CN105142972A - 用于电动车辆的驱动力控制器 - Google Patents

Abstract

提供了一种电动车辆的驱动力控制装置，其能够减小带给驾驶员的有关加速踏板操作与驱动电机实际所产生的输出转矩之间的差异感。电动车辆的驱动力控制装置包括目标转矩设置装置(5、7、8、9和10)，其通过根据基本目标转矩值和对应于最大放电功率的电机转矩来限制基本目标转矩值的上限，以此设置目标转矩。在示出了加速器开度与目标转矩之间的关系的曲线图上，目标转矩设置装置将用于产生被限制目标转矩的加速器开度朝向大于该加速器开度的加速器开度侧移动，并且校正所述基本目标转矩值，使得在小于被限制加速器开度的加速器开度区中，目标转矩变得小于基本目标转矩值。

Description

用于电动车辆的驱动力控制器

技术领域

本发明涉及通过考虑电池的最大放电功率来限制输出转矩的电动车辆驱动力控制装置。

背景技术

在专利文献1中公开了现有技术的电动车辆驱动力控制装置。

在现有技术的电动车辆驱动力控制装置中，利用进程电池单元模型预测技术来估计电池组的最大放电功率，并且基于估计值来限制驱动电机的最大输出。

在估计最大放电功率的过程中，基于电池的电压极限和放电状态极限来计算电池的最大放电电流，并且基于电池的电流极限来计算电池的最大放电电流。根据从基于电压极限计算出的最大放电电流、基于放电状态极限计算出的最大放电电流和基于电流极限计算出的最大放电电流中选出的放电电流的最小值来计算最大放电电压。

相关文献

专利文献

专利文献1：JP-T-2007-517190

发明内容

技术问题

然而，在现有技术的电动车辆驱动力控制装置中，存在以下问题。

在图5的框图中示出了现有技术的驱动控制装置的构造。

也就是说，将通过最大放电功率计算部分101计算出的最大放电功率和通过转速检测部分102检测到的驱动电机的转速输入至相除部分104，最大放电功率除以转速，并且计算出最大放电功率等效电机转矩。将最大放电功率等效电机转矩输入至低选择部分106。

同时，将通过电机转速检测部分102检测到的驱动电机的转速和通过加速器开度检测部分103检测到的加速器开度输入至目标电机转矩计算部分105。

目标电机转矩计算部分105具有映射数据，其中根据加速器开度的大小来设置驱动电机转速与目标电机转矩之间的关系，根据加速器开度和驱动电机的转速确定目标电机转矩，并且目标电机转矩被设为目标转矩基本值。将目标基本值输入至低选择部分106。

低选择部分106选择从相除部分104输入的最大放电功率等效电机转矩和从目标电机转矩计算部分105输入的目标转矩基本值中的较小的一个，并且将该较小的一个输出作为驱动电机的目标转矩。

因此，例如，驱动电机转速、目标电机转矩和加速器开度之间的关系如图6的(a)所示。在图6的(a)中，虚线指示最大放电功率。

也就是说，在最大放电功率线上方的部分中，由于目标转矩基本值大于最大放电功率等效电机转矩，因此目标转矩基本值通过低选择部分106被限于最大放电功率等效电机转矩的幅值。相反，在最大放电功率线以下的部分中，目标转矩基本值按原样设为目标转矩。

换句话说，当驱动电机以一定转速(由图6的(a)中的竖直点线所示)旋转时，在转速的线与最大放电功率线之间的交叉点(由白圆圈所示)处的加速器开度成为在选择目标转矩时的分支点。

因此，在转速中，驱动电机的目标电机转矩根据加速器开度的大小而改变。在与白圆圈所示交叉点处的加速器开度相比相等或更小的加速器开度的目标电机转矩基本值为诸如T5、T4或T3的值，并且该值按原样成为目标转矩。在与白圆圈所示交叉点处的加速器开度相比更大的加速器开度中，即使目标电机转矩基本值变成T2、T1等，基本值也被抑制，以成为目标转矩T3。

另外，通过黑圆圈示出转速的线与指示出各个代表性的加速器开度的目标转矩的线之间的交叉点，并且图6的(a)中的各个交叉点与图6的(b)中的交叉点一致。

结果，如图6的(b)所示，当加速器开度小于白圆圈所示的加速器开度时，目标转矩与目标转矩基本值是相同的值，并且目标转矩随着加速器开度的增大而逐渐增大。

然而，该加速器开度等于或大于白圆圈所示的加速器开度(在图6的(a)和(b)中为4/8开度与5/8开度之间的开度)，目标转矩限为T3，并且即使目标转矩基本值跟随加速器开度的进一步增大而增大，目标转矩也在T3饱和而不再增大。

因此，当在加速等期间将加速器踏板压下等于半力度的下压量时，目标转矩基本值此时达到最大放电功率等效电机转矩，将最大放电功率等效转矩选为目标转矩，并且限制输出。因此，即使驾驶员进一步下压加速器踏板，所产生的转矩实际上也不增大。

结果，通过实际转矩不能反映驾驶员的意图，驾驶性能变差，并且存在驾驶员感觉到差异的问题。

考虑到上述问题，提出了本发明，并且其一个目的是提供一种电动车辆驱动力控制装置，其减小了驾驶员的加速踏板操作与驱动电机实际产生的输出转矩之间产生的差异。

解决问题的手段

为了实现该目的，本发明的电动车辆驱动力控制装置包括：

电机转速检测单元，其被构造为检测用于驱动电动车辆的驱动电机的电机转速；

电池最大放电功率估计单元，其被构造为估计电池的最大放电功率；

加速器开度检测单元，其被构造为检测加速器开度；

目标转矩基本值计算单元，其被构造为基于由电机转速检测单元检测到的电机转速和由加速器开度检测单元检测到的加速器开度来计算驱动电机的目标转矩基本值；

最大放电功率等效电机转矩计算单元，其被构造为通过将电池最大放电功率估计单元估计出的最大放电功率除以由电机转速检测单元检测到的电机转速来计算最大放电功率等效电机转矩；以及

目标转矩设置单元，其被构造为基于由目标转矩基本值计算单元计算出的目标转矩基本值和由最大放电功率等效电机转矩计算单元计算出的最大放电功率等效电机转矩来通过限制目标转矩基本值的上限以设置驱动电机的目标转矩，

其中，目标转矩设置单元包括目标转矩基本值校正单元，用于校正目标转矩基本值，从而在指示了加速器开度与目标转矩之间的关系的曲线图上，使产生了被限制目标转矩的加速器开度移动至比该加速器开度更大的加速器开度侧，并且在比产生了被限制目标转矩的所述加速器开度更小的一个加速器开度区中产生小于目标转矩基本值的目标转矩。

有益效果

根据本发明的电动车辆驱动力控制装置，能够将加速器开度移动至更大的加速器开度侧，通过这样的加速器开度来由目标转矩基本值校正单元对目标转矩基本值的上限进行限制。因此，当加速器开度增大时，可将目标转矩增大至全加速器开度或者接近全加速器开度，并且可增大驱动电机所产生的输出转矩。结果，可减小驾驶员的加速踏板操作与驱动电机实际产生的输出转矩之间的差异。

附图说明

图1是示出本发明的示例1的电动车辆驱动力控制装置的构造的框图；

图2的(a)是示出示例1的电动车辆驱动力控制装置中的驱动电机转速与目标电机转矩之间的关系的示图，并且图2的(b)是示出加速器开度与目标电机转矩之间的关系的示图；

图3是示出本发明的示例2的电动车辆驱动力控制装置的构造的框图；

图4的(a)是示出示例2的电动车辆驱动力控制装置中的驱动电机转速与目标电机转矩之间的关系的示图，并且图4的(b)是示出加速器开度与目标电机转矩之间的关系的示图；

图5是示出现有技术的电动车辆驱动力控制装置的构造的框图；

图6的(a)是示出图5的现有技术的电动车辆驱动力控制装置中的驱动电机转速与目标电机转矩之间的关系的示图，并且图6的(b)是示出加速器开度与目标电机转矩之间的关系的示图。

具体实施方式

下文中，将基于附图示出的示例详细描述本发明的实施例。

另外，在所有示例中，将相同的标号分配给基本相同的部分，并且省略对它们的描述。

示例1

首先，将描述示例1的电动车辆驱动力控制装置的整体构造。如图1所示，示例1的电动车辆驱动力控制装置包括最大放电功率计算部分1、电机转速检测部分2、加速器开度检测部分3、相除部分4、最大电机转矩计算部分5、目标电机转矩计算部分6、校正系数计算部分7和相乘部分8。

最大放电功率计算部分1计算安装在车辆上的电池(未示出)的最大放电功率。例如，最大放电功率计算部分1执行与上述现有技术相似的计算。将计算获得的最大放电功率输入至相除部分4。

另外，最大放电功率计算部分1对应于本发明的电池最大放电功率估计单元。

电机转速检测部分2检测安装在车辆上并且用于驱动电动车辆的驱动电机(未示出)的转速。将驱动电机的转速输入至相除部分4、最大电机转矩计算部分5和目标电机转矩计算部分6中的每一个。

另外，电机转速检测部分2对应于本发明的电机转速检测单元。

加速器开度检测部分3检测对应于加速器踏板(未示出)的下压量的加速器开度。将加速器开度检测部分3检测到的加速器开度输入至目标电机转矩计算部分6。

另外，加速器开度检测部分3对应于本发明的加速器开度检测单元。

相除部分4通过将从最大放电功率计算部分1输入的最大放电功率除以从电机转速检测部分2输入的驱动电机的转速来获得最大放电功率等效电机转矩。将最大放电功率等效电机转矩输入至校正系数计算部分7。

另外，相除部分4对应于本发明的最大放电功率等效电机转矩计算单元。

最大电机转矩计算部分5将关于驱动电机的转速与能够利用该驱动电机通过所述转速产生的最大电机转矩之间的关系的数据存储在映射中，并且获得与电机转速检测部分2检测到的驱动电机的转速相对应的最大电机转矩。将该最大电机转矩输入至校正系数计算部分7。

另外，最大电机转矩计算部分5对应于本发明的最大电机转矩计算单元。

目标电机转矩计算部分6将关于驱动电机的转速与目标电机转矩之间的关系的数据存储在映射中，并且获得对应于由电机转速检测部分2检测到的驱动电机的转速和由加速器开度检测部分3检测到的加速器开度的目标电机转矩。将该目标电机转矩作为目标转矩基本值输入至相乘部分8。

另外，目标电机转矩计算部分6对应于本发明的目标转矩基本值计算单元。

校正系数计算部分7包括相除部分7a和限制器7b。

相除部分7a通过将从相除部分4输入的最大放电功率等效电机转矩除以最大电机转矩计算部分5计算出的最大电机转矩来获得转矩比。将该转矩比输入至限制器7b。

当相除部分7a计算出的转矩比为1或更小时，限制器7b按原样输出该转矩比，而当转矩比超过1时，限制器7b将所有转矩比输出为1。也就是说，从限制器7b输出上限被抑制为1的转矩比来作为校正系数，并且将该校正系数输入至相乘部分8。

另外，校正系数计算部分7对应于本发明的校正系数计算单元。

相乘部分8通过将目标电机转矩计算部分6计算出的目标转矩基本值乘以由校正系数计算部分7计算出的校正系数来获得目标转矩。将该目标转矩输入至电机控制部分(未示出)，并且电机控制部分控制驱动电机以产生目标转矩。

另外，最大电机转矩计算部分5、相乘部分8和校正系数计算部分7对应于本发明的目标转矩设置单元和目标转矩基本值校正单元。

这里，在如上所述构造的驱动力控制装置中，如图2的(a)和(b)所示确定目标转矩。

也就是说，与图6的(a)的情况相似，在图2的(a)中，在特定驱动电机转速情况下，在等于或大于由白圆圈所示的极限加速器开度(4/8和5/8之间的开度，也就是说，半力度开度)的区中，目标转矩基本值等于或大于最大放电功率等效电机转矩。

然而，在示例1的驱动力控制装置中，校正系数计算部分7将最大放电功率等效电机转矩除以最大电机转矩，并且计算校正系数来通过该校正系数将相除的值的上限抑制为小于或等于1，并且相乘部分8将目标转矩基本值乘以该校正系数。因此，使被限制加速器开度被校正为更大的开度。

结果，如图2的(b)所示，与加速器开度相关的目标转矩整体上比目标转矩基本值小一个值，该值是通过目标转矩基本值乘以校正系数而获得的，并且在作为最大加速器开度的全加速器开度(8/8开度)的位置处的目标转矩与最大放电功率等效电机转矩一致。

因此，目标转矩基本值在整个区上不受限制，并且根据驾驶员对加速器开度的下压而由驱动电机产生的实际驱动转矩被逐渐增大至全加速器开度。因此，不会发生由驱动电机产生的转矩相对于加速器踏板的下压量的差异。

如上所述，在示例1的电动车辆驱动力控制装置中，可减少驾驶员的加速器踏板操作与通过驱动电机实际产生的输出转矩之间的差异的发生。

另外，通过利用将目标转矩基本值乘以校正系数的简单构造，使驱动电机所产生的输出转矩能够在整个加速器开度上根据加速器开度的增大而平滑地增大。

通过将产生了被限制目标转矩的加速器开度的移动终点设为全加速器开度位置，可使驱动电机的输出转矩连续地增大至全加速器开度，而不使驱动电机的输出转矩饱和，并且可获得改进的驾驶性能。

示例2

如图3所示，根据本发明的示例2的电动车辆驱动力控制装置与示例1的不同之处在于新增加了校正系数计算部分9和低选择部分10的构造。

另外，校正系数计算部分9对应于本发明的校正系数计算装置。低选择部分10对应于本发明的目标转矩基本值校正装置。

校正系数计算部分9包括相除部分9a、系数相乘部分9b和限制器9c。

与示例1的相除部分7a的情况相似，相除部分9a通过将从相除部分4输入的最大放电功率等效电机转矩除以由最大电机转矩计算部分5计算出的最大电机转矩来获得转矩比。将该转矩比输入至系数相乘部分9b。

系数相乘部分9b通过将相除部分9a获得的转矩比乘以系数1.1来获得校正转矩比。将校正转矩比输入至限制器9c。这里，系数的值设为大于1而又接近1。由于如果上述值设为显著大于1的值，则示例2变得像现有技术，因此系数的值设为避免显著大于1的值。

当由系数相乘部分9b计算出的校正转矩比小于或等于1时，限制器9c按原样输出校正转矩比。与示例1的限制器7b的情况相似，当乘以系数后的转矩比等于或大于1时，限制器9c将所有转矩比输出为1。从限制器9c输出其上限被抑制为1的转矩比，并且将该转矩比输入至相乘部分8。

与示例1的情况相似，相乘部分8通过将从目标电机转矩计算部分6输入的目标转矩基本值乘以由校正系数计算部分9获得的校正系数来获得目标转矩校正值。将该目标转矩校正值输入至低选择部分10。

低选择部分10输出在相除部分4所输入的最大放电功率等效电机转矩与相乘部分8所输入的目标转矩校正值二者当中较小的一个来作为目标转矩。

将目标转矩输入至电机控制部分(未示出)，并且电机控制部分控制驱动电机，从而产生目标转矩。另外，其它构造与示例1的那些相同。

这里，在如上述构造的驱动力控制装置中，如图4的(a)和(b)所示确定目标转矩。

与图2的(a)相似，图4的(a)示出了针对各个加速器开度的驱动电机转速与目标电机转矩之间的关系，以及处于特定驱动电机转速的目标电机转矩。

如图4的(b)所示，在示例2中，在大于正好在全加速器开度之前的一侧(正好在示例2中的7/8开度之前的一侧)的加速器开度的区中，目标转矩被限制并饱和。然而，目标转矩基本值被限制处的加速器开度大于现有技术的加速器开度(在现有技术中，在等于或大于4/8开度强度的区中加速器开度就被限制并饱和)。这样，即使在全加速器开度之前输出转矩受限，输出转矩也接近全加速器开度。因此，不发生或显著减小驾驶员的差异。

同时，在小于该加速器开度的加速器开度的区中，目标转矩也根据加速器开度的增大而按次序增大。

在这种情况下，由于校正系数计算部分9将转矩比乘以大于1的系数，因此当加速器开度是小开度或中等开度时，可减小转矩基本值已被校正的值与目标转矩(在小开度和中等开度中，目标转矩与示例1的情况相比增大)之间的分离，并且在小开度和中等开度情况下改进驾驶性能。

如上所述，在示例2的电动车辆驱动力控制装置中，除了与示例1的那些效果相似的效果之外，由于可在加速器开度的小开度和中等开度情况下改进驾驶性能，因此可减小驾驶员的差异。

上文中，基于示例描述了本发明。然而，本发明不限于示例，并且还包括在不脱离本发明的主旨的范围内执行设计修改等的情况。

另外，本申请基于在2013年4月23日提交的日本专利申请(日本专利申请No.2013-090051)，该申请的全部内容以引用方式并入本文中。另外，本文引用的所有参考文献整体并入。

标号的说明

1：最大放电功率计算部分(电池最大放电功率估计单元)

2：电机转速检测部分(电机转速检测单元)

3：加速器开度检测部分(加速器开度检测单元)

4：相除部分(最大放电功率等效电机转矩计算单元)

5：最大电机转矩计算部分(最大电机转矩计算单元、目标转矩基本值校正单元)

6：目标电机转矩计算部分(目标转矩基本值计算单元)

7：校正系数计算部分(校正系数计算单元、目标转矩基本值校正单元)

7a：相除部分(校正系数计算单元)

7b：限制器(校正系数计算单元)

8：相乘部分(目标转矩设置单元、目标转矩基本值校正单元)

9：校正系数计算部分(校正系数计算单元、目标转矩基本值校正单元)

9a：相除部分(校正系数计算单元)

9b：系数相乘部分(校正系数计算单元)

9c：限制器(校正系数计算单元)

10：低选择部分(目标转矩基本值校正单元)

Claims (4)

1.一种电动车辆驱动力控制装置，包括：

电机转速检测单元，其被构造为检测用于驱动电动车辆的驱动电机的电机转速；

电池最大放电功率估计单元，其被构造为估计电池的最大放电功率；

加速器开度检测单元，其被构造为检测加速器开度；

目标转矩基本值计算单元，其被构造为基于由电机转速检测单元检测到的电机转速和由加速器开度检测单元检测到的加速器开度来计算驱动电机的目标转矩基本值；

最大放电功率等效电机转矩计算单元，其被构造为通过将电池最大放电功率估计单元估计出的最大放电功率除以由电机转速检测单元检测到的电机转速来计算最大放电功率等效电机转矩；以及

目标转矩设置单元，其被构造为基于由目标转矩基本值计算单元计算出的目标转矩基本值和由最大放电功率等效电机转矩计算单元计算出的最大放电功率等效电机转矩来通过限制目标转矩基本值的上限以设置驱动电机的目标转矩，

其中，目标转矩设置单元包括目标转矩基本值校正单元，用于校正目标转矩基本值，从而在指示了加速器开度与目标转矩之间的关系的曲线图上，使产生了被限制目标转矩的加速器开度移动至比所述加速器开度更大的加速器开度侧，并且在比产生了被限制目标转矩的所述加速器开度更小的一个加速器开度区中产生小于目标转矩基本值的目标转矩。

2.根据权利要求1所述的电动车辆驱动力控制装置，其中

将产生了被限制目标转矩的所述加速器开度的移动终点设为全加速器开度位置。

3.根据权利要求1或2所述的电动车辆驱动力控制装置，其中

目标转矩基本值校正单元包括：

最大电机转矩计算单元，其被构造为基于由电机转速检测单元检测到的电机转速来计算所述驱动电机能够产生的最大电机转矩，以及

校正系数计算单元，其被构造为通过将最大放电功率等效电机转矩计算单元计算出的最大放电功率等效电机转矩除以由最大电机转矩计算单元计算出的最大电机转矩来获得转矩比，并且用于计算校正系数，通过该校正系数将所述转矩比的上限抑制为小于或等于1，

其中，通过将校正系数计算单元计算出的校正系数乘以目标转矩基本值计算单元计算出的目标转矩基本值来获得目标转矩。

4.根据权利要求1或2所述的电动车辆驱动力控制装置，其中

目标转矩基本值校正单元包括：

最大电机转矩计算单元，其被构造为基于由电机转速检测单元检测到的电机转速来计算所述驱动电机能够产生的最大电机转矩，以及

校正系数计算单元，其被构造为通过将最大放电功率等效电机转矩计算单元计算出的最大放电功率等效电机转矩除以由最大电机转矩计算单元计算出的最大电机转矩来获得转矩比，并且用于计算校正系数，通过该校正系数来将通过用转矩比乘以大于1并且接近1的一个值而获得的值的上限抑制为小于或等于1，

其中，通过将校正系数计算单元计算出的校正系数乘以目标转矩基本值计算单元计算出的目标转矩基本值而获得的值与最大放电功率等效电机转矩二者中的较小的值被设为目标转矩。