校正后斜率和防过冲用斜率限制值RLim_OS而不使用校正前斜率来确定变化量时的示例。图5B示出变化量确定单元113使用校正前斜率(标称斜率限制值)、校正后斜率和防过冲用斜率限制值RLim_OS来确定变化量时的示例。
如图5a和图5b所示，防过冲斜率限制值RLim_OS是正(+)值，此时，可以将标称斜率限制值设置和确定为正(+)值，并且所需实时斜率校正量可以是正(+)值或负(-)值。如图5b所示，当进一步使用校正前斜率(标称斜率限制值)时，实时斜率可校正范围不能超过校正前斜率即标称斜率限制值。在校正时，扭矩指令的斜率和变化量可以被限制为标称斜率限制值。
在图5a和图5b中，防过冲用斜率限制值RLim_OS被示出为大于标称斜率限制值，然而这只是示例性的，防过冲用斜率限制值可以是小于标称斜率限制值的值。
如上所述，在第一实施例中，防过冲用斜率限制值和所述标称斜率限制值均可以被设置或确定为正(+)值或负(-)值中的彼此相同的正(+)值或负(-)值，并且可以将标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率。
另外，当防过冲用斜率限制值为正(+)值时，可以将校正后斜率和防过冲用斜率限制值中的较小值确定为扭矩指令变化量，当防过冲用斜率限制值为负(+)值时，可以将校正后斜率和防过冲用斜率限制值中的较大值确定为扭矩指令变化量。
接下来，图6是示出根据本发明的第二实施例的扭矩指令校正方法的图，如果图4所示的第一实施例涉及在扭矩增加的情况下的校正方法，则图6所示的第二实施例涉及在扭矩减小的情况下的校正方法。
在第二实施例中，标称斜率限制值也可以被设置为标量，此时，可以以与第一实施例相同的方式将作为标量的标称斜率限制值设置和确定为正(+)值。因此，在如第二实施例那样扭矩减小的情况下，标称斜率限制值通过正(+)和负(-)的符号改变(sign change)来使用与增加的情况相反的符号的值。即，如图6所示，可以将标称斜率限制值乘以“-1”获得的限制值用作校正逻辑单元的输入。
例如，当防过冲用斜率限制值RLim_OS和标称斜率限制值是正(+)值和负(-)值中彼此相反符合的值时，将标称斜率限制值乘以“-1”以将标称斜率限制值的符号改变为相反的符号，然后使用改变符号的标称斜率限制值。即，将改变符号的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加，以确定校正后的斜率。
参照图6，如图所示，与第一实施例相同地，校正扭矩指令的扭矩逻辑单元将校正前扭矩指令(Raw Torque，TqR)作为输入，并且将校正后扭矩指令(Corrected Torque，TqC)作为输出。另外，校正逻辑单元最终输出的校正后扭矩指令是根据设置的逻辑使用作为标称扭矩指令的校正前扭矩指令生成的最终扭矩指令，并且根据该扭矩指令控制驱动装置30的操作。
根据第二实施例的校正逻辑单元也可以配置在图1的第一控制器10内部，如图6所示，校正逻辑单元可以包括斜率校正单元111、误差计算单元112、变化量确定单元113和指令校正单元114。此外，根据第二实施例的校正逻辑单元可以进一步包括转换单元101，所述转换单元101改变标称斜率限制值的符号。
第二实施例与第一实施例的不同之处在于：还使用了改变标称斜率限制值的符号并输入到变化量确定单元113中的转换单元101；变化量确定单元113使用了由转换单元101改变符号的标称斜率限制值；由于是扭矩减小的情况，因此防过冲用斜率限制值RLim_OS为负(-)值；变化量确定单元113将输入值中的最大值而不是最小值确定为扭矩指令变化量。此外，第二实施例与第一实施例的不同之处在于，斜率校正单元111改变标称斜率限制值的符号后校正改变符号的限制值的斜率。
具体地，在第二实施例中，根据通过图3的配置计算的速度差来确定与其对应的所需实时斜率校正量，接着斜率校正单元111改变标称斜率限制值的符号，然后通过所需实时斜率校正量来校正改变符号的标称斜率限制值，以确定校正后的斜率。
此时，斜率校正单元111将输入的标称斜率限制值的符号改变为相反的符号，即从正(+)值改变为负(-)值来使用，并且可以通过将输入的标称斜率限制值乘以“-1”的方式改变符号。另外，斜率校正单元111将改变符号的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加，并将该相加值确定为校正后斜率。
另外，变化量确定单元113接收由转换单元101改变符号的标称斜率限制值并作为校正前斜率使用。转换单元101对标称斜率限制值的符号的改变可以通过将输入的符号改变之前的标称斜率限制值乘以“-1”来执行。
此外，在第二实施例中也可以以与第一实施例相同的方式选择性地使用改变符号的标称斜率限制值即校正前斜率。即，如图6所示，变化量确定单元113可以被设置为仅将校正后斜率和防过冲用斜率限制值RLim_OS作为输入，并将输入值中的最大值确定为扭矩指令变化量。
在此，为了确定扭矩指令变化量，变化量确定单元113还可以进一步使用校正前斜率即改变符号的标称斜率限制值。如上所述，变化量确定单元113可以选择性地使用校正前斜率，并且可以将校正前斜率、校正后斜率和防过冲用斜率限制值RLim_OS中的最大值确定为扭矩指令变化量。
由于第二实施例是扭矩减小的情况，因此防过冲用斜率限制值RLim_OS是负(-)值。此外，与第一实施例类似地，在第二实施例中，标称斜率限制值也可以是正(+)值。即，在第二实施例中，标称斜率限制值可以是与防过冲用斜率限制值RLim_OS相反的符号的值，此时，改变符号的标称斜率限制值即校正前斜率为与防过冲用斜率限制值RLim_OS相同的负(-)值。
然而，所需实时斜率校正量可以是正(+)值或负(-)值。另外，变化量确定单元113将输入值中的最大值确定为扭矩重量变化量是指，在输入值都是负值的情况下，具有最小绝对值的值被确定为扭矩指令变化量。
如上所述，当变化量确定单元113确定扭矩指令变化量时，指令校正单元114利用确定的所述扭矩指令变化量和作为反馈值的先前控制周期的校正后扭矩指令，确定当前控制周期的校正的最终扭矩指令即当前控制周期的新的校正后扭矩指令。
此时，指令校正单元114是通过扭矩指令变化量来校正先前控制周期的校正后扭矩指令以确定当前控制周期的校正后扭矩指令的部件，所述指令校正单元114可以将先前控制周期的校正后扭矩指令和扭矩指令变化量相加，并将该相加值确定为新的校正后扭矩指令。
总结第二实施例，在防过冲用斜率限制值和标称斜率限制值被确定为正(+)值和负(-)值中彼此相反的符号的值的情况下，将标称斜率限制值乘以“-1”，以将标称斜率限制值的符号改变为相反的符号，然后将改变符号的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率。
此时，在第二实施例中，车辆驱动装置的扭矩控制方法的特征在于，当防过冲用斜率限制值为正(+)值时，将校正后斜率和防过冲用斜率限制值中的较小值确定为扭矩指令变化量，当防过冲用斜率限制值为负(-)值时，将校正后斜率和防过冲用斜率限制值中的较大值确定为扭矩指令变化量。
上面已经描述了在扭矩增加的情况下的扭矩指令校正方法和在扭矩减小的情况下的扭矩指令校正方法，可以通过比较当前控制周期的校正前扭矩指令TqR与先前控制周期的校正后扭矩指令TqC来判断扭矩增加或扭矩减小的情况，并且可以根据该判断结果选择并利用第一实施例的方法或第二实施例的方法。
第一实施例和第二实施例是使用相同的设置数据(映射或数式等)来确定标称斜率限制值的情况的示例，两个实施例的方法可以是当标称斜率限制值被设置为相同的符号的值，例如均为正值时的扭矩指令校正方法。此外，两个实施例的方法可以是在扭矩增加的情况下和扭矩减小的情况下的标称斜率限制值在相同车辆驾驶条件下被设置为相同值的情况下的方法。
如上所述，当标称斜率限制值均被设置为正值时，根据情况是扭矩增加的情况还是扭矩减小的情况，选择并使用第一实施例和第二实施例的方法中的一种。在此情况下，可以不区分第一实施例和第二实施例而使用一个设置数据作为控制器中预设的设置数据(映射或数式等)，以将驱动装置的扭矩或速度等作为输入来确定基于该输入的标称斜率限制值。
然而，预设为基于驱动装置的扭矩或速度等的值的标称斜率限制值本身可以区分为扭矩增加的情况和扭矩减小的情况，以在两种情况下设置为彼此相反的符号的值。在此情况下，额外需要用于在扭矩增加的情况下确定标称斜率限制值的设置数据和在扭矩减小的情况下确定标称斜率限制值的设置数据。
例如，在扭矩增加的情况下，可以根据设置数据(映射或数式等)将标称斜率限制值确定为正(+)值，在扭矩减小的情况下，可以根据设置数据将标称斜率限制值确定为负(-)值。在此情况下，可以使用图4的方法执行扭矩指令校正。
另外，当在扭矩增加的情况下使用的标称斜率限制值的设置数据和在扭矩减小的情况下使用的标称斜率限制值的设置数据单独设置时，两个设置数据的标称斜率限制值不仅可以设置为符号相反，还可以设置为在相同输入值条件下的设置值本身彼此不同。例如，在设置数据为映射的情况下，对应于相同输入值的映射值可以在两个映射中设置为不同。
图7a和图7b示出在应用第二实施例的扭矩指令校正方法时的实时斜率可校正范围。在图7a和图7b中，标称斜率限制值是符号被改变为相反的符号的标称斜率限制值。图7a示出在变化量确定单元113仅使用校正后斜率和防过冲用斜率限制值RLim_OS而不使用校正前斜率来确定变化量时的示例。图7b示出在变化量确定单元113使用校正前斜率(改变符号的标称斜率限制值)、校正后斜率和防过冲用斜率限制值RLim_OS来确定变化量时的示例。
如图7a和图7b所示，防过冲用斜率限制值RLim_OS是负(-)值。此时，改变符号的标称斜率限制值也为负(-)值，此时，所需实时斜率校正量可以是正(+)或负(-)值。然而，如图7b所示，在进一步使用校正前斜率，即改变符号的标称斜率限制值的情况下，实时斜率可校正范围不能是小于改变符号的标称斜率限制值的值。在校正时，扭矩指令斜率和变化量被限制为改变符号的标称斜率限制值。
在图7a和图7b中，防过冲用斜率限制值RLim_OS被示出为小于改变符号的标称斜率限制值，然而这只是示例性的，防过冲用斜率限制值还可以是大于标称斜率限制值的值。
总结上述第一实施例和第二实施例，基本上，在不需要实时斜率校正量的情况下，作为变化量确定单元113的输入的校正后斜率为标称斜率限制值。此外，标称斜率限制值增加或减少所需实时斜率校正量，然后输入到变化量确定单元113。
在图6所示的第二实施例的情况下，当标称斜率限制值的大小和所需实时斜率校正量的大小相同时，校正后斜率为“0”。由于具有“0”值的校正后斜率是大于防过冲用斜率限制值RLim_OS的值，因此在变化量确定单元113中扭矩指令变化量为“0”，并且校正前扭矩指令为最终校正后扭矩指令。
此外，在第二实施例中，在所需实时斜率校正量的大小大于标称斜率限制值的大小的情况下，校正后扭矩指令TqC可能不向收敛于校正前扭矩指令TqR的方向移动，而是会向与收敛于校正前扭矩指令TqR的方向相反的方向移动。
另外，除了如上所述通过将标称斜率限制值(第二实施例中的改变符号的标称斜率限制值)和所需实时斜率校正量相加以获得校正后斜率的方式之外，可以进一步应用在斜率校正单元111中通过将确定为与所需实时斜率校正量对应的值的比例因子(scalefactor)乘以所述标称斜率限制值来获得校正后斜率的方法等。在此，为比例因子可以使用控制器10中的斜率校正单元111中设置为所需实时斜率校正量的函数的值。
另外，即使所需实时斜率校正量作用在释放标称斜率限制值的方向上，斜率的最大值也受防过冲用斜率限制值的限制。因此当先前控制周期的校正后扭矩指令TqC已经收敛于校正前扭矩指令TqR时(TqC＝＝TqR)，与标称斜率限制值或所需实时斜率校正量无关地，扭矩指令斜率和变化量为“0”。
如图5a和图5b以及图7a和图7b所示，变化量确定单元113使用校正前斜率和变化量确定单元113不使用校正前斜率的区别在于，是否将实时校正的斜率限制在标称斜率限制值。当不使用校正前斜率时，如图5a和图7a所示，不考虑标称斜率限制值作为最大允许斜率，因此，校正后的斜率可能会超过标称斜率限制值而计算出校正后扭矩指令TqC。
然而，当使用校正前斜率时，如图5b和图7b所示，标称斜率限制值被用作最大允许斜率，因此，与所需实时斜率校正量无关地，校正后斜率不能超过标称斜率限制值。
简言之，当不使用校正前斜率时，从防过冲用斜率限制值RLim_OS和校正后斜率中选择最能阻止扭矩指令收敛状态“TqC＝＝TqR”的斜率作为扭矩指令的校正斜率和变化量。另一方面，当使用校正前斜率时，从防过冲用斜率限制值RLim_OS、校正前斜率和校正后斜率中选择最能阻止扭矩指令收敛状态“TqC＝＝TqR”作为扭矩指令的校正斜率和变化量。
接下来，图8是示出根据本发明的第三实施例的扭矩指令校正方法的图。在第三实施例中，进一步设置并使用反向斜率限制值。在此，反向斜率限制值也被设置为没有方向性的标量而被使用。另外，反向斜率限制值可以是预设的常数，也可以是根据图3的配置计算出的根据速度差或驱动系统速度或先前控制周期的校正后扭矩指令TqC通过映射或函数等设置数据确定的值。
在此，驱动系统速度可以是驱动装置与驱动轮之间任意位置的部件的转速。例如，驱动系统速度不仅可以是发动机速度或电机速度，还可以是驱动轴的转速、变速器或减速器的输入和输出转速或者驱动轮的转速。
与第一实施例相同地，第三实施例也涉及在扭矩增加的情况下的扭矩指令校正方法，当与图4的第一实施例比较时，在斜率校正单元111和变化量确定单元113之间还设置了斜率限制单元103。即，斜率校正单元111中通过所需实时斜率校正量来校正标称斜率限制值之后，最终将斜率限制单元103通过反向斜率限制值限制校正后斜率获得的值确定为校正后斜率。
在第三实施例中，防过冲用斜率限制值RLim_OS是正(+)值，此时，反向斜率限制值可以被设置与防过冲用斜率限制值RLim_OS相反的符号的负(-)值。
另外，在第三实施例的斜率限制单元103中，将通过所需实时斜率校正量来校正的斜率和反向斜率限制值中的较大值确定为校正后斜率。例如，在第三实施例中，通过斜率校正单元111校正的斜率可以在斜率限制单元103中受反向斜率限制值的限制。
如上所述，除了应用反向斜率限制值并且为了确定校正后斜率而进一步使用斜率限制单元103之外，第三实施例的其余过程与图4所示的第一实施例相同。另外，在第三实施例中，校正前斜率可以用作变化量确定单元113的输入。
图9是示出本发明的第三实施例中的实时斜率可校正范围的图。如图所示，实时斜率可校正范围被限制在反向斜率限制值和标称斜率限制值之间的范围内，此时，当防过冲用斜率限制值小于标称斜率限制值时，采用防过冲用斜率限制值而不采用标称斜率限制值限制斜率。这同样适用于图5b所示的第一实施例。
接下来，图10是示出根据本发明的第四实施例的扭矩重量校正方法的图。与第三实施例相同地，在第四实施例中也进一步设置并使用反向斜率限制值，第四实施例的反向斜率限制值也可以被设置为没有方向性的标量而被使用。另外，第四实施例中的反向斜率限制值也可以是预设的常数，也可以是根据速度差、驱动系统速度或先前控制周期的校正后扭矩指令TqC通过映射或函数等设置数据确定的值。
与第二实施例相同地，第四实施例涉及在扭矩减小的情况下的扭矩指令校正方法，当与图6的第二实施例比较时，在斜率校正单元111和变化量确定单元113之间还设置了斜率限制单元103，在与图8的第三实施例比较时，在斜率限制单元103的输入端增加了用于改变反向斜率限制值的符号的转换单元102(以下称为“第二转换单元”)。因此，由第二转换单元102改变符号的反向斜率限制值被输入到斜率限制单元103。
反向斜率限制值可以由第二转换单元102从负(-)值改变为正(+)值，结果，反向斜率限制值改变为正(+)值后可以被输入到斜率限制单元。
由于第四实施例是扭矩减小的情况，因此防过冲用斜率限制值RLim_OS是负(-)值。此外，与第三实施例相同地，标称斜率限制值可以是正(+)值。即，在第四实施例中，标称斜率限制值可以是与防过冲用斜率限制值RLim_OS相反的符号的值，此时，由转换单元(以下称为“第一转换单元”)101改变符号的标称斜率限制值即校正前斜率为与防过冲用斜率限制值相同的符号的负(-)值。
与第三实施例相同地，在第四实施例中的反向斜率限制值可以是负(-)值。如上所述，在第四实施例中，反向斜率限制值可以是与作为负(-)值的防过冲用斜率限制值RLim_OS相同的符号的值，此时，改变符号的反向斜率限制值是正(+)值，其是与防过冲用斜率限制值RLim_OS相反的符号的值。如上所述，当反向斜率限制值是与防过冲用斜率限制值相同的符号的值时，反向斜率限制值乘以“-1”以改变为相反的符号的值，当如第三实施例那样反向斜率限制值是与防过冲用斜率限制值相反的符号的值时，直接使用反向斜率限制值而不改变符号。
另外，在第四实施例中，斜率校正单元111中通过所需实时斜率校正量来校正改变符号的标称斜率限制值，并且在斜率限制单元103中通过由第二转换单元102改变符号的反向斜率限制值限制该校正后斜率获得的值确定为校正后斜率。
此时，在斜率限制单元103中，将通过所需实时斜率校正量来校正的斜率和改变符号的反向斜率限制值中的较小值确定为校正后斜率。例如，在第四实施例中，斜率校正单元111校正的斜率受改变符号的反向斜率限制值的限制。
除了如上所述应用反向斜率限制值并且进一步使用斜率限制单元103来确定校正后斜率之外，其余过程与图6所示的第二实施例没有区别。另外，在第四实施例中，可以将校正前斜率作为变化量确定单元113的输入。此时，校正前斜率是第一转换单元101将符号改变为相反的符号的标称斜率限制值。
图11是示出本发明的第四实施例中的实时斜率可校正范围的图。如图所示，实时斜率可校正范围被限制在改变符号的反向斜率限制值和标称斜率限制值之间的范围内，此时，当防过冲用斜率限制值大于标称斜率限制值时，采用防过冲用斜率限制值而不采用标称斜率限制值来限制斜率。这同样适用于图7b所示的第二实施例。
如上所述，由于在第三实施例和第四实施例中进一步使用反向斜率限制值，因此还具有限制斜率倒退的幅度的功能。因此，即使通过所需实时斜率校正量来校正标称斜率限制值，该范围也不能超过反向斜率限制值或改变符号的反向斜率限制值。此外，当反向斜率限制值为负(-)值时，即使在扭矩指令收敛状态“TqC＝＝TqR”下，也可以根据所需实时斜率校正量将TqC设置为在从TqR减额(derate)的同时倒退。
简言之，在第三实施例和第四实施例中，从防过冲用斜率限制值RLim_OS、校正前斜率和校正后斜率中选择最能阻止扭矩指令收敛状态“TqC＝＝TqR”的斜率作为扭矩指令的校正斜率和变化量。但是，不能将校正后斜率设置为偏离反向斜率限制值的值。
此外，图12是示出根据本发明的第五实施例的扭矩指令校正方法的图。与第一实施例相比，在第五实施例中进一步使用了最大斜率限制值和最小斜率限制值。所述最大斜率限制值和最小斜率限制值也可以设置为没有方向性的标量而被使用。
另外，与第三实施例和第四实施例中的反向斜率限制值相同地，最大斜率限制值和最小斜率限制值可以是预设的常数，也可以是根据速度差、驱动系统速度或先前控制周期的校正后扭矩指令TqC通过映射或函数等设置数据确定的值。
与第一实施例相同地，第五实施例涉及在扭矩增加的情况下的扭矩指令校正方法，当与图4的第一实施例比较时，在斜率校正单元111和变化量确定单元113之间还设置了斜率限制单元104。此时，最大斜率限制值和最小斜率限制值被输入到斜率限制单元104。
在第五实施例中，最大斜率限制值可以被设置为与防过冲用斜率限制值RLim_OS相同的符号的正(+)值，并且最小斜率限制值可以被设置为与防过冲用斜率限制值RLim_OS相反的符号的负(-)值。
与第一实施例相同地，在第五实施例中，与防过冲用斜率限制值RLim_OS相同的符号的正(+)值的标称斜率限制值被输入到斜率校正单元111，同时，可以是正(+)值或负(-)值的所需实时斜率校正量被输入到斜率校正单元111。在斜率校正单元111中，通过所需实时斜率校正量来校正标称斜率限制值，并且校正后的斜率被输入到斜率限制单元104。
结果，从斜率限制单元104输出的最终的校正后斜率是最大斜率限制值和最小斜率限制值之间的值，并且是受所述最大斜率限制值和最小斜率限制值的限制的值。此时，正(+)值的最大斜率限制值被用作上限(Ceiling)值，负(-)值的最小斜率限制值被用作下限(Floor)值。
从斜率限制单元104输出的校正后斜率被输入到变化量确定单元113，并且与第一实施例相同地，变化量确定单元113将防过冲用斜率限制值和校正后斜率中的较小值确定为扭矩指令变化量。此外，指令校正单元114将反馈的先前控制周期的校正后扭矩指令TqC与从变化量确定单元113输出的扭矩指令变化量相加，并将该相加值确定为当前控制周期的校正后扭矩指令并输出。
如上所述，在第五实施例中，进一步使用最小斜率限制值和最大斜率限制值，在上述方法中，校正后斜率的最大范围受标称斜率限制值或防过冲用斜率限制值的限制。另一方面，在第五实施例中，斜率校正范围受最大斜率限制值和最小斜率限制值的限制。此时，可以指定最大斜率限制值低于标称斜率限制值或防过冲用斜率限制值的最大范围。另外，最小斜率限制值是反向斜率限制值的上位概念，可以用于防止斜率倒退，进而用于限制最小斜率。
图13是示出本发明的第五实施例中的实时斜率可校正范围的图。与第一实施例不同，在第五实施例中，实时斜率可校正范围被设置在最大斜率限制值和最小斜率限制值之间。
此外，图14是示出根据本发明的第六实施例的扭矩指令校正方法的图。与第二实施例相比，在第六实施例中进一步使用了最大斜率限制值和最小斜率限制值。与第五实施例相同地，第六实施例的最大斜率限制值和最小斜率限制值也可以设置为没有方向性的标量而被使用。
另外，与第五实施例相同地，在第六实施例中，最大斜率限制值和最小斜率限制值可以是预设的常数，或者根据速度差、驱动系统速度或先前控制周期的校正后扭矩指令TqC通过映射或函数等设置数据确定的值。
与第二实施例相同地，第六实施例涉及在扭矩减小的情况下的扭矩指令校正方法，当与图6的第二实施例比较时，在斜率校正单元111和变化量确定单元113之间还设置了斜率限制单元104。此时，通过第一转换单元和第二转换单元分别改变符号的最大斜率限制值和最小斜率限制值被输入到斜率限制单元104。
在第六实施例中，防过冲用斜率限制值RLim_OS是负(-)值，并且与第五实施例相同地，最大斜率限制值可以被设置为正(+)值。另外，与第五实施例相同地，最小斜率限制值可以被设置为负(-)值。
与第二实施例相同地，在第六实施例中，与防过冲用斜率限制值RLim_OS相同的符号的正(+)值的标称斜率限制值被输入到斜率校正单元111，与此同时，可以是正(+)值或负(-)值的所需实时斜率校正量被输入到斜率校正单元111中。在斜率校正单元111中，对标称斜率限制值的符号进行转换，然后通过所需实时斜率校正量来校正转换符号的标称斜率限制值，并且校正后的斜率被输入到斜率限制单元104。参照图14，可以看出，与第二实施例相同地，斜率校正单元111将改变符号的标称斜率限制值和所需实时斜率校正量相加。
结果，由第一转换单元101a将符号从负(-)改变为正(+)的最小斜率限制值、由第二转换单元102a将符号从正(+)改变为负(-)的最大斜率限制值、斜率校正单元111通过所需实时斜率校正量来校正标称斜率限定值获得的斜率被输入到斜率限定单元104。如上所述，当最大斜率限制值为与防过冲用斜率限制值RLim_OS相反的符号的值时，将最大斜率限制值乘以“-1”以改变最大斜率限制值的符号，当最小斜率限制值为与防过冲用斜率限制值RLim_OS相同的符号的值时，将最小斜率限制值乘以“-1”以改变最小斜率限制值的符号。
结果，从斜率限制单元104输出的最终的校正后斜率是最大斜率限制值和最小斜率限制值之间的值，并且是受所述最大斜率限制值和最小斜率限制值的限制的值。此时，将符号改变为正(+)值的最小斜率限制值用作上限(Ceiling)值，并且将符号改变为负(-)值的最大斜率限制值用作下限(Floor)值。
如上所述，从斜率限制单元104输出的校正后斜率被输入到变化量确定单元113，与第二实施例相同地，变化量确定单元113将防过冲用斜率限制值和校正后斜率中的较大值确定为扭矩指令变化量。此外，指令校正单元114将反馈的先前控制周期的校正后扭矩指令TqC与从变化量确定单元113输出的扭矩指令变化量相加，并将该相加值确定为当前控制周期的校正后扭矩指令并输出。
如上所述，在第六实施例中，还使用最小斜率限制值和最大斜率限制值，并且斜率校正范围由改变符号的最小斜率限制值和改变符号的最大斜率限制值限制。因此，即使通过所需实时斜率校正量来校正标称斜率限制值，校正后的斜率也不会偏离由最小斜率限制值和最大斜率限制值确定的可校正范围。
图15是示出本发明的第六实施例中的实时斜率可校正范围的图。与第二实施例不同，在第六实施例中，实时斜率可校正范围被设置在最大斜率限制值和最小斜率限制值之间。
简言之，在第五实施例和第六实施例中，从防过冲用斜率限制值RLim_OS和校正后斜率中选择最能阻止扭矩指令收敛状态“TqC＝＝TqR”的斜率作为扭矩指令的校正斜率和变化量。但是，不能将校正后斜率设置为偏离由最小斜率限制值和最大斜率限制值确定的可校正范围的值。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但是本发明的权利范围并不限定于此，并且本技术领域的普通技术人员利用权利要求书中定义的本发明的基本概念做出的各种改变和改良形态均包括在本发明的权利范围内。

Claims (20)

1.一种车辆驱动装置的扭矩控制方法，包括以下步骤：
控制器根据从车辆收集的车辆驾驶信息估计车辆驱动系统的速度，并计算实际测量的驱动系统的测量速度与估计的驱动系统的估计速度之间的速度差；
控制器根据车辆驾驶信息确定标称斜率限制值；
控制器根据计算出的所述速度差确定所需实时斜率校正量；
控制器基于确定的所述标称斜率限制值和所需实时斜率校正量来确定扭矩指令变化量；以及
控制器通过确定的所述扭矩指令变化量来校正先前控制周期的校正后扭矩指令，从而确定当前控制周期的校正后扭矩指令。
2.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
确定所述扭矩指令变化量的步骤包括以下步骤：
使用确定的所述标称斜率限制值和所需实时斜率校正量来确定校正后斜率；
确定防过冲用斜率限制值，所述防过冲用斜率限制值是根据车辆驾驶信息确定的当前控制周期的校正前扭矩指令与先前控制周期的校正后扭矩指令之间的差值；以及
基于确定的所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值来确定扭矩指令变化量。
3.根据权利要求2所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
在确定校正后斜率的步骤中，将确定的所述标称斜率限制值乘以确定为与所需实时斜率校正量对应的值的比例因子获得的值确定为所述校正后斜率。
4.根据权利要求2所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
所述防过冲用斜率限制值被确定为从当前控制周期的校正前扭矩指令减去先前控制周期的校正后扭矩指令的值。
5.根据权利要求4所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值被确定为正(+)值并且所述标称斜率限制值被确定为正(+)值时，
将所述标称斜率限制值与所述所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率，并且将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较小值确定为扭矩指令变化量。
6.根据权利要求4所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值被确定为负(-)值并且所述标称斜率限制值被确定为正(+)值时，
将所述标称斜率限制值乘以“-1”以将标称斜率限制值改变为负(-)值，然后将改变为负(-)值的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率，并且将所述校正后斜率与所述防过冲用斜率限制值中的较大值确定为扭矩指令变化量。
7.根据权利要求4所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
所述防过冲用斜率限制值和所述标称斜率限制值均被确定为正(+)值和负(-)值中的彼此相同的正(+)值或负(-)值，
将所述标称斜率限制值与所述所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率。
8.根据权利要求7所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值为正(+)值时，将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较小值确定为扭矩指令变化量，
当所述防过冲用斜率限制值为负(-)值时，将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较大值确定为扭矩指令变化量。
9.根据权利要求7所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值为正(+)值时，将所述校正后斜率、所述标称斜率限制值和所述防过冲用斜率限制值中的最小值确定为扭矩指令变化量，
当所述防过冲用斜率限制值为负(-)值时，将所述校正后斜率、所述标称斜率限制值和所述防过冲用斜率限制值中的最大值确定为扭矩指令变化量。
10.根据权利要求4所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
将所述防过冲用斜率限制值和所述标称斜率限制值确定为正(+)值和负(-)值中的彼此相反的符号的值，
将所述标称斜率限制值乘以“-1”以将标称斜率限制值的符号改变为相反的符号，然后将改变符号的标称斜率限制值与所需实时斜率校正量相加的值确定为校正后斜率。
11.根据权利要求10所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值为正(+)值时，将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较小值确定为扭矩指令变化量，
当所述防过冲用斜率限制值为负(-)值时，将所述校正后斜率和所述防过冲用斜率限制值中的较大值确定为扭矩指令变化量。
12.根据权利要求10所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值为正(+)值时，将所述校正后斜率、所述标称斜率限制值和所述防过冲用斜率限制值中的最小值确定为扭矩指令变化量，
当所述防过冲用斜率限制值为负(-)值时，将所述校正后斜率、所述标称斜率限制值和所述防过冲用斜率限制值中的最大值确定为扭矩指令变化量。
13.根据权利要求2所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
确定所述校正后斜率的步骤包括以下步骤：
确定通过所需实时斜率校正量来校正确定的所述标称斜率限制值的斜率；以及
基于反向斜率限制值限制通过所需实时斜率校正量来校正的斜率以确定校正后斜率。
14.根据权利要求13所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值和所述反向斜率限制值均为正(+)值和负(-)值中的彼此相同的正(+)值或负(-)值时，反向斜率限制值乘以“-1”以将反向斜率限制值的符号改变为相反的符号，
改变符号的所述反向斜率限制值用于限制通过所需实时斜率校正量来校正的斜率。
15.根据权利要求2所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
确定所述校正后斜率的步骤包括以下步骤：
确定通过所需实时斜率校正量来校正确定的所述标称斜率限制值的斜率；以及
将通过所需实时斜率校正量来校正的斜率限制在设置的最大斜率限制值和设置的最小斜率限制值之间的值，以确定所述校正后斜率。
16.根据权利要求15所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
当所述防过冲用斜率限制值和所述最大斜率限制值是正(+)值和负(-)值中的彼此相反的符号的值时，将所述最大斜率限制值乘以“-1”以将最大斜率限制值的符号改变为相反的符号，
当所述防过冲用斜率限制值和所述最小斜率限制值均为正(+)值和负(-)值中的彼此相同的符号的值时，将所述最小斜率限制值乘以“-1”以将最小斜率限制值的符号改变为相反的符号，
确定被限制在改变符号的所述最大斜率限制值和改变符号的所述最小斜率限制值之间的值的所述校正后斜率。
17.根据权利要求1所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
在计算所述速度差的步骤中，根据收集的所述车辆驾驶信息估计车辆驱动系统的速度的过程包括以下步骤：
所述控制器的反馈计算单元输出以驱动系统的当前测量速度与先前控制周期的估计速度之间的速度差作为输入的反馈控制值；
所述控制器的前馈计算单元根据车辆驾驶信息确定并输出驱动系统扭矩；
将所述反馈计算单元的输出值与所述前馈计算单元的输出值相加，并利用惯性校正系数将相加值转换为驱动系统角加速度；以及
根据对转换后的所述驱动系统角加速度进行积分而获得的驱动系统角速度和标称扭矩指令的变化率信息获得驱动系统的估计速度。
18.根据权利要求17所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
所述反馈计算单元包括：
P控制器和I控制器，以所述驱动系统的当前测量速度和先前控制周期的估计速度之间的速度差作为输入；以及
第一求和计算单元，将所述P控制器的输出值和所述I控制器的输出值相加，并且将相加值输出为所述反馈控制值。
19.根据权利要求17所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
所述前馈计算单元包括：
加速模型单元，将校正系数应用于作为驱动扭矩指令的所述标称扭矩指令，以确定驱动扭矩值；
制动模型单元，将校正系数应用于制动扭矩指令，以确定制动扭矩值；以及
第二求和单元，将所述加速模型单元和所述制动模型单元的输出值相加，并且将相加值输出为所述驱动系统扭矩。
20.根据权利要求17所述的车辆驱动装置的扭矩控制方法，其特征在于，
在获得所述驱动系统的估计速度的步骤中，在通过校正系数校正所述标称扭矩指令的变化率之后与所述驱动系统角速度相加，并且根据相加值获得所述驱动系统的估计速度。
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