TWI697193B - 電動車輛、電動車輛控制裝置及電動車輛控制方法 - Google Patents

電動車輛、電動車輛控制裝置及電動車輛控制方法 Download PDF

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Abstract

控制部在正常區域中，是依照顯示正常區域中的轉矩、馬達的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖來控制轉矩，且在劣化區域中，是依照顯示劣化區域中的轉矩、旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制轉矩，以使該轉矩比正常區域中的轉矩更受到抑制，在判定已成為劣化區域時，會花費劣化時切換時間，進行從依照一般圖的轉矩的控制到依照抑制圖的轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為劣化區域的劣化判定時算起，到已成為劣化區域時的轉矩的控制之切換所需的時間。

Description

電動車輛、電動車輛控制裝置及電動車輛控制方法
本發明是有關於一種電動車輛、電動車輛控制裝置及電動車輛控制方法。
鋰電池等的電池在既定臨界值以下的充電狀態的區域(以下也稱為劣化區域)持續使用的話，就有可能會促使劣化，即使進行充電，充電狀態也不會完全恢復。
在以這種電池來驅動的馬達作為動力的電動二輪車中，若要抑制電池的劣化，例如，可以考慮在電池的充電狀態已成為劣化區域時，抑制馬達輸出的轉矩，在充電狀態已從劣化區域回歸比上述的臨界值還大的區域(以下也稱為正常區域)時，解除抑制轉矩。
然而，如果一成為劣化區域就立即將轉矩抑制到與劣化區域對應的值的話，恐怕會帶給駕駛員一種車輛的加速突然變糟的感覺。因此，以往有著電池的充電狀態在正常區域與劣化區域之間切換時，恐怕會帶給駕駛員不協調感的問題。
另外，在日本專利特開2016-226116號公報中，揭示有一種根據規定了馬達的旋轉數與轉矩與d軸電流(弱磁場電流)之間的關係的TN圖來控制轉矩的技術。然而，日本專利特開2016-226116號公報中所揭示的技術是 一種適當地辨識磁場減弱的範圍，從較小電池提取最大極限輸出的技術，與防止充電狀態在正常區域與劣化區域之間切換時帶給駕駛員不協調感的技術不同。
發明概要
因此，本發明之目的在於提供一種電動車輛、電動車輛控制裝置及電動車輛控制方法，能夠防止電池的充電狀態在正常區域與劣化區域之間切換時帶給駕駛員不協調感。
本發明的一態樣之電動車輛具備：電池，可充放電；馬達，藉由前述電池所供給的電力來輸出用於驅動車輪的轉矩；劣化回歸判定部，進行前述電池的充電狀態是否已從比臨界值還大的正常區域成為前述臨界值以下的劣化區域的判定，或是進行前述充電狀態是否已從前述劣化區域回歸前述正常區域的判定；及控制部，因應於使用者的加速器操作來控制從前述電池供給至前述馬達的電力，藉此來控制前述馬達所輸出的轉矩，又，前述控制部在前述正常區域中，是依照顯示前述正常區域中的前述轉矩、前述馬達的旋轉速度、及加速器 操作量之對應關係的一般圖來控制前述轉矩，且在前述劣化區域中，是依照顯示前述劣化區域中的前述轉矩、前述旋轉速度、及前述加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制前述轉矩，以使該轉矩比前述正常區域中的前述轉矩更受到抑制，在判定已成為前述劣化區域時，會花費劣化時切換時間，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述抑制圖的前述轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為前述劣化區域的劣化判定時算起，到已成為前述劣化區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
又，在前述電動車輛中，前述控制部亦可在判定已回歸前述正常區域時，會花費回歸時切換時間，進行從依照前述抑制圖的前述轉矩的控制到依照前述一般圖的前述轉矩的控制之切換，該回歸時切換時間是從判定已回歸前述正常區域的回歸判定時算起，到已回歸前述正常區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
又，在前述電動車輛中，前述回歸時切換時間亦可與前述劣化時切換時間不同。
又，在前述電動車輛中，前述回歸時切換時間亦可比前述劣化時切換時間還短。
又，在前述電動車輛中，前述控制部亦可在判定已成為前述劣化區域時，會算出劣化時切換源轉矩與劣化時切換目標處轉矩之間的差值，該劣化時切換源轉矩是與前述劣化判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量 對應的前述一般圖上的轉矩，該劣化時切換目標處轉矩是與前述劣化判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量對應的前述抑制圖上的轉矩，接著設定前述劣化時切換時間，其時間長度因應於前述所算出的前述劣化時切換源轉矩與前述劣化時切換目標處轉矩之間的差值，然後花費前述所設定的劣化時切換時間進行從前述劣化時切換源轉矩切換到前述劣化時切換目標處轉矩的控制。
又，在前述電動車輛中，前述控制部亦可進行以依照一次函數的變化量來使前述轉矩變化的控制，藉此花費前述劣化時切換時間進行從前述劣化時切換源轉矩切換到前述劣化時切換目標處轉矩的控制，該一次函數是將前述劣化時切換源轉矩與前述劣化時切換目標處轉矩之間的差值除以前述劣化時切換時間之後所得到的值作為係數。
又，在前述電動車輛中，前述控制部亦可在判定已回歸前述正常區域時，會算出回歸時切換源轉矩與回歸時切換目標處轉矩之間的差值，該回歸時切換源轉矩是與前述回歸判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量對應的前述抑制圖上的轉矩，該回歸時切換目標處轉矩是與前述回歸判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量對應的前述一般圖上的轉矩，接著設定前述回歸時切換時間，其時間長度因應於前 述所算出的前述回歸時切換源轉矩與前述回歸時切換目標處轉矩之間的差值，然後花費前述所設定的回歸時切換時間進行從前述回歸時切換源轉矩切換到前述回歸時切換目標處轉矩的控制。
又，在前述電動車輛中，前述控制部亦可進行以依照一次函數的變化量來使前述轉矩變化的控制，藉此花費前述回歸時切換時間進行從前述回歸時切換源轉矩切換到前述回歸時切換目標處轉矩的控制，該一次函數是將前述回歸時切換源轉矩與前述回歸時切換目標處轉矩之間的差值除以前述回歸時切換時間之後所得到的值作為係數。
又，在前述電動車輛中，前述劣化回歸判定部亦可是定期監視前述電池的狀態的電池管理單元。
又，在前述電動車輛中，前述電池管理單元亦可在判定已成為前述劣化區域時，會對前述控制部輸出要求抑制前述轉矩的抑制旗標，在判定已回歸前述正常區域時，會對前述控制部輸出要求解除抑制前述轉矩的抑制解除旗標，前述控制部會因應於前述抑制旗標，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述抑制圖的前述轉矩的控制之切換，且會因應於前述抑制解除旗標，進行從依照前述抑制圖的前述轉矩的控制到依照前述一般圖的前述轉矩的控制之切換。
又，在前述電動車輛中，前述車輪與前述馬達亦可不透過離合器來做機械性連接。
本發明的一態樣之電動車輛控制裝置是一種會控制電動車輛的電動車輛控制裝置，該電動車輛具備：電池，可充放電；馬達，藉由前述電池所供給的電力來輸出用於驅動車輪的轉矩；及劣化回歸判定部，進行前述電池的充電狀態是否已從比臨界值還大的正常區域成為前述臨界值以下的劣化區域的判定，或是進行前述充電狀態是否已從前述劣化區域回歸前述正常區域的判定，該電動車輛控制裝置具備：控制部，因應於使用者的加速器操作來控制從前述電池供給至前述馬達的電力，藉此來控制前述馬達所輸出的轉矩，又，前述控制部在前述正常區域中，是依照顯示前述正常區域中的前述轉矩、前述馬達的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖來控制前述轉矩，且在前述劣化區域中，是依照顯示前述劣化區域中的前述轉矩、前述旋轉速度、及前述加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制前述轉矩，以使該轉矩比前述正常區域中的前述轉矩更受到抑制，在判定已成為前述劣化區域時，會花費劣化時切換時間，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述 抑制圖的前述轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為前述劣化區域的劣化判定時算起，到已成為前述劣化區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
本發明的一態樣之電動車輛控制方法是一種會控制電動車輛的電動車輛控制方法，該電動車輛具備：電池，可充放電；馬達，藉由前述電池所供給的電力來輸出用於驅動車輪的轉矩；及劣化回歸判定部，進行前述電池的充電狀態是否已從比臨界值還大的正常區域成為前述臨界值以下的劣化區域的判定，或是進行前述充電狀態是否已從前述劣化區域回歸前述正常區域的判定，該電動車輛控制方法具備以下步驟：在前述正常區域中，依照顯示前述正常區域中的前述轉矩、前述馬達的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖來控制前述轉矩；在前述劣化區域中，依照顯示前述劣化區域中的前述轉矩、前述旋轉速度、及前述加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制前述轉矩，以使該轉矩比前述正常區域中的前述轉矩更受到抑制；及在判定已成為前述劣化區域時，花費劣化時切換時間，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述抑制圖的前述轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為前述劣化區域的劣化判定時算起，到已成為前 述劣化區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
本發明的一態樣之電動車輛具備：電池，可充放電；馬達，藉由電池所供給的電力來輸出用於驅動車輪的轉矩；劣化回歸判定部，進行電池的充電狀態是否已從比臨界值還大的正常區域成為臨界值以下的劣化區域的判定，或是進行充電狀態是否已從劣化區域回歸正常區域的判定；及控制部，因應於使用者的加速器操作來控制從電池供給至馬達的電力，藉此來控制馬達所輸出的轉矩，又，控制部在正常區域中，是依照顯示正常區域中的轉矩、馬達的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖來控制轉矩，且在劣化區域中，是依照顯示劣化區域中的轉矩、旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制轉矩，以使該轉矩比正常區域中的轉矩更受到抑制，在判定已成為劣化區域時，會花費劣化時切換時間，進行從依照一般圖的轉矩的控制到依照抑制圖的轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為劣化區域的劣化判定時算起，到已成為劣化區域時的轉矩的控制之切換所需的時間。
像這樣，依據本發明，在判定電池的充電狀態已從正常區域成為劣化區域時，能夠從判定已成為劣化區域的劣化判定時開始花費劣化時切換時間，進行從依照一般圖的轉矩的控制到依照抑制圖的轉矩的控制之切換。
藉此，能夠防止電池的充電狀態在正常區域 與劣化區域之間切換時帶給駕駛員不協調感。
1:電動車輛控制裝置
2:電源部
3:馬達
3a、3b、3c:輸入端子
4:角度感測器
4u:U相角度感測器
4v:V相角度感測器
4w:W相角度感測器
5:加速器位置感測器
7:儀表
8:車輪
10:控制部
20:記憶部
21:電池
22:電池管理單元
30:電力轉換部
30a:電源端子
30b:電源端子
100:電動二輪車
C:平流電容器
Q1~Q6:半導體開關
S1~S13:步驟
T1:劣化時切換源轉矩
T2:劣化時切換目標處轉矩
T3:回歸時切換源轉矩
T4:回歸時切換目標處轉矩
t1:劣化時切換時間
t2:回歸時切換時間
圖1是顯示實施形態之電動二輪車100的圖。
圖2是在實施形態之電動二輪車100中，顯示電力轉換部30及馬達3的圖。
圖3是在實施形態之電動二輪車100中，顯示設在馬達3之轉子中的磁鐵、及角度感測器4的圖。
圖4是在實施形態之電動二輪車100中，顯示轉子角度與角度感測器4的輸出之間的關係的圖。
圖5是顯示實施形態之電動二輪車100之控制方法的流程圖。
圖6是在實施形態之電動二輪車100之控制方法中，用於說明轉矩圖之切換的說明圖。
用以實施發明之形態
以下，參照圖式來說明本發明之實施形態。另外，以下所示的實施形態並不是要限定本發明。又，在實施形態中所參照的圖式中，對於相同部分或是具有同樣功能的部分，會附上相同符號或類似符號，並省略其重複說明。
首先，參照圖1，針對作為電動車輛之一例的實施形態之電動二輪車100來進行說明。電動二輪車100是一種使用電池所供給的電力來驅動馬達，藉此來行駛的電動機車等電動二輪車。更詳而言之，電動二輪車100是一種有別於引擎車或混合動力車輛，只以馬達作為動力， 且馬達與車輪是不透過離合器來做機械性連接的無離合器電動二輪車。另外，本發明之電動車輛不受此所限定，例如亦可是四輪的車輛。
電動二輪車100如圖1所示，具備：電動車輛控制裝置1、電源部2、馬達3、角度感測器4、加速器位置感測器5、儀表7、車輪8。電源部2具有：電池21(亦即，電槽(cell))、作為劣化回歸判定部之一例的電池管理單元(BMU)22。
以下，針對電動二輪車100的各構成要素來詳細說明。
電動車輛控制裝置1是控制電動二輪車100的裝置，具有：控制部10、記憶部20、電力轉換部30。另外，電動車輛控制裝置1亦可構成為控制電動二輪車100整體的ECU(電子控制單元(Electronic Control Unit))。接下來，針對電動車輛控制裝置1的各構成要素來詳細說明。
控制部10會從連接於電動車輛控制裝置1的各種裝置輸入資訊，並且會透過電力轉換部30來驅動控制馬達3。關於控制部10的詳細內容將在後面敘述。
記憶部20會記憶給控制部10使用的資訊，或是用於運作控制部10的程式。該記憶部20例如是不變性半導體記憶體(nonvolatile semiconductor memory)，但不受此所限定。
電力轉換部30會將電池21的直流電力轉換成交流電力並供給至馬達3。該電力轉換部30如圖2所示， 是以三相全橋式電路所構成。半導體開關Q1、Q3、Q5是高側開關(high side switch)，半導體開關Q2、Q4、Q6是低側開關(low side switch)。半導體開關Q1~Q6的控制端子電性連接於控制部10。在電源端子30a與電源端子30b之間設有平流電容器(smoothing condenser)C。半導體開關Q1~Q6例如是MOSFET或是IGBT等。
如圖2所示，半導體開關Q1連接於電源端子30a與馬達3的輸入端子3a之間，該電源端子30a連接了電池21的正極。同樣的，半導體開關Q3連接於電源端子30a與馬達3的輸入端子3b之間。半導體開關Q5連接於電源端子30a與馬達3的輸入端子3c之間。
半導體開關Q2連接於馬達3的輸入端子3a與電源端子30b之間，該電源端子30b連接了電池21的負極。同樣的，半導體開關Q4連接於馬達3的輸入端子3b與電源端子30b之間。半導體開關Q6連接於馬達3的輸入端子3c與電源端子30b之間。另外，輸入端子3a是U相的輸入端子，輸入端子3b是V相的輸入端子，輸入端子3c是W相的輸入端子。
電池21可充放電。具體而言，電池21在放電時會對電力轉換部30供給直流電力。又，電池21在藉由市電等之未圖示的外部電源所供給的交流電力進行充電時，會藉由外部電源所供給的電力來充電。
又，電池21在藉由馬達3輸出的交流電力(亦即，電動勢(electromotive force))進行再生充電時，會藉 由以電力轉換部30將馬達3輸出的交流電力轉換成的直流電壓來充電。
電池21的數量不限於1個，也可以是複數個。電池21例如是鋰離子電池，但也可以是其他種類的電池。電池21也可以是由不同種類(例如，鋰離子電池與鉛電池)的電池所構成。
電池管理單元22會定期監視電池21的電壓或電池21的充電狀態等電池21的狀態，並將與電池21的狀態有關的資訊發送至控制部10。
又，電池管理單元22會進行電池21的充電狀態是否已從比預先設定之臨界值還大的正常區域成為臨界值以下的劣化區域的判定(以下也稱為劣化判定)。
又，電池管理單元22會進行電池21的充電狀態是否已從劣化區域回歸正常區域的判定(以下也稱為回歸判定)。
馬達3會藉由電池21所供給的電力來輸出用於驅動車輪8的轉矩。
具體而言，馬達3會藉由電力轉換部30所供給的交流電力來驅動，藉此輸出用於驅動車輪8的轉矩。轉矩可以是藉由控制部10對電力轉換部30的半導體開關Q1~Q6輸出PWM訊號來進行控制，該PWM訊號具有根據目標轉矩所算出之通電時間與占空比(duty ratio)。該馬達3機械性連接於車輪8，會藉由轉矩來使車輪8往期望方向旋轉。在本實施形態中，馬達3是不透過離合器而機械性 連接於車輪8。另外，馬達3的種類沒有特別受到限定。
又，馬達3會在馬達3的旋轉速度減少時，或是因外力而造成的馬達3的旋轉時，輸出交流電力。
例如，車輛在行駛中踩剎車而使得馬達3的旋轉和車輪8一起被減速時，馬達3會輸出交流電力。又，在沒有從電池21對馬達3供給電力的狀態中，車輛藉由慣性來行駛時或是在坡道(下坡)行駛時，馬達3會隨著車輪8的旋轉而旋轉，藉此來輸出交流電力。
馬達3輸出的交流電力會藉由電力轉換部30被轉換成直流電力，並以轉換成的直流電力來對電池21進行再生充電。
角度感測器4是檢測馬達3之轉子的旋轉角度的感測器。換言之，角度感測器4是用於檢測馬達3的旋轉速度的感測器。如圖3所示，在馬達3之轉子的周面上，交互地安裝有N極與S極的磁鐵(感應磁鐵)。角度感測器4是藉由例如霍耳元件(Hall element)所構成，會檢測伴隨馬達3之旋轉的磁場變化。另外，磁鐵亦可設在飛輪(未圖示)的內側。
如圖3所示，角度感測器4具有：U相角度感測器4u、V相角度感測器4v、W相角度感測器4w。在本實施形態中，U相角度感測器4u與V相角度感測器4v是配置成會相對於馬達3之轉子而形成30°的角度。同樣的，V相角度感測器4v與W相角度感測器4w是配置成會相對於馬達3之轉子而形成30°的角度。
如圖4所示，U相角度感測器4u、V相角度感測器4v及W相角度感測器4w會輸出與轉子角度(角度位置)對應之相位的脈波訊號。
又，如圖4所示，每個既定的轉子角度都被分配了顯示轉子級數(rotor stage)的編號(轉子級數編號)。轉子級數顯示馬達3之轉子的角度位置，在本實施形態中，是以每60°電角度來分配轉子級數編號1、2、3、4、5、6。轉子級數是藉由U相角度感測器4u、V相角度感測器4v及W相角度感測器4w的輸出訊號的位準(H位準或是L位準)的組合來定義。例如，轉子級數編號1是(U相、V相、W相)=(H,L,H)，轉子級數編號2是(U相、V相、W相)=(H,L,L)。
加速器位置感測器5會檢測藉由使用者的加速器操作所設定的加速器操作量，並將被檢測到的加速器操作量作為電訊號發送至控制部10。使用者想要加速時，加速器操作量會變大。加速器操作量例如可以是車輛的加速器手柄的旋轉操作量[°]，但不受此所限定。
儀表7是設在電動二輪車100的顯示器(例如，液晶面板)，會顯示各種資訊。具體而言，電動二輪車100的行駛速度、電池21的殘量、現在時刻、行駛距離等資訊會顯示於儀表7。在本實施形態中，儀表7是設在電動二輪車100的把手(未圖示)。
另外，電池管理單元22亦可控制藉由馬達3輸出的電力所進行的電池21的再生充電。
例如，電池管理單元22亦可在馬達3的旋轉速度顯示出減速時，進行以馬達3所輸出的電力來對電池21進行再生充電的控制，該馬達3的旋轉速度是根據角度感測器4的脈波訊號來算出。又，電池管理單元22亦可根據例如：角度感測器4的脈波訊號為臨界值以上，且加速器位置感測器5的操作量為臨界值以下這點，來檢測車輛的坡道行駛狀態或是慣性行駛狀態。而且，電池管理單元22亦可在檢測到車輛的坡道行駛狀態或是慣性行駛狀態時，進行以馬達3所輸出的電力來對電池21進行再生充電的控制。另外，取代電池管理單元22，改由控制部10控制再生充電亦可，或是，控制部10和電池管理單元22一起控制再生充電亦可。
接下來，針對控制部10來詳細說明。
控制部10會因應於使用者的加速器操作來控制從電池21供給至馬達3的電力，藉此來控制馬達3所輸出的轉矩。
例如，控制部10會生成PWM訊號，並將所生成的PWM訊號輸出至半導體開關Q1~Q6，該PWM訊號具有根據目標轉矩所算出之通電時間與占空比。藉此，馬達3會被驅動以輸出目標轉矩。
在本實施形態中，控制部10在正常區域中，是依照顯示正常區域中的轉矩、馬達3的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖(normal map)來控制轉矩。
例如，控制部10會從一般圖特定出與馬達3的旋轉速度、加速器操作量對應的轉矩，該馬達3的旋轉速度是根據角度感測器4的脈波訊號來檢測，該加速器操作量是以加速器位置感測器5來檢測。而且，控制部10會對半導體開關Q1~Q6輸出已將特定出的轉矩作為目標轉矩的PWM訊號，藉此來進行依照一般圖的轉矩的控制。
又，控制部10在劣化區域中，是依照顯示劣化區域中的轉矩、旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制轉矩，以使該轉矩比正常區域中的轉矩更受到抑制。
例如，控制部10會從抑制圖特定出與馬達3的旋轉速度、加速器操作量對應的轉矩，該馬達3的旋轉速度是根據角度感測器4的脈波訊號來檢測，該加速器操作量是以加速器位置感測器5來檢測。而且，控制部10會對半導體開關Q1~Q6輸出已將特定出的轉矩作為目標轉矩的PWM訊號，藉此來進行依照抑制圖的轉矩的控制。
更具體而言，控制部10在藉由電池管理單元22的劣化判定而判定充電狀態已成為劣化區域時，會花費劣化時切換時間，進行從依照一般圖的轉矩的控制到依照抑制圖的轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為劣化區域的劣化判定時算起，到已成為劣化區域時的轉矩的控制之切換所需的時間。
例如，電池管理單元22在判定已成為劣化區域時，會對控制部10輸出要求抑制轉矩的抑制旗標。而 且，控制部10會因應於抑制旗標，進行從依照一般圖的轉矩的控制到依照抑制圖的轉矩的控制之切換。
又，控制部10在藉由電池管理單元22的回歸判定而判定已回歸正常區域時，會花費回歸時切換時間，進行從依照抑制圖的轉矩的控制到依照一般圖的轉矩的控制之切換，該回歸時切換時間是從判定已回歸正常區域的回歸判定時算起，到已回歸正常區域時的轉矩的控制之切換所需的時間。
例如，電池管理單元22在判定已回歸正常區域時，會對控制部10輸出要求解除抑制轉矩的抑制解除旗標。而且，控制部10會因應於抑制解除旗標，進行從依照抑制圖的轉矩的控制到依照一般圖的轉矩的控制之切換。
更具體而言，回歸時切換時間與劣化時切換時間不同。更詳而言之，回歸時切換時間比劣化時切換時間還短。
又，控制部10亦可在判定已成為劣化區域時，會算出劣化時切換源轉矩與劣化時切換目標處轉矩之間的差值，該劣化時切換源轉矩是與劣化判定時的馬達3的旋轉速度及加速器操作量對應的一般圖上的轉矩，該劣化時切換目標處轉矩是與劣化判定時的馬達3的旋轉速度及加速器操作量對應的抑制圖上的轉矩。
此時，控制部10亦可設定劣化時切換時間，其時間長度因應於所算出的劣化時切換源轉矩與劣化時切換目標處轉矩之間的差值。而且，控制部10亦可花費所設 定的劣化時切換時間進行從劣化時切換源轉矩切換到劣化時切換目標處轉矩的控制。
此時，控制部10亦可進行以依照一次函數的變化量來使轉矩變化的控制，藉此花費劣化時切換時間進行從劣化時切換源轉矩切換到劣化時切換目標處轉矩的控制，該一次函數是將劣化時切換源轉矩與劣化時切換目標處轉矩之間的差值除以劣化時切換時間之後所得到的值作為係數。
另外，控制部10亦可進行以依照一次函數以外之函數(例如，二次函數等)的變化量來使轉矩變化的控制，藉此花費劣化時切換時間進行從劣化時切換源轉矩切換到劣化時切換目標處轉矩的控制。又，依照函數的轉矩的變化亦可是階梯狀的變化。
又，控制部10亦可在判定已回歸正常區域時，會算出回歸時切換源轉矩與回歸時切換目標處轉矩之間的差值，該回歸時切換源轉矩是與回歸判定時的馬達3的旋轉速度及加速器操作量對應的抑制圖上的轉矩，該回歸時切換目標處轉矩是與回歸判定時的馬達3的旋轉速度及加速器操作量對應的一般圖上的轉矩。
此時，控制部10亦可設定回歸時切換時間，其時間長度因應於所算出的回歸時切換源轉矩與回歸時切換目標處轉矩之間的差值。而且，控制部10亦可花費所設定的回歸時切換時間進行從回歸時切換源轉矩切換到回歸時切換目標處轉矩的控制。
此時，控制部10亦可進行以依照一次函數的變化量來使轉矩變化的控制，藉此花費回歸時切換時間進行從回歸時切換源轉矩切換到回歸時切換目標處轉矩的控制，該一次函數是將回歸時切換源轉矩與回歸時切換目標處轉矩之間的差值除以回歸時切換時間之後所得到的值作為係數。
另外，控制部10亦可進行以依照一次函數以外之函數(例如，二次函數等)的變化量來使轉矩變化的控制，藉此花費回歸時切換時間進行從回歸時切換源轉矩切換到回歸時切換目標處轉矩的控制。
(電動二輪車100之控制方法)
以下，參照圖5的流程圖及圖6的說明圖，作為電動車輛控制方法之一例，針對電動二輪車100之控制方法來進行說明。另外，圖5的流程圖會依需要而重複。
在圖5的範例中，首先，控制部10會開始依照一般圖的馬達3的轉矩控制(步驟S1)。
開始依照一般圖的轉矩控制後，電池管理單元22會開始取得電池21的充電狀態(步驟S2)。
開始取得充電狀態後，電池管理單元22會進行是否已成為劣化區域的判定(劣化判定)(步驟S3)。
而且，已成為劣化區域時(步驟S3：Yes)，電池管理單元22會對控制部10輸出抑制旗標(步驟S4)。另一方面，沒有成為劣化區域時(步驟S3：No)，電池管理單元22會重複依照一般圖的馬達3的轉矩控制(步驟S1)。
因應於抑制旗標的輸出，控制部10會算出一般圖上的劣化時切換源轉矩T1與抑制圖上的劣化時切換目標處轉矩T2之間的差值(步驟S5)。另外，在圖6中，示意性地顯示有一般圖上的劣化時切換源轉矩T1及抑制圖上的劣化時切換目標處轉矩T2。
算出劣化時切換源轉矩T1與劣化時切換目標處轉矩T2之間的差值後，控制部10會設定劣化時切換時間t1，其時間長度因應於所算出的差值(步驟S6)。例如，劣化時切換時間t1是跟劣化時切換源轉矩T1與劣化時切換目標處轉矩T2之間的差值成比例的時間。
設定劣化時切換時間t1後，控制部10會進行從劣化時切換源轉矩T1到劣化時切換目標處轉矩T2之切換，該切換會花費所設定的劣化時切換時間t1(步驟S7、圖6)。
此時，控制部10亦可進行如下控制，即，以依照以下的數學式(1)所示之一次函數的變化量，花費劣化時切換時間t1來使轉矩從劣化時切換源轉矩T1變化至劣化時切換目標處轉矩T2。
T12=T1+(D1/t1)×t (1)
惟，T12是從劣化時切換源轉矩T1切換到劣化時切換目標處轉矩T2為止的轉矩。D1是劣化時切換源轉矩T1與劣化時切換目標處轉矩T2之間的差值(T2-T1)。t是從劣化判定時算起的經過時間，最大值為劣化時切換時間t1。
花費劣化時切換時間t1進行從劣化時切換源 轉矩T1到劣化時切換目標處轉矩T2之切換後，控制部10會開始依照抑制圖的轉矩控制(步驟S8)。
開始依照抑制圖的轉矩控制後，電池管理單元22會進行是否已回歸正常區域的判定(回歸判定)(步驟S9)。作為在行駛中從劣化區域回歸正常區域的情況，例如可舉出進行了再生充電的情況，或是暫時停止了從電池21對馬達3的電力供給的情況等。
而且，已回歸正常區域時(步驟S9：Yes)，電池管理單元22會對控制部10輸出抑制解除旗標(步驟S10)。另一方面，沒有回歸正常區域時(步驟S9：No)，電池管理單元22會重複依照抑制圖的轉矩控制(步驟S8)。
因應於抑制解除旗標的輸出，控制部10會算出抑制圖上的回歸時切換源轉矩T3與一般圖上的回歸時切換目標處轉矩T4之間的差值(步驟S11)。另外，在圖6中，示意性地顯示有回歸時切換源轉矩T3及回歸時切換目標處轉矩T4。
算出回歸時切換源轉矩T3與回歸時切換目標處轉矩T4之間的差值後，控制部10會設定回歸時切換時間t2，其時間長度因應於所算出的差值(步驟S12)。例如，回歸時切換時間t2是跟回歸時切換源轉矩T3與回歸時切換目標處轉矩T4之間的差值成比例的時間。
設定回歸時切換時間t2後，控制部10會進行從回歸時切換源轉矩T3到回歸時切換目標處轉矩T4之切換，該切換會花費所設定的回歸時切換時間t2(步驟S13、 圖6)。
此時，控制部10亦可進行如下控制，即，以依照以下的數學式(2)所示之一次函數的變化量，花費回歸時切換時間t2來使轉矩從回歸時切換源轉矩T3變化至回歸時切換目標處轉矩T4。
T34=T3+(D2/t2)×t (2)
惟，T34是從回歸時切換源轉矩T3切換到回歸時切換目標處轉矩T4為止的轉矩。D2是回歸時切換源轉矩T3與回歸時切換目標處轉矩T4之間的差值(T4-T3)。t是從回歸判定時算起的經過時間，最大值為回歸時切換時間t2。
以下，針對藉由實施形態所帶來的作用來進行說明。
有別於引擎車或混合動力車輛，只以馬達3作為動力的電動二輪車100中，電池21的充電狀態帶給車輛的行駛性能的影響很大，電池21的充電狀態在劣化區域與正常區域之間切換時的不協調感會變得很大。
然而，依據本實施形態，如同上述，控制部10在判定已成為劣化區域時，會從劣化判定時開始花費劣化時切換時間t1，進行從依照一般圖的轉矩的控制到依照抑制圖的轉矩的控制之切換。
藉此，在電動二輪車100中，能夠防止電池的充電狀態在正常區域與劣化區域之間切換時帶給駕駛員不協調感。具體而言，能夠防止充電狀態從正常區域切換到劣化區域時帶給駕駛員因加速感降低所造成的不協調 感。
又，如同上述，控制部10在判定已回歸正常區域時，會從回歸判定時開始花費回歸時切換時間t2，進行從依照抑制圖的轉矩的控制到依照一般圖的轉矩的控制之切換。
藉此，能夠防止電池的充電狀態從劣化區域切換到正常區域時帶給駕駛員不協調感。
又，如同上述，回歸時切換時間t2比劣化時切換時間t1還短。比起轉矩降低時帶給駕駛員的不協調感，轉矩增加時帶給駕駛員的不協調感會比較小。因此，將回歸時切換時間t2設成比劣化時切換時間t1還短，便可抑制不協調感，並且可使車輛迅速地加速至因應於加速器操作之使用者期望的速度。
又，如同上述，控制部10在判定已成為劣化區域時，會設定劣化時切換時間t1，其時間長度因應於劣化時切換源轉矩T1與劣化時切換目標處轉矩T2之間的差值，然後花費所設定的劣化時切換時間t1進行從劣化時切換源轉矩T1切換到劣化時切換目標處轉矩T2的控制。
藉此，由於能夠花費有因應於劣化時切換源轉矩T1與劣化時切換目標處轉矩T2之間的差值且夠長的劣化時切換時間t1，從劣化時切換源轉矩T1切換到劣化時切換目標處轉矩T2，因此能夠更有效地防止從正常區域切換到劣化區域時帶給駕駛員不協調感。
又，如同上述，控制部10亦可進行以依照一 次函數的變化量來使轉矩變化的控制，該一次函數是將劣化時切換源轉矩T1與劣化時切換目標處轉矩T2之間的差值D1除以劣化時切換時間t1之後所得到的值作為係數。
藉此，能夠依照一次函數來簡便地進行花費劣化時切換時間t1從劣化時切換源轉矩T1切換到劣化時切換目標處轉矩T2的控制。
又，如同上述，控制部10在判定已回歸正常區域時，會設定回歸時切換時間t2，其時間長度因應於回歸時切換源轉矩T3與回歸時切換目標處轉矩T4之間的差值，然後花費所設定的回歸時切換時間t2進行從回歸時切換源轉矩T3切換到回歸時切換目標處轉矩T4的控制。
藉此，由於能夠花費有因應於回歸時切換源轉矩T3與回歸時切換目標處轉矩T4之間的差值且夠長的回歸時切換時間t2，從回歸時切換源轉矩T3切換到回歸時切換目標處轉矩T4，因此能夠更有效地防止從劣化區域切換到正常區域時帶給駕駛員不協調感。
又，如同上述，控制部10亦可進行以依照一次函數的變化量來使轉矩變化的控制，該一次函數是將回歸時切換源轉矩T3與回歸時切換目標處轉矩T4之間的差值D2除以回歸時切換時間t2之後所得到的值作為係數。
藉此，能夠依照一次函數來簡便地進行花費回歸時切換時間t2從回歸時切換源轉矩T3切換到回歸時切換目標處轉矩T4的控制。
又，如同上述，電池管理單元22在判定已成 為劣化區域時，會對控制部10輸出抑制旗標，在判定已回歸正常區域時，會對控制部10輸出抑制解除旗標。控制部10會因應於抑制旗標，進行從依照一般圖的轉矩的控制到依照抑制圖的轉矩的控制之切換，且會因應於抑制解除旗標，進行從依照抑制圖的轉矩的控制到依照一般圖的轉矩的控制之切換。
藉此，控制部10能夠根據旗標來簡便地判斷轉矩的控制所用的圖，因此能夠減輕控制部10的處理負載。
在上述實施形態說明過的電動車輛控制裝置1(控制部10)的至少一部分可用硬體來構成，亦可用軟體來構成。用軟體來構成時，可將實現控制部10的至少一部分功能的程式存儲在軟性磁碟或CD-ROM等記錄媒體，使電腦讀取並執行。記錄媒體不受磁碟或光碟等可移除者所限定，亦可是硬碟裝置或記憶體等固定型記錄媒體。
又，亦可將實現控制部10的至少一部分功能的程式透過網際網路等通訊線路(也包含無線通訊)來發佈。此外，亦可在已將同一程式加密、調變、或壓縮的狀態下，透過網際網路等有線線路或無線線路，或是存儲在記錄媒體來發佈。
根據上述記載，只要是所屬技術領域中具有通常知識者的話，也許能夠想出本發明的追加效果或是各種變形，但是本發明的態樣不受上述各個實施形態所限定。亦可適當結合不同實施形態中的構成要素。可以在不 脫離從申請專利範圍規定之內容及其均等物所導出的本發明之概念思想與主旨的範圍內，進行各種追加、變更、及部分性刪除。
1‧‧‧電動車輛控制裝置
2‧‧‧電源部
3‧‧‧馬達
4‧‧‧角度感測器
5‧‧‧加速器位置感測器
7‧‧‧儀表
8‧‧‧車輪
10‧‧‧控制部
20‧‧‧記憶部
21‧‧‧電池
22‧‧‧電池管理單元
30‧‧‧電力轉換部
100‧‧‧電動二輪車

Claims (13)

  1. 一種電動車輛，其特徵在於：具備：電池，可充放電；馬達，藉由前述電池所供給的電力來輸出用於驅動電動車輛之車輪的轉矩；劣化回歸判定部，進行前述電池的充電狀態是否已從比臨界值還大的正常區域成為前述臨界值以下的劣化區域的判定，或是進行前述充電狀態是否已從前述劣化區域回歸前述正常區域的判定；及控制部，因應於使用者的加速器操作來控制從前述電池供給至前述馬達的電力，藉此來控制前述馬達所輸出的轉矩，又，前述控制部在前述正常區域中，是依照顯示前述正常區域中的前述轉矩、前述馬達的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖(normal map)來控制前述轉矩，且在前述劣化區域中，是依照顯示前述劣化區域中的前述轉矩、前述旋轉速度、及前述加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制前述轉矩，以使該轉矩比前述正常區域中的前述轉矩更受到抑制，在判定已成為前述劣化區域時，會花費劣化時切換時間，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述抑制圖的前述轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為前述劣化區域的劣化判定時算起，到已成為前 述劣化區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
  2. 如請求項1之電動車輛，其中前述控制部在判定已回歸前述正常區域時，會花費回歸時切換時間，進行從依照前述抑制圖的前述轉矩的控制到依照前述一般圖的前述轉矩的控制之切換，該回歸時切換時間是從判定已回歸前述正常區域的回歸判定時算起，到已回歸前述正常區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
  3. 如請求項2之電動車輛，其中前述回歸時切換時間與前述劣化時切換時間不同。
  4. 如請求項3之電動車輛，其中前述回歸時切換時間比前述劣化時切換時間還短。
  5. 如請求項2之電動車輛，其中前述控制部在判定已成為前述劣化區域時，會算出劣化時切換源轉矩與劣化時切換目標處轉矩之間的差值，該劣化時切換源轉矩是與前述劣化判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量對應的前述一般圖上的轉矩，該劣化時切換目標處轉矩是與前述劣化判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量對應的前述抑制圖上的轉矩，接著設定前述劣化時切換時間，其時間長度因應於前述所算出的前述劣化時切換源轉矩與前述劣化時切換目標處轉矩之間的差值，然後花費前述所設定的劣化時切換時間進行從前述劣化時切換源轉矩切換到前述劣化時切換目標處轉矩的控制。
  6. 如請求項5之電動車輛，其中前述控制部會進行以依照一次函數的變化量來使前述轉矩變化的控制，藉此花費前述劣化時切換時間進行從前述劣化時切換源轉矩切換到前述劣化時切換目標處轉矩的控制，該一次函數是將前述劣化時切換源轉矩與前述劣化時切換目標處轉矩之間的差值除以前述劣化時切換時間之後所得到的值作為係數。
  7. 如請求項5之電動車輛，其中前述控制部在判定已回歸前述正常區域時，會算出回歸時切換源轉矩與回歸時切換目標處轉矩之間的差值，該回歸時切換源轉矩是與前述回歸判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量對應的前述抑制圖上的轉矩，該回歸時切換目標處轉矩是與前述回歸判定時的前述旋轉速度及前述加速器操作量對應的前述一般圖上的轉矩，接著設定前述回歸時切換時間，其時間長度因應於前述所算出的前述回歸時切換源轉矩與前述回歸時切換目標處轉矩之間的差值，然後花費前述所設定的回歸時切換時間進行從前述回歸時切換源轉矩切換到前述回歸時切換目標處轉矩的控制。
  8. 如請求項7之電動車輛，其中前述控制部會進行以依照一次函數的變化量來使前述轉矩變化的控制，藉此花費前述回歸時切換時間進行從前述回歸時切換源轉矩切換到前述回歸時切換目標處轉矩的控制，該一次 函數是將前述回歸時切換源轉矩與前述回歸時切換目標處轉矩之間的差值除以前述回歸時切換時間之後所得到的值作為係數。
  9. 如請求項2之電動車輛，其中前述劣化回歸判定部是定期監視前述電池的狀態的電池管理單元。
  10. 如請求項9之電動車輛，其中前述電池管理單元在判定已成為前述劣化區域時，會對前述控制部輸出要求抑制前述轉矩的抑制旗標，在判定已回歸前述正常區域時，會對前述控制部輸出要求解除抑制前述轉矩的抑制解除旗標，前述控制部會因應於前述抑制旗標，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述抑制圖的前述轉矩的控制之切換，且會因應於前述抑制解除旗標，進行從依照前述抑制圖的前述轉矩的控制到依照前述一般圖的前述轉矩的控制之切換。
  11. 如請求項1之電動車輛，其中前述車輪與前述馬達是不透過離合器來做機械性連接。
  12. 一種電動車輛控制裝置，用以控制電動車輛，該電動車輛具備：電池，可充放電；馬達，藉由前述電池所供給的電力來輸出用於驅動前述電動車輛之車輪的轉矩；及劣化回歸判定部，進行前述電池的充電狀態是否已從比臨界值還大的正常區域成為前述臨界值以下的劣化區域 的判定，或是進行前述充電狀態是否已從前述劣化區域回歸前述正常區域的判定，該電動車輛控制裝置之特徵在於：具備：控制部，因應於使用者的加速器操作來控制從前述電池供給至前述馬達的電力，藉此來控制前述馬達所輸出的轉矩，又，前述控制部在前述正常區域中，是依照顯示前述正常區域中的前述轉矩、前述馬達的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖來控制前述轉矩，且在前述劣化區域中，是依照顯示前述劣化區域中的前述轉矩、前述旋轉速度、及前述加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制前述轉矩，以使該轉矩比前述正常區域中的前述轉矩更受到抑制，在判定已成為前述劣化區域時，會花費劣化時切換時間，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述抑制圖的前述轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為前述劣化區域的劣化判定時算起，到已成為前述劣化區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
  13. 一種電動車輛控制方法，用以控制電動車輛，該電動車輛具備：電池，可充放電；馬達，藉由前述電池所供給的電力來輸出用於驅動前述電動車輛之車輪的轉矩；及劣化回歸判定部，進行前述電池的充電狀態是否已從 比臨界值還大的正常區域成為前述臨界值以下的劣化區域的判定，或是進行前述充電狀態是否已從前述劣化區域回歸前述正常區域的判定，該電動車輛控制方法之特徵在於：具備以下步驟：在前述正常區域中，依照顯示前述正常區域中的前述轉矩、前述馬達的旋轉速度、及加速器操作量之對應關係的一般圖來控制前述轉矩；在前述劣化區域中，依照顯示前述劣化區域中的前述轉矩、前述旋轉速度、及前述加速器操作量之對應關係的抑制圖來控制前述轉矩，以使該轉矩比前述正常區域中的前述轉矩更受到抑制；及在判定已成為前述劣化區域時，花費劣化時切換時間，進行從依照前述一般圖的前述轉矩的控制到依照前述抑制圖的前述轉矩的控制之切換，該劣化時切換時間是從判定已成為前述劣化區域的劣化判定時算起，到已成為前述劣化區域時的前述轉矩的控制之切換所需的時間。
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