CN118159442A - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

控制以电动机为动力源而行驶的汽车的车辆控制装置具备控制电动机的控制部。在电动机的转矩从电动机的转矩使汽车加速的方向的转矩的正侧区域向电动机的转矩使汽车减速的方向的转矩的负侧区域减小时，控制部控制电动机，使得转矩的负侧区域中的转矩率小于转矩的正侧区域中的转矩率，其中转矩率是每单位时间的转矩的变化率。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明的一个方面涉及车辆控制装置。

背景技术

控制以电动机为动力源而行驶的汽车的技术已被提出。例如，在专利文献1中公开了如下技术：在进行惯性行驶的惯性行驶模式下，使用于追随电动机的目标转矩的指示转矩接近0，在指示转矩接近0后，算出与通常行驶模式相比指示转矩的每时间的变化量更小的指示转矩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2021-115866号公报。

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在上述那样的技术中，在汽车的驾驶员进行了减速操作时，有时会产生驾驶员依然感觉到汽车的加速那样的响应性的恶化。另外，在上述那样的技术中，在汽车的驾驶员进行了减速操作时，有时会产生因减速的上升较快而引起的冲击。

因此，本发明的一个方面的目的在于提供一种能够兼顾响应性的确保和冲击的降低的车辆控制装置。

用于解决课题的手段

本发明的一个方面是一种车辆控制装置，控制以电动机为动力源而行驶的汽车，所述车辆控制装置具备控制电动机的控制部，控制部构成为，在电动机的转矩从电动机的转矩使汽车加速的方向的转矩的正侧区域向电动机的转矩使汽车减速的方向的转矩的负侧区域减小时，控制电动机，以使得转矩的负侧区域中的转矩率小于转矩的正侧区域中的转矩率，其中转矩率是每单位时间的转矩的变化率。

根据该结构，在控制以电动机为动力源而行驶的汽车的车辆控制装置中，具备控制电动机的控制部，控制部构成为，在电动机的转矩从电动机的转矩使汽车加速的方向的转矩的正侧区域向电动机的转矩使汽车减速的方向的转矩的负侧区域减小时，控制电动机，以使得转矩的负侧区域中的转矩率小于转矩的正侧区域中的转矩率，其中转矩率是每单位时间的转矩的变化率。由于转矩的正侧区域中的转矩率比较大，所以在汽车的驾驶员进行了减速操作时，能够减少驾驶员依然感觉到汽车的加速那样的响应性的恶化。另一方面，由于转矩的负侧区域中的转矩率比较小，所以在汽车的驾驶员进行了减速操作时，能够减少减速的上升较快所引起的冲击。因此，能够兼顾响应性的确保和冲击的降低。

在该情况下，优选地，控制部构成为，在电动机的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，控制电动机，以使得在转矩的正侧区域中转矩越接近0则转矩率越减小，而在转矩的负侧区域中转矩越接近0则转矩率越增大。

根据该结构，在电动机的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，控制部控制电动机，以使得在转矩的正侧区域转矩率较大，但转矩越接近0则转矩率越减小，在转矩的负侧区域，转矩率较小，但转矩越接近0则转矩率越增大。因此，在转矩的正侧区域与转矩的负侧区域的边界即转矩为0的附近，转矩率的变动变得平滑，能够降低对汽车的行为的影响。

发明效果

根据本发明的一个方面的车辆控制装置，能够兼顾响应性的确保和冲击的降低。

附图说明

图1是示出包含实施方式所涉及的车辆控制装置的汽车的框图。

图2中，图2的(A)是示出以往的汽车的速度的变化的图线，图2的(B)是示出用于使图2的(A)的速度变化的电动机的转矩的变化的图线，图2的(C)是示出实施方式涉及的车辆控制装置实现的汽车的速度变化的图线，图2的(D)是示出用于使图2的(C)的速度变化的电动机的转矩的变化的图线。

图3中，图3的(A)是示出设定以往的电动机的转矩率的映射的图，图3的(B)是示出设定本实施方式的电动机的转矩率的映射的图。

图4是示出实施方式涉及的车辆控制装置实现的转矩与转矩率的关系的图线。

具体实施方式

以下，使用附图对本发明的一个方面的实施方式涉及的车辆控制装置进行详细说明。如图1所示，本实施方式的车辆控制装置1搭载于汽车100，控制以电动机2为动力源而行驶的汽车100。汽车100例如是混合动力车(HEV：Hybrid Electric Vehicle)、插电式混合动力车(PHEV：Plug-in Hybrid Electric Vehicle)、燃料电池车(FCEV：Fuel Cell ElectricVehicle)、电动汽车(BEV：Battery Electric Vehicle)等，是公共汽车、卡车等大型车辆。即，汽车100除了电动机2以外，也可以具备内燃机等作为动力源。

车辆控制装置1具备控制电动机2的控制部10。电动机2例如是永磁式同步电动机，也能够发电。电动机2的输出轴与变速器3的输入轴连结。变速器3的输出轴经由传动轴4、差动装置5以及驱动轴6与左右的驱动轮7连接。此外，在电动机2是内置于驱动轮7的轮内马达的情况下，也可以没有变速器3、传动轴4、差动装置5以及驱动轴6。汽车100具备用于向电动机2供给电力的蓄电池8。蓄电池8经由逆变器9向电动机2供给电力。逆变器9基于来自控制部10的指令信号，生成用于使电动机2旋转驱动的控制信号。

控制部10由ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)构成。ECU是具有CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等的电子控制单元。ECU例如通过将记录于ROM的程序加载到RAM并由CPU执行加载到RAM的程序来实现各种功能。ECU也可以由多个电子单元构成。

控制部10在电动机2的转矩从电动机2的转矩使汽车100加速的方向的转矩的正侧区域向电动机2的转矩使汽车100减速的方向的转矩的负侧区域减小时，控制每单位时间的转矩的变化率即转矩率。

在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，例如进行加速器断开再生或缓速器再生。加速器断开再生在加速器踏板断开时，通过惯性行驶的汽车100的驱动轮7的旋转力使电动机2旋转，使电动机2发电。在加速器断开再生中，将汽车100的动能转换为电能，对蓄电池8进行充电。缓速器再生设想以往的缓速器，根据操作杆的级数来控制电动机2的转矩(再生转矩)，辅助减速时的汽车100的制动。

另外，本实施方式的车辆控制装置1也可以在仅通过加速踏板的操作来控制电动机2的动力运行转矩以及再生转矩的系统中，在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时应用汽车100的加减速。在该系统中，追随于加速器踏板的开度而进行加速以及减速(再生)。

该系统例如在加速器踏板被踩踏的接通时，电动机2产生动力运行转矩(正侧区域的转矩)。另一方面，该系统在加速器踏板未被踩踏的断开时，电动机2产生再生转矩(负侧区域的转矩)。在该系统中，能够扩大再生区域，在减速时无浪费地得到再生转矩。此外，在该系统中，即使加速器踏板接通，在加速器踏板的踩踏量小时，电动机2也可以产生负侧区域的再生转矩，也可以加速器踏板断开，电动机2产生负侧区域的再生转矩。即，在该系统中，根据加速器踏板的踩踏量，进行包括了转矩的正侧以及负侧的控制。

以下，对本实施方式的车辆控制装置1的动作进行说明。以往，为了抑制与电动机2的转矩的骤变相伴的冲击的产生等驾驶性能的确保，设定有每单位时间的转矩的变化率即转矩率[Nm/s]。以往，考虑电动机2的转矩的变化对驾驶性能的影响大的因素，通过以下的方法来设定转矩率。

以往，如图2的(A)所示，在控制汽车100的速度时，转矩率例如如图3的(A)所示，基于加速器开度(加速器踏板的踩踏量)[％]及电动机2的转速来设定转矩率。另外，以往，转矩率基于变速器3的变速比(齿轮级)及电动机2的转速来设定。另外，在图3的(A)中，Y1＜Y2＜…＜Yi＜…＜Y(n-1)＜Yn，Z1＜Z2＜…＜Zi＜…＜Z(n-1)＜Zn(n及i为任意的自然数，1＜i＜n)。

以往，如图2的(B)的图线的梯度所示，在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，转矩率恒定，转矩的正侧区域中的转矩率与转矩的负侧区域中的转矩率相等。例如，在图3的(A)中，相对于电动机2的转速Yi的每个加速器开度Z1、Z2、…、Zi、…、Z(n-1)、Zn的转矩率αi1、αi2、…、αii、…、αi(n-1)、αin恒定地设定为αi1＝αi2＝…＝αii＝…＝αi(n-1)＝αin。

但是，在这样的转矩率的设定中，优先使转矩的负侧区域中的减速度的上升缓慢，若设定较小的转矩率，则在加速器踏板从接通到断开时，驾驶员依然感到汽车100的加速。即，发生响应性的恶化。另一方面，若优先降低在转矩的正侧的加速器踏板断开时驾驶员依然感觉到加速的感觉而设定较大的转矩率，则减速度的上升较快，产生冲击，例如有可能产生乘坐舒适性的恶化、对乘员的影响以及对货物的影响。

以往的转矩率的设定方法的缺点在于，在所设定的转矩率的映射的轴的项目的关系上，不能明确地区分转矩的正侧(加速侧)和转矩的负侧(减速侧)。因此，在本实施方式中，实施了以下两点。

(1)转矩率的映射的轴项目的变更。

(2)转矩率值的最优化。

作为上述(1)的转矩率的映射的轴项目的变更，在本实施方式中，如图3的(B)中粗体字所示，通过对转速及电动机2的转矩而变更转矩率的映射的轴的项目，能够明确地区分转矩的正侧和转矩的负侧。另外，在图3的(B)中，X1＜X2＜…＜X(i-K)＜…＜Xi＜…＜X(i+L)＜…＜X(n-1)＜Xn(n、i、K及L为任意的自然数，1＜i＜n、1＜K＜i-1、1＜L＜n-i)。Xi＝0。X1＜X2＜…＜X(i-K)＜…＜Xi是转矩的负侧区域，Xi＜…＜X(i+L)＜…＜X(n-1)＜Xn是转矩的正侧区域。

作为上述(2)的转矩率值的最优化，在本实施方式中，如图2的(C)、图2的(D)以及图3的(B)所示，在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，控制部10控制电动机2，以使得转矩的负侧区域中的转矩率小于转矩的正侧区域中的转矩率。例如，在图2的(D)的例子中，在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，关于由图线的梯度表示的转矩率，转矩的负侧区域中的转矩率小于转矩的正侧区域中的转矩率。即，图线的梯度平缓。

例如，在图3的(B)中，关于相对于电动机2的转速Yi的每个转矩X1、X2、…、X(i-K)、…、Xi、…、X(i+L)、…、X(n-1)、Xn的转矩率βi1、βi2、…、βi(i-K)、…、βii、…、βi(i+L)、…、βi(n-1)、βin，与转矩的正侧区域Xi＜…＜X(i+L)＜…＜X(n-1)＜Xn中的转矩率即βi(i+L)、…、βi(n-1)、βin相比，转矩的负侧区域Xi＞…＞X(i-K)＞…＞X2＞X1中的转矩率即βi1、βi2、…、βi(i-K)小。

关于相对于电动机2的转速Yi的每个转矩X1、X2、…、X(i-K)、…、Xi、…、X(i+L)、…、X(n-1)、Xn的转矩率βi1、βi2、…、βi(i-K)、…、βii、…、βi(i+L)、…、βi(n-1)、βin，βi1≤βi2≤…≤βi(i-K)≤…≤βii≤…≤βi(i+L)≤…≤βi(n-1)≤βin，转矩越减小，转矩率越减小。此外，在作为转矩的区域的X1、X2、…、X(i-K)、…、Xi、…、X(i+L)、…、X(n-1)、Xn中，相对于转矩的减小，转矩率整体上减小即可，也可以在一部分存在转矩率相对于转矩的减小而恒定的区域。

在本实施方式中，控制部10还在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，控制电动机2，以使得在转矩的正侧区域中，转矩越接近0则转矩率越减小，在转矩的负侧区域中，转矩越接近0则转矩率越增大。如图2的(D)以及图3的(B)的粗线所包围的部分所示，在转矩的正侧区域Xi＜…＜X(i+L)中，转矩越接近0，转矩率越减小，在转矩的负侧区域Xi＞…＞X(i-K)中，转矩越接近0，转矩率越增大，转矩在0附近的转矩率的变动变小。

在图3的(B)中，在转矩的正侧区域Xi＜…＜X(i+L)中，βii≤βi(i+1)≤βi(i+2)≤…≤βi(i+(L-1))≤Xi(i+L)，转矩越接近0，转矩率越减小。此外，在转矩的正侧区域Xi＜…＜X(i+L)中，整体上转矩越接近0则转矩率越减小即可，也可以在一部分存在转矩率相对于转矩的减小而恒定的区域。另外，在转矩的负侧区域Xi＞…＞X(i-K)中，βii≥βi(i-1)≥βi(i-2)≥…≥βi(i-(K-1))≥βi(i-K)，转矩越接近0，转矩率越增大。需要说明的是，在转矩的负侧区域Xi＞…＞X(i-K)中，整体上转矩越接近0则转矩率越增大即可，也可以在一部分存在转矩率相对于转矩的增大而恒定的区域。

因此，在本实施方式中，在转矩为0附近时，控制部10按照图4所示的图线来控制电动机2。此外，在图4的例子中，电动机的转速为Y1的情况下的转矩为0时的转矩率即β1i与电动机的转速为Y2的情况下的转矩为负侧的最小值时的转矩率即β21相等，但这是一例，转矩率能够取任意的值。

另外，在图3的(B)及图4的例子中，在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，控制部10控制电动机2，以使得转矩的负侧区域中的转矩率比转矩的正侧区域中的转矩率小，但在包含转矩为0的情况的X(i-K)＜…＜Xi＜…＜X(i+L)的区域中，如图4中虚线所示，转矩的正侧区域中的转矩率与转矩的负侧区域中的转矩率相等，转矩率也可以呈阶梯状地变动。

即，转矩的负侧区域中的转矩率小于转矩的正侧区域中的转矩率包括如下情况：在包括转矩为0的情况的任意的X(i-K)＜…＜Xi＜…＜X(i+L)的区域中，转矩的正侧区域中的转矩率与转矩的负侧区域中的转矩率相等。

作为基本的想法，在本实施方式中，在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，转矩率从大的值向小的值变动的中间层极力接近电动机2的转矩为0[Nm]的位置。由此，能够抑制驾驶员感到汽车加速的感觉残留以及冲击。另外，整体上，关于转矩的负侧区域中的转矩率，例如在汽车100为公共汽车的情况下，能够以防止站立的乘客跌倒的观点来决定，在汽车100为卡车的情况下，能够以防止货物倒塌的观点来决定。

在本实施方式中，在对以电动机2为动力源而行驶的汽车100进行控制的车辆控制装置1中，具备对电动机2进行控制的控制部10，在电动机2的转矩从电动机2的转矩使汽车100加速的方向的转矩的正侧区域减小到电动机2的转矩使汽车100减速的方向的转矩的负侧区域时，控制部10控制电动机2，以使得转矩的负侧区域中的转矩率小于转矩的正侧区域中的转矩率，其中转矩率是每单位时间的转矩的变化率。

由于转矩的正侧区域中的转矩率比较大，所以在汽车100的驾驶员进行了减速操作时，能够降低驾驶员依然感觉到汽车100的加速那样的响应性的恶化。另一方面，由于转矩的负侧区域中的转矩率比较小，因此在汽车100的驾驶员进行了减速操作时，能够降低因减速的快速上升而引起的冲击。因此，能够兼顾响应性的确保和冲击的降低。通过确保响应性，能够提高驾驶性能。

另外，在本实施方式中，在电动机2的转矩从转矩的正侧区域向转矩的负侧区域减小时，控制部10控制电动机2，以使得在转矩的正侧区域中，转矩率较大，但转矩越接近0则转矩率越减小，在转矩的负侧区域中，转矩率较小，但转矩越接近0则转矩率越增大。因此，在转矩的正侧区域与转矩的负侧区域的边界即转矩为0的附近，转矩率的变动变得平滑，能够降低对汽车100的举动的影响。

以上，对本发明的一个方面的实施方式进行了说明，但本发明的一个方面并不限定于上述实施方式，能够以各种方式实施。

附图标记说明

1…车辆控制装置，2…电动机，3…变速器，4…传动轴，5…差动装置，6…驱动轴，7…驱动轮，8…蓄电池，9…逆变器，10…控制部，100…汽车。

Claims (2)

1.一种车辆控制装置，控制以电动机为动力源而行驶的汽车，

所述车辆控制装置具备控制所述电动机的控制部，

所述控制部构成为，在所述电动机的所述转矩从所述电动机的转矩使所述汽车加速的方向的所述转矩的正侧区域向所述电动机的所述转矩使所述汽车减速的方向的所述转矩的负侧区域减小时，控制所述电动机，以使得所述转矩的所述负侧区域中的转矩率小于所述转矩的所述正侧区域中的所述转矩率，所述转矩率是每单位时间的所述转矩的变化率。

2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，其中，

所述控制部构成为，在所述电动机的所述转矩从所述转矩的所述正侧区域向所述转矩的所述负侧区域减小时，控制所述电动机，以使得在所述转矩的所述正侧区域中所述转矩越接近0则所述转矩率越减小，而在所述转矩的所述负侧区域中所述转矩越接近0则所述转矩率越增大。