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HINTERGRUND
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(a) Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs, um die Drehmomentwelligkeit eines Motors unter Verwendung von unterschiedlichen Regelstrategien auf der Grundlage einer Reichweite eines Fahrzeugs zu verringern.
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(b) Beschreibung des Standes der Technik
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Um Probleme der Umweltverschmutzung zu lösen und alternative Energien zu nutzen, ist ein Elektrofahrzeug entwickelt worden. Das Elektrofahrzeug umfasst einen Motor zum Antreiben des Fahrzeugs und eine Hochspannungsbatterie, die eingerichtet ist, um den Motor mit Strom zu versorgen. Die Batterie ist eine Energiequelle, die verwendet wird, um den Motor anzutreiben, und versorgt den Motor über einen Inverter mit Strom. Im Allgemeinen findet ein Permanentmagnet-Motor bei einem Elektrofahrzeug, einem Hybridfahrzeug, einem Brennstoffzellenfahrzeug und dergleichen als Antriebsmittel eine Anwendung. Der Inverter ist eingerichtet, um eine Gleichstrom-(Direct-Current – DC)Spannung in eine Dreiphasen-Wechselstrom-(Alternating Current – AC)Spannung (U-Phase, V-Phase und W-Phase) umzuwandeln, um die umgewandelte AC-Spannung an einen Motor durch ein Stromkabel bereitzustellen, und eine Motorsteuerung ist eingerichtet, um den Inverter durch eine Puls-Weiten-Modulation (PWM) zu betreiben.
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Es gibt verschiedene Steuer-/Regelverfahren zum Steuern des Fahrzeugs. Im Allgemeinen ist ein Motorregelverfahren verwendet worden, das ein Stromabbild/Stromkennfeld von einem Betriebspunkt einstellt, der einen Ausgangsstrom auf der Grundlage eines erforderlichen Drehmoments und einer Fahrzeuggeschwindigkeit minimiert. Da jedoch das herkömmlichen Motorregelverfahren lediglich die Effizienz des Motors berücksichtigt, verschlechtern sich unerwünschte Nebengeräusche (NVH: noise, vibration and harshness), die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug schnell startet, das Fahrzeug schnell beschleunigt oder das Fahrzeug schnell verzögert.
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Die obigen Informationen, die in diesem Abschnitt offenbart werden, sind lediglich dazu vorgesehen, das Verständnis des Hintergrundes der Erfindung zu fördern, und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, die einem Durchschnittsfachmann in diesem Land bereits bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs bereit, die unerwünschte Nebengeräusche, die erzeugt werden, wenn das Fahrzeug schnell startet, schnell beschleunigt oder schnell verzögert, reduzieren können.
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Eine Vorrichtung zum Steuern eines Elektrofahrzeugs kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen: eine Batterie, die eingerichtet ist, um elektrische Energie zu laden; einen Motor, der eingerichtet ist, um ein Antriebsdrehmoment aus der in die Batterie geladenen elektrischen Energie zu erzeugen; und eine Steuerung, die eingerichtet ist, um eine Reichweite des Fahrzeugs zu bestimmen, eine Regelung mit maximaler Effizienz durchzuführen, in der die Effizienz des Motors maximiert wird, wenn die Reichweite des Fahrzeugs eine Hauptreichweite ist, und eine Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit durchzuführen, in der die Drehmomentwelligkeit des Motors minimiert wird, wenn die Reichweite des Fahrzeugs eine Zusatzreichweite ist.
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Die Steuerung kann ferner eingerichtet sein, um die Reichweite des Fahrzeugs in eine Hauptreichweite und eine Zusatzreichweite aus einer Motordrehzahl und einem erforderlichen Drehmoment eines Fahrers zu unterteilen. Die Regelung mit maximaler Effizienz kann eine Regelung mit minimalem Strom sein, in der der in dem Motor aufgenommene/verbrauchte Strom minimiert werden kann. In der Regelung mit minimalem Strom kann die Steuerung eingerichtet sein, um einen Strombefehl, der aus/mit dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom gebildet ist, aus einem vorgegebenen Stromabbild/Stromkennfeld auszuwählen, wobei eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes den in dem Motor aufgenommenen/verbrauchten Strom auf der Grundlage von dem erforderlichen Drehmoment und der Motordrehzahl minimieren kann, und die Steuerung kann eingerichtet sein, um den Strombefehl auszugeben. In der Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit kann die Steuerung eingerichtet sein, um einen Strombefehl, der aus/mit dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom gebildet ist, aus einem vorgegeben Stromabbild/Stromkennfeld auszuwählen, in dem eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes unerwünschte Nebengeräusche des Motors auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments und der Motordrehzahl minimieren kann, und die Steuerung kann eingerichtet sein, um den Strombefehl auszugeben.
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Ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs kann gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfassen: Bestimmen einer Reichweite des Fahrzeugs; und wahlweises Durchführen einer Regelung mit maximaler Effizienz, die die Effizienz eines Motors maximiert, oder einer Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit, die eine Drehmomentwelligkeit des Motors minimiert, auf der Grundlage der Reichweite des Fahrzeugs. Die Reichweite des Fahrzeugs kann in eine Hauptreichweite und eine Zusatzreichweite aus einer Motordrehzahl und einem erforderlichen Drehmoment eines Fahrers unterteilt werden. Die Regelung mit maximaler Effizienz kann eine Regelung mit minimalem Strom sein, in der der in dem Motor verbrauchte/aufgenommene Strom minimiert werden kann.
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Ein aus einem d-Achsen-Strom und einem q-Achsen-Strom gebildeter Strombefehl kann ausgewählt werden aus einem vorgegeben Stromabbild/Stromkennfeld, in dem eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes gemäß dem erforderlichen Drehmoment und der Motordrehzahl einen in dem Motor aufgenommenen/verbrauchten Strom minimiert, und der Strombefehl kann ausgegeben werden, wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Hauptreichweite ist. Ein Strombefehl, der aus einem d-Achsen-Strom und einem q-Achsen-Strom gebildet wird, kann ausgewählt werden aus einem vorgegebenen Stromabbild/Stromkennfeld, in dem eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments und der Motordrehzahl eine Drehmomentwelligkeit des Motors minimiert, und der Strombefehl kann ausgegeben werden, wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Zusatzreichweite ist.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann eine Minimalstrom-Regelstrategie oder eine Minimaldrehmomentwelligkeit-Regelstrategie auf der Grundlage einer Reichweite des Fahrzeugs verwendet werden, um den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs und unerwünschte Nebengeräusche (Vibrationen/Schwingungen und Geräusche) zu reduzieren.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und sind vorgesehen zum ausführlichen Beschreiben der vorliegenden Erfindung, aber nicht, um technische Ausgestaltungen/Aspekte der vorliegenden Erfindung einzuschränken.
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1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern eines Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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2 zeigt einen beispielhaften Graphen, der eine Kurve mit gleichem Drehmoment darstellt;
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3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Es versteht sich, dass der Ausdruck "Fahrzeug" oder "Fahrzeug-" oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z.B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
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Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z.B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
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Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen “ein“, “eine/einer“ und “der/die/das“ dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke “aufweisen“ und/oder “aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen.
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Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff “ungefähr/in etwa“, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. “Ungefähr/in etwa“ kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff “ungefähr/in etwa“ verändert.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind. Wie der Durchschnittsfachmann erkennen würde, können die beschriebenen Ausführungsbeispiele auf verschiedene Weise modifiziert werden, ohne von der Lehre oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Teile, die sich nicht auf die Beschreibung der Ausführungsbeispiele beziehen, werden nicht dargestellt, um die Beschreibung zu verdeutlichen, und gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Elemente überall in der Beschreibung. Die Größen und Dicken der in den Zeichnungen dargestellten Konfigurationen/Anordnungen sind für die Zweckmäßigkeit der Beschreibung selektiv vorgesehen, so dass die vorliegende Erfindung nicht auf jene, die in den Zeichnungen dargestellt sind, beschränkt ist, und die Dicken sind übertrieben dargestellt, um einige Teile und Bereiche zu verdeutlichen.
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Nachstehend wird eine Vorrichtung zum Steuern eines Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm, das eine Vorrichtung zum Steuern eines Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 1 gezeigt, kann eine Vorrichtung zum Steuern eines Elektrofahrzeugs eine Batterie 10, einen Inverter 30, einem Motor 20 und eine Steuerung 40, die eingerichtet ist, um den Inverter 30 und den Motor 20 zu betreiben, umfassen.
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Die Batterie 10 kann eingerichtet sein, um elektrische Energie zu laden, und der Motor 20 kann eingerichtet sein, um ein Antriebsdrehmoment zum Fahren des Fahrzeugs aus elektrischer Energie, die in die Batterie 10 geladen wird, zu erzeugen. Die Steuerung 40 kann eingerichtet sein, um auf der Grundlage der Motordrehzahl und eines erforderlichen Drehmoments einen Strom auszugeben und einen Strombefehl, der einem Synchron-Bezugssystem/Synchron-Bezugsrahmen entspricht, zu erzeugen, den Strombefehl zu einem Spannungsbefehl entsprechend dem Synchron-Bezugssystem umzuwandeln, den Spannungsbefehl zu einem PWM-Signal umzuwandeln und das PWM-Signal auszugeben.
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Ein Schaltelement des Inverters 30 kann eingerichtet sein, um einen Schaltvorgang auf der Grundlage des von der Steuerung 40 ausgegebenen PWM-Signals durchzuführen, und ein Dreiphasenstrom kann zu dem Motor 20 von dem Inverter 30 fließen. Die Steuerung 40 kann zumindest ein Prozessor sein, der gemäß einem voreingestellten Programm betreibbar ist, wobei das voreingestellte Programm gebildet ist, um die Schritte eines Verfahrens zum Steuern eines Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
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Die Steuerung 40 kann eingerichtet sein, um die Reichweite in eine Hauptreichweite und eine Zusatzreichweite aus der Motordrehzahl und dem erforderlichen Drehmoment eines Fahrers zu unterteilen. Die Steuerung 40 kann ferner eingerichtet sein, um eine Regelung mit maximaler Effizienz, in der die Effizienz des Motors 20 maximiert werden kann, und eine Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit, in der eine Drehmomentwelligkeit des Motors 20 minimiert werden kann, auf der Grundlage der Reichweite des Fahrzeugs durchzuführen. Die Regelung mit maximaler Effizienz ist ein Verfahren, in dem die Steuerung eingerichtet sein kann, um einen Strombefehl auszugeben, so dass die Effizienz des Motors unter Berücksichtigung von Eisenverlusten des Motors 20 maximiert werden kann. Die Regelung mit maximaler Effizienz kann eine Regelung mit minimalem Strom sein, in der der in dem Motor 20 aufgenommene Strom minimiert werden kann.
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Die Reichweite des Fahrzeugs kann in eine Hauptreichweite und eine Zusatzreichweite auf der Grundlage der Motordrehzahl und des erforderlichen Drehmoments des Fahrers unterteilt werden. Die Reichweite kann als die Hauptreichweite eingestellt werden, wenn die Motordrehzahl kleiner als ein vorgegebener Drehzahlbereich ist und das erforderliche Drehmoment kleiner als ein vorgegebener Drehmomentbereich ist, und die Reichweite mit Ausnahme der Hauptreichweite kann als die Zusatzreichweite eingestellt werden. Das erforderliche Drehmoment des Fahrers kann aus Informationen in Bezug auf ein innerhalb des Fahrzeugs angeordnetes Gas- und Bremspedal bestimmt werden.
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Die Reichweite des Fahrzeugs kann in die Hauptreichweite und die Zusatzreichweite aus einem Testergebnis eines Stadtfahrzyklus-Prüfstands-(Urban Dynamometer Driving Schedule – UDDS)Modus und eines Autobahn-(Highway – HWY)Modus unterteilt werden. Mit anderen Worten können der Motordrehzahlbereich und der Drehmomentbereich, die gewöhnlich durch den Test/die Erprobung des UDDS-Modus und des HWY-Modus verwendet werden, als Hauptreichweite eingestellt werden, und der andere Bereich kann als Zusatzreichweite eingestellt werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt und die Reichweite kann durch andere Verfahren eingestellt werden.
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2 zeigt einen beispielhaften Graphen, der eine Kurve mit gleichem Drehmoment darstellt. In 2 sind eine Kurve mit gleichem Drehmoment (unter Bezugnahme auf eine durchgezogene Linie), ein Kreis mit konstantem Strom (unter Bezugnahme auf eine gestrichelte Linie) und ein Kreis mit konstanter Spannung (unter Bezugnahme auf eine Zweipunkt-Kettenlinie) basierend auf einer Motordrehzahl dargestellt. Die Kurve mit gleichem Drehmoment zeigt eine Bahn/Trajektorie eines Stromvektors, der ein konstantes Drehmoment auf der Grundlage einer Kombination eines d-Achsen-Stromes und eines q-Achsen-Stromes erzeugt. Der Kreis mit konstantem Strom zeigt eine Bahn/Trajektorie eines Stromvektors, der einen konstanten Strom auf der Grundlage einer Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes erzeugt. Der Kreis mit konstanter Spannung zeigt eine Bahn/Trajektorie eines Stromvektors, der eine konstante Spannung auf der Grundlage einer Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes erzeugt.
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In 2 stellt ein gemeinsamer Teil des Kreises mit konstantem Strom und des Kreises mit konstanter Spannung einen regelbaren Bereich dar. Wie in 2 gezeigt, sind Kombinationen des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes, die ein bestimmtes Drehmoment und eine bestimmte Motordrehzahl erfüllen, unendlich. Ferner, obwohl das Drehmoment des Motors ungefähr gleich ist, wird ein Betrag der Drehmomentwelligkeit, die von dem Motor auf der Grundlage einer Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes erzeugt wird, unterschiedlich. Demzufolge kann ein Stromabbild/Stromkennfeld auf der Grundlage der Motordrehzahl und des Drehmoments erlangt werden und der Motor 20 kann durch Kombinieren des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes auf der Grundlage der Reichweite betrieben werden.
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Die Steuerung 40 kann eingerichtet sein, um Strombefehle zu speichern, die dem erforderlichen Drehmoment und der Motordrehzahl in einem Stromabbildformat entsprechen. Das Stromabbild kann mit dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom eines Synchron-Bezugssystems gebildet werden, das dem erforderlichen Drehmoment und der Motordrehzahl entspricht. Das Stromabbild kann aus einer Computersimulation bestimmt werden. Zum Beispiel können der Betrag/Wert und die Phasendifferenz des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes in einem vorgegebenen Intervall gewobbelt werden, und ein Drehmoment des Motors 20, eine Effizienz des Motors 20 und eine Drehmomentwelligkeit des Motors 20 können durch eine Computersimulation auf der Grundlage des Betrags/Werts und der Phasendifferenz des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes bestimmt werden.
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Der Betrag/Wert und die Phasendifferenz, die dem Drehmoment des Motors 20 entsprechen, das aus der Computersimulation berechnet wird, können zu dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom des Synchron-Bezugssystems umgewandelt werden und der d-Achsen-Strom und der q-Achsen-Strom, die der Motordrehzahl und dem Motordrehmoment entsprechen, können in der Steuerung in einem Stromabbildformat gespeichert werden. Das Drehmoment des Motors, die Effizienz des Motors und die Drehmomentwelligkeit des Motors auf der Grundlage der Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes können aus dem Stromabbild bestimmt werden.
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Wie oben beschrieben, kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um eine Regelung mit maximaler Effizienz, in der die Effizienz des Motors 20 maximiert werden kann, und eine Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit, in der eine Drehmomentwelligkeit des Motors 20 minimiert werden kann, auf der Grundlage der Reichweite des Fahrzeugs durchzuführen. Demzufolge kann die Regelung mit maximaler Effizienz eine Regelung mit minimalem Strom sein, in der der in dem Motor 20 aufgenommene Strom minimiert werden kann. Mit anderen Worten kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um die Regelung mit maximaler Effizienz, in der die Effizienz des Motors maximiert werden kann, durchzuführen, wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Hauptreichweite ist, und die Steuerung 40 kann eingerichtet sein, um die Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit, in der die Drehmomentwelligkeit des Motors 20 minimiert werden kann, durchzuführen, wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Zusatzreichweite ist.
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Die Hauptreichweite kann eine Reichweite sein, die gewöhnlich beim Fahren des Fahrzeugs verwendet wird. Da die Hauptreichweite gewöhnlich als Reichweite verwendet werden kann, nachdem die Effizienz der Hauptreichweite erhöht wird, kann der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs verringert werden. Demzufolge, wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Hauptreichweite ist, kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um eine Regelstrategie zum Minimieren des Kraftstoffverbrauchs durchzuführen.
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Insbesondere wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Hauptreichweite ist, kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um einen mit dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom gebildeten Strombefehl aus dem Stromabbild auszuwählen, in dem eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes einen in dem Motor 20 aufgenommenen Strom auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments und der Motordrehzahl minimieren. Dann kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um den Strombefehl auszugeben, um den Motor 20 zu betreiben.
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Die Regelung mit minimalem Strom kann unter Verwendung eines Schemas mit maximalem Drehmoment pro Ampere (Maximum Torque per Ampere – MTPA) durchgeführt werden. Ein Schnittpunkt, in dem sich die Kurve mit gleichem Drehmoment und der Kreis mit konstantem Strom treffen, kann ein Betriebspunkt sein, und eine Bahn/Trajektorie des MTPA-Schemas kann gebildet werden durch die kürzeste Verbindung zwischen dem Schnittpunkt und dem Ursprung (siehe 2). Die Zusatzreichweite kann eine Reichweite sein, die die Hauptreichweite ausschließt. Die Zusatzreichweite kann im Vergleich zur Hauptreichweite wesentlich weniger häufig verwendet werden. Zum Beispiel kann die Zusatzreichweite verwendet werden, wenn das Fahrzeug schnell startet, schnell beschleunigt oder schnelle verzögert.
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Jedoch kann sich der Umfang der unerwünschten Geräusche (NVH) des Fahrzeugs durch Vibrationen/Schwingungen und Geräusche, die von dem Motor erzeugt werden, wenn das Fahrzeug schnell startet, schnell beschleunigt oder schnell verzögert, verschlechtern. Da ein Erzeugungsgrad der Zusatzreichweite verglichen mit der Hauptreichweite deutlich geringer sein kann, kann eine Regelstrategie durchgeführt werden, um Geräusche und Schwingungen/Vibrationen, die von dem Motor 20 erzeugt werden, zu minimieren.
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Demzufolge, wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Zusatzreichweite ist, kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um einen mit dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom gebildeten Strombefehl aus dem Stromabbild auszuwählen, in dem eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes Schwingungen/Vibrationen und Geräusche des Motors auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments und der Motordrehzahl minimiert (minimiert beispielsweise die Drehmomentwelligkeit des Motors), und um den Strombefehl auszugeben.
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Nachstehend wird ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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3 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 3 gezeigt, kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um die Reichweite des Fahrzeugs in schritt S10 zu erfassen. Die Reichweite des Fahrzeugs kann unterteilt werden in die Hauptreichweite und die Zusatzreichweite aus der Motordrehzahl und dem erforderlichen Drehmoment des Fahrers. Die Reichweite des Fahrzeugs kann bestimmt werden aus einem Testergebnis eines UDDS-Modus und eines HWY-Modus.
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Die Steuerung 40 kann eingerichtet sein, um die Regelung mit maximaler Effizienz, in der die Effizienz des Motors maximiert werden kann (z.B. die Regelung mit minimalem Strom, in der der in dem Motor verbrauchte Strom minimiert wird), in Schritt S20 durchzuführen, wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Hauptreichweite ist. Mit anderen Worten kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um einen mit dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom gebildeten Strombefehl aus dem Stromabbild auszuwählen, wobei eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes auf der Grundlage der erforderlichen Drehmoments und der Motordrehzahl einen in dem Motor 20 verbrauchten Strom minimieren kann. Zusätzlich kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um den Strombefehl auszugeben, um den Motor 20 zu betreiben.
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Wenn die Reichweite des Fahrzeugs die Zusatzreichweite ist, kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um die Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit in Schritt S30 durchzuführen, in der die Drehmomentwelligkeit des Motors 20 minimiert werden kann. Mit anderen Worten kann die Steuerung 40 eingerichtet sein, um einen mit dem d-Achsen-Strom und dem q-Achsen-Strom gebildeten Strombefehl aus dem Stromabbild auszuwählen, in dem eine Kombination des d-Achsen-Stromes und des q-Achsen-Stromes auf der Grundlage des erforderlichen Drehmoments und der Motordrehzahl Schwingungen/Vibrationen und Geräusche des Motors minimieren kann (z.B. kann die Drehmomentwelligkeit des Motors minimiert werden), und die Steuerung 40 kann eingerichtet sein, um den Strombefehl auszugeben.
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Wie oben beschrieben, ist das technische Merkmal der Vorrichtung und des Verfahrens zum Steuern des Elektrofahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, dass die Regelung mit minimalem Strom oder die Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit wahlweise gemäß der Reichweite des Fahrzeugs durchgeführt werden können. Da die Regelung mit minimalem Strom oder die Regelung mit minimaler Drehmomentwelligkeit wahlweise auf der Grundlage der Reichweite des Fahrzeugs durchgeführt werden kann, kann es möglich sein, den Kraftstoffverrauch des Fahrzeugs zu minimieren und Schwingungen/Vibrationen und Geräusche, die durch die Drehmomentwelligkeit des Motors erzeugt werden, zu reduzieren.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Batterie
- 20
- Motor
- 30
- Inverter
- 40
- Steuerung
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Während diese Erfindung in Verbindung mit dem beschrieben worden ist, was gegenwärtig als praktische Ausführungsbeispiele erachtet werden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensatz dazu vorgesehen ist, um verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen abzudecken, die innerhalb der Lehre und des Umfangs der beigefügten Ansprüche umfasst sind.
