УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОТОРНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОТОРНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
ELECTRIC MOTOR VEHICLE CONTROL DEVICE AND ELECTRIC MOTOR VEHICLE CONTROL METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к устройству управления для электромоторного транспортного средства и к способу управления для электромоторного транспортного средства.
Уровень техники
[0002] Традиционно известно устройство управления рекуперативным тормозом для электротранспортных средств, содержащее средство задания, допускающее любое данное задание рекуперативной тормозной силы электромотора и рекуперацию электромотора посредством рекуперативной тормозной силы, заданной посредством средства задания (см. JP8-79907A).
Сущность изобретения
[0003] Тем не менее, технология в JP8-79907A имеет следующую проблему. Если рекуперативная тормозная сила, заданная посредством средства задания, является большой, вибрация в продольном направлении кузова транспортного средства может формироваться, когда электротранспортное средство замедляется посредством заданной рекуперативной тормозной силы, и скорость становится нулевой.
[0004] Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предоставлять технологию, которая уменьшает формирование вибрации в продольном направлении кузова транспортного средства при остановке электромоторного транспортного средства за счет рекуперативной тормозной силы.
[0005] Устройство для управления электротранспортным средством согласно варианту осуществления заключается в том, что устройство управления для электромоторного транспортного средства использует электромотор в качестве источника приведения в движение. Устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью замедляться посредством рекуперативной тормозной силы из электромотора. Устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью определять рабочую величину нажатия педали акселератора, определять скорость вращения электромотора, пропорциональную скорости движения электромоторного транспортного средства, и вычислять оцененное значение скорости вращения электромотора согласно состоянию электромоторного транспортного средства. Дополнительно, устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью определять или оценивать компонент сопротивления, не связанный с градиентом, из состояния транспортного средства и корректировать оцененное значение скорости вращения электромотора согласно компоненту сопротивления. Дополнительно, устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью вычислять крутящий момент с обратной связью, чтобы останавливать электромоторное транспортное средство на основе скорости вращения электромотора, и вычислять крутящий момент с прямой связью, чтобы компенсировать крутящий момент с обратной связью на основе скорректированного оцененного значения скорости вращения электромотора. Устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью вычислять значение команды управления крутящим моментом электромотора и управлять электромотором на основе вычисленного значения команды управления крутящим моментом электромотора. Когда рабочая величина нажатия педали акселератора равна или меньше предварительно определенного значения, и электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, значение команды управления крутящим моментом электромотора сходится к 0 на основе крутящего момента с обратной связью и крутящего момента с прямой связью наряду с уменьшением скорости движения.
[0006] Ниже подробно описываются варианты осуществления настоящего изобретения и преимущества настоящего изобретения вместе с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
[0007] Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей основную конфигурацию электротранспортного средства с устройством управления для электромоторного транспортного средства согласно первому варианту осуществления.
Фиг. 2 является последовательностью операций процессов для управления током электромотора, выполняемого посредством контроллера электромотора, содержащего устройство управления для электромоторного транспортного средства по первому варианту осуществления.
Фиг. 3 является схемой, иллюстрирующей пример таблицы позиций акселератора (степеней открытия акселератора) и крутящих моментов.
Фиг. 4 является схемой, моделирующей систему трансмиссии для передачи движущей силы транспортного средства.
Фиг. 5 является схемой, моделирующей систему трансмиссии для передачи движущей силы транспортного средства.
Фиг. 6 является блок-схемой для осуществления процесса управления остановкой.
Фиг. 7 является блок-схемой, описывающей способ для вычисления оцененного значения скорости вращения электромотора посредством модуля компенсации с прямой связью (с добавлением фильтра регулирования отклика).
Фиг. 8 является схемой, описывающей способ для вычисления крутящего F/B-момента на основе скорости вращения электромотора.
Фиг. 9 является схемой, описывающей способ для вычисления крутящего F/F-момента на основе оцененного значения скорости вращения электромотора.
Фиг. 10 является схемой, описывающей способ для вычисления оцененного значения возмущающего крутящего момента.
Фиг. 11 является схемой, описывающей способ для вычисления крутящего момента при определении момента времени непосредственно перед остановкой на основе скорости вращения электромотора и оцененного значения возмущающего крутящего момента.
Фиг. 12 является схемой, описывающей способ для вычисления значения коррекции скорости вращения электромотора в устройстве управления для электромоторного транспортного средства по первому варианту осуществления.
Фиг. 13 являются схемами, иллюстрирующими примеры результатов управления посредством устройства управления для электромоторного транспортного средства по первому варианту осуществления.
Фиг. 14 являются схемами, иллюстрирующими примеры результатов управления сравнительного примера.
Фиг. 15 является последовательностью операций процессов для управления током электромотора, выполняемого посредством контроллера электромотора, содержащего устройство управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления.
Фиг. 16 является блок-схемой процесса управления остановкой в устройстве управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления.
Фиг. 17 является блок-схемой процесса управления демпфированием вибрации в устройстве управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления.
Фиг. 18 является блок-схемой, выражающей подробности процесса управления демпфированием вибрации в устройстве управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления.
Фиг. 19 является схемой, описывающей способ для вычисления оцененного значения возмущающего крутящего момента в устройстве управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления.
Фиг. 20 является схемой, описывающей способ для вычисления значения коррекции скорости вращения электромотора в устройстве управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления.
Фиг. 21 является схемой, описывающей способ для вычисления оцененного значения крутящего момента управления демпфированием вибрации в устройстве управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления.
Подробное описание вариантов осуществления
[0008] Первый вариант осуществления
Фиг. 1 является блок-схемой, иллюстрирующей основную конфигурацию электротранспортного средства с устройством управления для электромоторного транспортного средства по первому варианту осуществления. Устройство управления для электромоторного транспортного средства настоящего изобретения включает в себя электромотор 4 в качестве части или всего источника приведения в движение транспортного средства и является применимым к электромоторному транспортному средству, допускающему движение посредством движущей силы электромотора. Электромоторные транспортные средства включают в себя не только электротранспортные средства, но также гибридные транспортные средства и транспортные средства на топливных элементах. В частности, устройство управления для электромоторного транспортного средства согласно настоящему варианту осуществления может применяться к транспортному средству, допускающему управление ускорением/замедлением и остановкой транспортного средства только посредством операции нажатия педали акселератора. В этом транспортном средстве, водитель нажимает педаль акселератора в ходе ускорения и уменьшает или обнуляет величину нажатия для нажатой педали акселератора в ходе замедления или в ходе остановки. Следует отметить, что транспортное средство стремится к остановленному состоянию в то время, когда водитель нажимает педаль акселератора, чтобы не допускать отката назад транспортного средства на дорогах, идущих в подъем, в некоторых случаях.
[0009] Контроллер 2 электромотора имеет сигналы, указывающие состояния транспортного средства, такие как скорость V транспортного средства, позиция AP акселератора, фаза α вращения электромотора 4 (электромотора трехфазного переменного тока), и токи iu, iv и iw электромотора 4, которые вводятся в контроллер 2 электромотора в форме цифровых сигналов, и формирует PWM-сигналы для управления электромотором 4 на основе входных сигналов. Контроллер 2 электромотора выполняет управление размыканием/замыканием переключающего элемента инвертора 3 посредством сформированного PWM-сигнала. Контроллер 2 электромотора имеет функции в качестве средства оценки скорости вращения электромотора, средства коррекции оцененных значений скорости вращения электромотора, средства вычисления крутящего момента с обратной связью, средства вычисления крутящего момента с прямой связью, средства вычисления значений команд управления крутящим моментом электромотора, средства управления электромотором и средства оценки возмущающего крутящего момента. Средство оценки скорости вращения электромотора вычисляет оцененное значение скорости вращения электромотора, что описывается ниже. Средство коррекции оцененных значений скорости вращения электромотора корректирует оцененное значение скорости вращения электромотора на основе величины торможения тормоза, что описывается ниже. Средство вычисления крутящего момента с обратной связью вычисляет крутящий момент с обратной связью, что описывается ниже. Средство вычисления крутящего момента с прямой связью вычисляет крутящий момент с прямой связью, что описывается ниже. Средство вычисления значений команд управления крутящим моментом электромотора вычисляет значение команды управления крутящим моментом электромотора, что описывается ниже. Средство управления электромотором управляет электромотором 4 на основе значения команды управления крутящим моментом электромотора. Средство оценки возмущающего крутящего момента оценивает возмущающий крутящий момент, что описывается ниже.
[0010] Инвертор 3 включает/отключает, например, два переключающих элемента (например, силовые полупроводниковые элементы, такие как IGBT и MOSFET) для каждой фазы, чтобы преобразовывать постоянный ток, поданный из аккумулятора 1, в переменный ток, и заставляет требуемый ток протекать в электромотор 4.
[0011] Электромотор 4 формирует движущую силу посредством переменного тока, подаваемого из инвертора 3, и передает движущую силу на правое и левое ведущие колеса 9a, 9b через редуктор 5 и ведущий вал 8. Дополнительно, при вращении согласно вращению ведущих колес 9a, 9b во время движения транспортного средства, электромотор 4 формирует рекуперативную движущую силу, в силу этого собирая кинетическую энергию транспортного средства в качестве электрической мощности. В этом случае, инвертор 3 преобразует переменный ток, сформированный во время работы в рекуперативном режиме электромотора 4, в постоянный ток и подает постоянный ток в аккумулятор 1.
[0012] Датчик 7 тока определяет трехфазные переменные токи iu, iv и iw, протекающие в электромоторе 4. Следует отметить, что поскольку сумма трехфазных переменных токов iu, iv и iw равна 0, токи двух произвольных фаз могут определяться, и ток оставшейся одной фазы может получаться посредством вычисления.
[0013] Датчик 6 вращения выступает в качестве средства определения скорости транспортного средства, чтобы определять скорость вращения электромотора в качестве параметра скорости. Датчик 6 вращения, например, представляет собой круговой датчик позиции или датчик позиции и определяет фазу α вращения электромотора 4.
[0014] Тормозной контроллер 11 задает величину B торможения тормоза согласно величине нажатия педали 10 тормоза с тем, чтобы управлять давлением тормозной жидкости согласно величине B торможения тормоза.
[0015] Датчик 12 давления жидкости определяет давление тормозной жидкости, чтобы получать величину B торможения тормоза, и выводит полученную величину B торможения тормоза в контроллер 2 электромотора. Таким образом, датчик 12 давления жидкости выступает в качестве средства для того, чтобы определять величину торможения тормоза в качестве компонента сопротивления, не связанного с градиентом.
[0016] Фрикционный тормоз 13 начинает прикладывать давление тормозной жидкости согласно величине B торможения тормоза, чтобы прижимать тормозную колодку в ротор, за счет этого формируя тормозную силу в транспортном средстве.
[0017] Фиг. 2 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей последовательность операций процессов для управления током электромотора, выполняемого посредством контроллера 2 электромотора.
[0018] На этапе S201, вводятся сигналы, указывающие состояния транспортного средства. Здесь, вводятся скорость V транспортного средства (км/ч), позиция AP педали акселератора (%), фаза α вращения (рад) электромотора 4, скорость Nm вращения (об/мин) электромотора 4, трехфазные переменные токи iu, iv и iw, протекающие в электромоторе 4, значение Vdc постоянного напряжения (В) между аккумулятором 1 и инвертором 3, и величина B торможения тормоза.
[0019] Скорость V транспортного средства (км/ч) получается посредством датчика скорости транспортного средства (не проиллюстрирован) или через связь из другого контроллера. Альтернативно, скорость v транспортного средства (м/с) получается посредством умножения механической угловой скорости ωm вращения на динамический радиус R шины и деления произведения на передаточное отношение главной шестерни и затем умножения на 3600/1000 для преобразования единиц измерения, за счет этого получая скорость V транспортного средства (км/ч).
[0020] Позиция AP акселератора (%) получается из позиции акселератора (не проиллюстрирована) или через связь из другого контроллера, такого как контроллер транспортного средства (не проиллюстрирован).
[0021] Фаза α вращения (рад) электромотора 4 получается из датчика 6 вращения. Скорость Nm вращения (об/мин) электромотора 4 получается посредством деления угловой скорости ω вращения (электрического угла) на номер p полюсной пары электромотора 4, чтобы получать скорость ωm вращения электромотора (рад/с), которая представляет собой механическую угловую скорость электромотора 4, и умножения полученной скорости ωm вращения электромотора на 60/(2π). Угловая скорость ωm вращения получается посредством дифференцирования фазы α вращения.
[0022] Токи iu, iv и iw(а), протекающие в электромоторе 4, получаются из датчика 7 тока.
[0023] Значение Vdc постоянного напряжения (В) получается из датчика напряжения (не проиллюстрирован), предоставленного в линии подачи электрической мощности постоянного тока между аккумулятором 1 и инвертором 3, или значения напряжения подачи электрической мощности, передаваемого из контроллера аккумулятора (не проиллюстрирован).
[0024] Величина B торможения тормоза получается из датчика 12 давления жидкости, который определяет давление тормозной жидкости. Может использоваться например, значение датчика хода (не проиллюстрирован), который определяет рабочую величину нажатия педали тормоза водителем. Альтернативно, значение команды торможения может получаться из контроллера транспортного средства (не проиллюстрирован) и другого контроллера через связь, чтобы задавать значение команды торможения в качестве величины B торможения тормоза. Следует отметить, что когда величина B торможения тормоза задается из значения датчика или значения команды управления, скорость отклика от момента, когда величина B торможения тормоза вводится в транспортное средство, до момента, когда тормозная сила фактически действует на транспортное средство, учитывается.
[0025] На этапе S202, задается значение Tm1* первого целевого крутящего момента. В частности, значение Tm1* первого целевого крутящего момента задается на основе позиции AP акселератора и скорости ωm вращения электромотора, вводимых на этапе S201, посредством обращения к таблице позиций акселератора и крутящих моментов, проиллюстрированной на фиг. 3. Как описано выше, устройство управления для электромоторного транспортного средства согласно варианту осуществления может применяться к транспортному средству, допускающему управление ускорением/замедлением и остановкой транспортного средства только посредством операции нажатия педали акселератора. Чтобы обеспечивать, по меньшей мере, остановку транспортного средства посредством полного закрытия педали акселератора, в таблице позиций акселератора и крутящих моментов, проиллюстрированной на фиг. 3, крутящий момент электромотора задается таким образом, что величина рекуперации электромотора с позицией акселератора 0 (полностью закрытой) увеличивается. Таким образом, когда скорость вращения электромотора является положительной, и, по меньшей мере, позиция акселератора равна 0 (полностью закрытая), отрицательный крутящий момент электромотора задается таким образом, чтобы осуществлять работу посредством рекуперативной тормозной силы. Следует отметить, что таблица позиций акселератора и крутящих моментов не ограничена таблицей, проиллюстрированной на фиг. 3.
[0026] На этапе S203, выполняется процесс управления остановкой. В частности, определяется то, находится или нет электромоторное транспортное средство в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства. Значение Tm1* первого целевого крутящего момента, вычисленное на этапе S202, задается в качестве значения Tm* команды управления крутящим моментом электромотора до того, как электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, и значение Tm2* второго целевого крутящего момента, которое сходится к значению Td команды управления возмущающим крутящим моментом с уменьшением скорости вращения электромотора, задается в качестве значения Tm* команды управления крутящим моментом электромотора после того, как электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства. Это значение Tm2* второго целевого крутящего момента является положительным крутящим моментом на дороге, идущей в подъем, отрицательным крутящим моментом на дороге, идущей под спуск, и почти нулевым на ровной дороге. Таким образом, состояние остановки транспортного средства может поддерживаться независимо от градиента поверхности дороги, как описано ниже. Ниже описываются подробности процесса управления остановкой.
[0027] На этапе S204, целевое значение id* тока d-оси и целевое значение iq* тока q-оси получаются на основе значения Tm* целевого крутящего момента электромотора, вычисленного на этапе S203, скорости ωm вращения электромотора и значения Vdc постоянного напряжения. Например, таблица, получающая взаимосвязь целевого значения тока d-оси и целевого значения тока q-оси со значением команды управления крутящим моментом, скоростью вращения электромотора и значением постоянного напряжения, подготавливается заранее, и целевое значение id* тока d-оси и целевое значение iq* тока q-оси получаются посредством обращения к этой таблице.
[0028] На этапе S205, управление по току выполняется таким образом, чтобы сопоставлять ток id d-оси и ток iq d-оси с целевым значением id* тока d-оси и целевым значением iq* тока q-оси, полученными на этапе S204, соответственно. С этой целью, ток id d-оси и ток iq d-оси сначала получаются на основе значений iu, iv и iw трехфазного переменного тока и фазы α вращения электромотора 4, вводимых на этапе S201. Затем, значения vd и vq команд управления напряжением d-оси и q-оси вычисляются из отклонений между значениями id*, iq* команд управления током d-оси и q-оси и токами id и iq d-оси и q-оси. Следует отметить, что напряжение помехозащищенности, необходимое для того, чтобы уравновешивать напряжение помех между ортогональными осями координат d-q, может суммироваться с вычисленными значениями vd и vq команд управления напряжением d-оси и q-оси.
[0029] Затем, из значений d-оси и q-оси vd и vq команд управления напряжением и фазы α вращения электромотора 4 и из значений vu, vv и vw команд управления трехфазным переменным напряжением и значения Vdc напряжения по току, получаются PWM-сигналы tu (%), tv (%) и tw (%). Посредством размыкания и замыкания переключающих элементов инвертора 3 посредством PWM-сигналов tu, tv и tw, полученных таким способом, электромотор 4 может приводиться в действие с требуемым крутящим моментом, инструктированным посредством значения Tm* команды управления крутящим моментом.
[0030] Здесь, до того, как описывается процесс управления остановкой, выполняемый на этапе S203, характеристика Gp(s) передачи из крутящего момента Tm электромотора в скорость ωm вращения электромотора описывается в устройстве управления для электромоторного транспортного средства согласно настоящему варианту осуществления.
[0031] Фиг. 4 и фиг. 5 являются схемами, моделирующими систему трансмиссии для передачи движущей силы транспортного средства, и соответствующие параметры на схемах являются такими, как описано ниже.
Jm - инерция электромотора
Jw - инерция ведущих колес
M - вес транспортного средства
KD - крутильная жесткость приводной системы
Kt - коэффициент, связывающий трение между шинами и поверхностью дороги
N - полное передаточное отношение
r - чрезмерный радиус шин
ωm - угловая скорость электромотора
Tm - значение Tm* целевого крутящего момента
TD - крутящий момент ведущих колес
F - сила, прикладываемая к транспортному средству
V - скорость транспортного средства
ωw - угловая скорость ведущих колес
Следующие уравнения движения могут извлекаться из фиг. 4 и фиг. 5. Следует отметить, что звездочка (*), присоединяемая в правом верхнем углу ссылочного обозначения в следующих уравнениях (1)-(3), указывает дифференциал времен.
[0032] уравнение 1
[0033] уравнение 2
[0034] уравнение 3
[0035] уравнение 4
[0036] уравнение 5
Характеристика Gp(s) передачи из значения Tm целевого крутящего момента в скорость ωm вращения электромотора для электромотора 4, полученная на основе уравнений движения (1)-(5), выражается посредством следующего уравнения (6).
[0037] уравнение 6
Здесь, каждый параметр в уравнении (6) выражается посредством следующих уравнений (7).
[0038] уравнение 7
Посредством исследований, полюса и нулевая точка передаточной функции, показанной в уравнении (6), могут быть аппроксимированы в передаточную функцию следующего уравнения (8), и один полюс и одна нулевая точка указывают значения, чрезвычайно близкие друг к другу. Это является эквивалентным тому, что α и β следующего уравнения (8) указывают значения, чрезвычайно близкие друг к другу.
[0039] уравнение 8
Соответственно, посредством выполнения отмены нулей и полюсов (аппроксимации для α=β) в уравнении (8), Gp(s) составляет характеристику передачи (второй порядок)/(третий порядок), как показано в следующем уравнении (9).
[0040] уравнение 9
Для уменьшения рабочей величины, упрощение характеристики Gp x (s) передачи позволяет получать следующее уравнение (10).
[0041] уравнение 10
Далее описывается характеристика Gp(s) передачи из величины B торможения тормоза в скорость ωm вращения электромотора.
[0042] Величина B торможения тормоза представляет собой тормозную силу, прикладываемую к транспортному средству. Уравнение движения, выражаемое посредством следующего уравнения (11), может извлекаться из фиг. 4 и фиг. 5.
[0043] уравнение 11
Следует отметить, что величина B торможения тормоза в уравнении (11) является следующей.
ωw>0: B>0
ωw=0: B=0
ωw<0: B<0
Чтобы получать характеристику Gb(s) передачи из величины B торможения тормоза в скорость ωm вращения электромотора на основе уравнений движения, указываемых посредством уравнений (1), (3), (4), (5) и (11), характеристика Gb(s) передачи выражается посредством следующего уравнения (12).
[0044] уравнение 12
Следует отметить, что параметры в уравнении (12) выражаются посредством следующего уравнения (13).
[0045] уравнение 13
После этого описываются подробности процесса управления остановкой, выполняемого на этапе S203 по фиг. 2. Фиг. 6 является блок-схемой для осуществления процесса управления остановкой.
[0046] Модуль 501 компенсации с прямой связью (в дальнейшем называемый "модулем F/F-компенсации") вычисляет оцененное значение скорости вращения электромотора на основе полученной величины B торможения тормоза. Далее описывается подробности модуля 501 F/F-компенсации со ссылкой на фиг. 7 и фиг. 12.
[0047] Фиг. 7 является схемой, описывающей способ для вычисления оцененного значения скорости вращения электромотора согласно состоянию электромоторного транспортного средства. Модуль 601 оценки тормозного крутящего момента вычисляет значение коррекции скорости вращения электромотора, чтобы корректировать оцененное значение скорости вращения электромотора на основе величины B торможения тормоза. Фиг. 12 иллюстрирует подробности модуля 601 оценки тормозного крутящего момента.
[0048] Фиг. 12 является схемой, описывающей способ для вычисления значения коррекции скорости вращения электромотора согласно величине B торможения тормоза. Блок 1201 управления выполняет процесс относительно характеристики Gb(s) передачи, выражаемой посредством вышеописанного уравнения (12), для величины B торможения тормоза, чтобы вычислять значение коррекции скорости вращения электромотора. Тормозная сила посредством тормоза действует в таком направлении, что вращение электромотора обеспечивает схождение к 0 об/мин как при движении вперед, так и при движении назад. Соответственно, значение коррекции скорости вращения электромотора вычисляется таким образом, что вращение электромотора действует в направлении схождения к 0 об/мин согласно знаку продольной скорости транспортного средства. Знак значения коррекции скорости вращения электромотора в варианте осуществления является отрицательным во время движения вперед транспортного средства и положительным во время движения назад транспортного средства. Значение коррекции скорости вращения электромотора выводится в сумматор 602, проиллюстрированный на фиг. 7.
[0049] Снова ссылаясь на фиг. 7, пояснение продолжается. Сумматор 602 суммирует значение коррекции скорости вращения электромотора, вычисленное посредством модуля 601 оценки тормозного крутящего момента, с оцененным значением скорости вращения электромотора, чтобы корректировать оцененное значение скорости вращения электромотора. Сумматор 602 выводит скорректированное оцененное значение скорости вращения электромотора в блок 603 управления.
[0050] Модуль 603 оценки крутящего момента электромотора умножает скорректированное оцененное значение скорости вращения электромотора, выводимое из сумматора 602, на предварительно определенное усиление Kvref (в дальнейшем называемое "полным усилением") (Kvref<0), чтобы вычислять оцененное значение крутящего момента электромотора. Полное усиление Kvref является предварительно определенным значением, чтобы плавно останавливать электромоторное транспортное средство в то время, когда увеличение тормозного расстояния уменьшается, и, например, надлежащим образом задается посредством экспериментальных данных или аналогичных данных.
[0051] Модуль 604 оценки скорости вращения электромотора преобразует оцененное значение крутящего момента электромотора в оцененное значение скорости вращения электромотора на основе модели Gp(s) транспортного средства, указываемой посредством уравнения (6). Этот вариант осуществления использует простую модель Gp x x (s) транспортного средства, указываемую посредством уравнения (10), вместо модели Gp(s) транспортного средства.
[0052] Модуль 604 оценки скорости вращения электромотора вводит оцененное значение крутящего момента электромотора, вычисленное посредством модуля 603 оценки крутящего момента электромотора, в простую модель Gp x x (s) транспортного средства, чтобы вычислять оцененное значение скорости вращения электромотора на основе простой модели Gp x x (s) транспортного средства. Модуль 604 оценки скорости вращения электромотора выводит оцененное значение скорости вращения электромотора на основе простой модели Gp x x (s) транспортного средства в сумматор 602 и фильтр 605 нижних частот.
1
0
[0053] В случае если модуль 508 сравнения крутящих моментов, который описывается ниже, определяет то, что электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, и в случае, если величина B торможения тормоза сбрасывается, модуль 604 оценки скорости вращения электромотора инициализирует простую модель Gp x x (s) транспортного средства на основе текущей скорости ωm вращения электромотора. Например, простая модель Gp x x (s) транспортного средства состоит из констант a x и b x, которые уникально определяются посредством расчетного значения транспортного средства и модуля интегрирования. Когда модуль 604 оценки скорости вращения электромотора определяет то, что электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, задание начального значения вышеописанного модуля интегрирования равным скорости ωm вращения электромотора инициализирует простую модель Gp x x (s) транспортного средства. В ходе торможения тормоза, вследствие изменения коэффициента (μ) трения тормозной колодки или аналогичной причины, ошибка возникает в значении команды управления и значении датчика; и тормозной силе, фактически действующей на транспортное средство. Соответственно, вышеописанная инициализация компенсирует ошибку, возникающую в ходе торможения тормоза.
[0054] Фильтр 605 нижних частот представляет собой фильтр нижних частот с характеристикой Hc(s) передачи, выполненной с возможностью дополнять простую модель Gp x x (s) транспортного средства. Здесь, процесс фильтрации характеристики Hc(s) передачи выполняется для оцененного значения скорости вращения электромотора, вычисленного посредством модуля 604 оценки скорости вращения электромотора для регулирования отклика. Характеристика Hc(s) передачи задается, например, на основе данных для моделирования или экспериментальных данных. В частности, если полное усиление Kvref меньше 0, постоянная времени характеристики Hc(s) передачи регулируется таким образом, что сходимость скорости ωm вращения электромотора и сходимость оцененного значения скорости вращения электромотора, вводимого в устройство 503 задания крутящего F/F-момента, являются эквивалентными.
[0055] Таким образом, процесс фильтрации нижних частот выполняется для оцененного значения скорости вращения электромотора, вводимого в устройство 503 задания крутящего F/F-момента. Это корректирует расхождение характеристики отклика в ассоциации с использованием простой модели Gp x x (s) транспортного средства.
[0056] Снова ссылаясь на фиг. 6, пояснение продолжается. Устройство 502 задания крутящего момента с обратной связью (в дальнейшем называемое "устройством задания крутящего F/B-момента"), проиллюстрированное на фиг. 6, вычисляет крутящий F/B-момент на основе определенной скорости ωm вращения электромотора. Далее описываются подробности со ссылкой на фиг. 8.
[0057] Фиг. 8 является схемой, описывающей способ для вычисления крутящего F/B-момента на основе скорости ωm вращения электромотора. Устройство 502 задания крутящего F/B-момента включает в себя умножитель 701, чтобы преобразовывать скорость ωm вращения электромотора в крутящий F/B-момент.
[0058] Умножитель 701 включает в себя умножитель 710 полных усилений и умножитель 720 коэффициентов распределения. Умножитель 701 умножает скорость ωm вращения электромотора на F/B-усиление K1 (Kvref x β), которое определяется, чтобы распределять рекуперативную тормозную силу посредством электромотора 4, чтобы вычислять крутящий F/B-момент. F/B-усиление K1 задается в направлении ослабления рекуперативной тормозной силы по сравнению с полным усилением Kvref. Таким образом, F/B-усиление K1 задается равным значению, меньшему 0 и большему полного усиления Kvref.
[0059] Умножитель 710 полных усилений умножает скорость ωm вращения электромотора на полное усиление Kvref, чтобы вычислять полный крутящий F/B-момент.
[0060] Умножитель 720 коэффициентов распределения умножает полный крутящий F/B-момент на коэффициент β распределения, чтобы вычислять крутящий F/B-момент. Следует отметить, что коэффициент β распределения является значением, большим 0 и меньшим 1. Коэффициент β распределения задается, например, на основе данных для моделирования или экспериментальных данных.
[0061] Таким образом, умножитель 701 использует значение, полученное посредством умножения полного усиления Kvref на коэффициент β распределения, в качестве F/B-усиления K1, обеспечивая небольшой крутящий F/B-момент, с тем чтобы уменьшать рекуперативную тормозную силу. Скорость ωm вращения электромотора умножается на F/B-усиление K1, чтобы вычислять крутящий F/B-момент; в силу этого крутящий F/B-момент задается в качестве крутящего момента, из которого большая рекуперативная тормозная сила получается при большей скорости ωm вращения электромотора.
[0062] Далее описывается конфигурация устройства 503 задания крутящего F/F-момента, проиллюстрированного на фиг. 6.
[0063] Устройство 503 задания крутящего F/F-момента вычисляет крутящий F/F-момент на основе оцененного значения скорости вращения электромотора, вычисленного посредством модуля 501 F/F-компенсации. Крутящий F/F-момент дополняет недостаточную рекуперативную тормозную силу посредством крутящего F/B-момента непосредственно перед остановкой транспортного средства.
[0064] Фиг. 9 является схемой, описывающей способ для вычисления крутящего F/F-момента на основе оцененного значения скорости вращения электромотора. Устройство 503 задания крутящего F/F-момента включает в себя умножитель 801, чтобы преобразовывать оцененное значение скорости вращения электромотора в крутящий F/F-момент.
[0065] Умножитель 801 умножает оцененное значение скорости вращения электромотора на F/F-усиление K2, заданное согласно F/B-усилению K1, чтобы вычислять крутящий F/F-момент. Умножитель 801 включает в себя умножитель 810 полных усилений и умножитель 820 коэффициентов распределения.
[0066] Умножитель 810 полных усилений умножает оцененное значение скорости вращения электромотора на полное усиление Kvref, чтобы вычислять полный крутящий момент F/F.
[0067] Умножитель 820 коэффициентов распределения умножает полный крутящий момент F/F на коэффициент (1-β) распределения, чтобы вычислять крутящий F/F-момент. Следует отметить, что как описано на фиг. 8, поскольку коэффициент β распределения является значением, большим 0 и меньшим 1, коэффициент (1-β) распределения является значением, большим 0 и меньшим 1.
[0068] Таким образом, умножитель 801 использует значение, полученное посредством умножения полного усиления Kvref на коэффициент (1-β) распределения, в качестве F/F-усиления K2, обеспечивая назначение величины уменьшения крутящего F/B-момента посредством устройства 502 задания крутящего F/B-момента как крутящего F/F-момента. Оцененное значение скорости вращения электромотора умножается на F/F-усиление K2, чтобы вычислять крутящий F/F-момент; в силу этого крутящий F/F-момент задается в качестве крутящего момента, из которого большая рекуперативная тормозная сила получается при большем оцененном значении скорости вращения электромотора.
[0069] Далее описывается конфигурация модуля 504 оценки возмущающего крутящего момента, проиллюстрированного на фиг. 6, со ссылкой на фиг. 10.
[0070] Фиг. 10 является блок-схемой, иллюстрирующей подробности модуля 504 оценки возмущающего крутящего момента и то, как вычислять оцененное значение Td возмущающего крутящего момента на основе скорости ωm вращения электромотора и значения Tm* команды управления крутящим моментом электромотора. Модуль 504 оценки возмущающего крутящего момента вычисляет оцененное значение Td возмущающего крутящего момента на основе определенной скорости ωm вращения электромотора и значения Tm* команды управления крутящим моментом электромотора.
[0071] Блок 901 управления выступает в качестве фильтра, имеющего характеристику H(s)/Gp(s) передачи, и вводит скорость ωm вращения электромотора и выполняет процесс фильтрации, за счет этого вычисляя первое оцененное значение крутящего момента электромотора. Gp(s) представляет собой модель транспортного средства для характеристики передачи крутящего момента, вводимого в транспортное средство, и скорости вращения электромотора. H(s) представляет собой фильтр нижних частот, имеющий такую характеристику передачи, что разность между степенью знаменателя и степенью числителя равна или больше разности между степенью знаменателя и степенью числителя модели Gr(s).
[0072] Блок 902 управления выступает в качестве фильтра нижних частот, имеющего характеристику H(s) передачи, и вводит значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора и выполняет процесс фильтрации, за счет этого вычисляя второе оцененное значение крутящего момента электромотора.
[0073] Следует отметить, что при вычислении второго оцененного значения крутящего момента электромотора, могут рассматриваться сопротивления, не связанные с градиентом, такие как величина торможения тормоза, сопротивление воздуха, сопротивление качения и сопротивление повороту.
[0074] Модуль 903 вычитания вычисляет оцененное значение Td возмущающего крутящего момента посредством вычитания первого оцененного значения крутящего момента электромотора из второго оцененного значения крутящего момента электромотора.
[0075] Следует отметить, что хотя возмущающий крутящий момент согласно варианту осуществления оценивается посредством модуля наблюдения возмущений, как проиллюстрировано на фиг. 10, он может оцениваться с использованием измерительного прибора, такого как датчик продольной составляющей G транспортного средства.
[0076] Здесь, хотя сопротивление воздуха, погрешность моделирования, вызываемая посредством варьирования веса транспортного средства вследствие числа пассажиров и допустимой нагрузки, сопротивление качения шин, сопротивление вследствие градиента поверхности дороги и аналогичное сопротивление считаются возмущениями, фактор возмущений, доминирующий непосредственно перед остановкой транспортного средства, представляет собой сопротивление вследствие градиента. Хотя факторы возмущений отличаются в зависимости от условий вождения, факторы возмущений, описанные выше, могут быть совместно оценены, поскольку модуль 504 оценки возмущающего крутящего момента вычисляет оцененное значение Td возмущающего крутящего момента на основе значения Tm* команды управления крутящим моментом электромотора, скорости ωm вращения электромотора и модели Gp(s) транспортного средства. Это позволяет добиваться плавной остановки транспортного средства из замедления при любом состоянии движения. Следует отметить, что как описано выше, поскольку возмущающий крутящий момент на ровной дороге почти равен 0, когда транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства на ровной дороге, значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора может сходиться к 0, исключая необходимость вычисления оцененного значения Td возмущающего крутящего момента.
[0077] Возвращаясь к фиг. 6, пояснение продолжается. Далее описываются конфигурации, отличные от модуля 501 F/F-компенсации, устройства 502 задания крутящего F/B-момента, устройства 503 задания крутящего F/F-момента и модуля 504 оценки возмущающего крутящего момента.
[0078] Сумматор 505 суммирует крутящий F/B-момент, вычисленный посредством устройства 502 задания крутящего F/B-момента, и крутящий F/F-момент, вычисленный посредством устройства 503 задания крутящего F/F-момента, чтобы вычислять крутящий F/B-момент Tω по скорости вращения электромотора.
[0079] Сумматор 506 суммирует крутящий F/B-момент Tω по скорости вращения электромотора, вычисленный посредством сумматора 505, и оцененное значение Td возмущающего крутящего момента, вычисленное посредством модуля 504 оценки возмущающего крутящего момента, чтобы вычислять значение Tm2* второго целевого крутящего момента.
[0080] Устройство 507 задания крутящего момента при определении момента времени непосредственно перед остановкой вычисляет крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой на основе определенной скорости ωm вращения электромотора и оцененного значения Td возмущающего крутящего момента.
[0081] Здесь, далее описывается вычисление крутящего момента при определении момента времени непосредственно перед остановкой со ссылкой на фиг. 11. Фиг. 11 является блок-схемой, описывающей способ для вычисления крутящего момента при определении момента времени непосредственно перед остановкой на основе скорости ωm вращения электромотора. Устройство 507 задания крутящего момента при определении момента времени непосредственно перед остановкой включает в себя умножитель 1001. Устройство 507 задания крутящего момента при определении момента времени непосредственно перед остановкой суммирует оцененное значение Td возмущающего крутящего момента со значением, полученным посредством умножения скорости ωm вращения электромотора на полное усиление Kvref, чтобы вычислять крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой.
[0082] Возвращаясь к фиг. 6, далее описывается конфигурация модуля 508 сравнения крутящих моментов.
[0083] Модуль 508 сравнения крутящих моментов сравнивает абсолютные величины между значением Tm1* первого целевого крутящего момента, которое вычисляется на этапе S202, и крутящим моментом при определении момента времени непосредственно перед остановкой, который вычисляется посредством устройства 507 задания крутящего момента при определении момента времени непосредственно перед остановкой.
[0084] Во время движения транспортного средства, когда крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой меньше значения Tm1* первого целевого крутящего момента, и транспортное средство замедляется и доходит до момента времени непосредственно перед остановкой транспортного средства (скорость транспортного средства равна или меньше предварительно определенной скорости транспортного средства), крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой становится больше значения Tm1* первого целевого крутящего момента. Когда крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой становится больше значения Tm1* первого целевого крутящего момента, модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, и переключает значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора со значения Tm1* первого целевого крутящего момента на значение Tm2* второго целевого крутящего момента.
[0085] Таким образом, когда модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой равен или меньше значения Tm1* первого целевого крутящего момента, модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что транспортное средство находится в момент времени до момента времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, и задает значение Tm1* первого целевого крутящего момента равным значению Tm* команды управления крутящим моментом электромотора. Между тем, когда модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой превышает значение Tm1* первого целевого крутящего момента, модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, и переключает значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора со значения Tm1* первого целевого крутящего момента на значение Tm2* второго целевого крутящего момента.
[0086] Следует отметить, что для того, чтобы поддерживать состояние остановки транспортного средства, значение Tm2* второго целевого крутящего момента сходится к положительному крутящему моменту на дороге, идущей в подъем, отрицательному крутящему моменту на дороге, идущей под спуск, и почти 0 на ровной дороге.
[0087] Далее описываются преимущества, когда устройство управления для электромоторного транспортного средства согласно варианту осуществления применяется к электротранспортному средству, в частности, описывается управление в ходе торможения тормозом со ссылкой на фиг. 13 и фиг. 14.
[0088] Фиг. 13 являются схемами, иллюстрирующими примеры результатов управления посредством устройства управления для электромоторного транспортного средства согласно варианту осуществления. Фиг. 13 иллюстрирует результаты управления, когда транспортное средство останавливается на ровной дороге. Фиг. 13 показывает величину торможения тормоза, скорость вращения электромотора, значение команды управления крутящим моментом электромотора и продольное ускорение транспортного средства в вышеуказанном порядке. Пунктирная линия на схеме, выражающей скорость вращения электромотора, показывает скорректированное оцененное значение скорости вращения электромотора, а пунктирная линия на схеме, выражающей значение команды управления крутящим моментом электромотора, показывает оцененное значение возмущающего крутящего момента.
[0089] Во время t0, электромотор 4 замедляется на основе значения Tm1* первого целевого крутящего момента, вычисленного на этапе S202 на фиг. 2. Оцененное значение возмущающего крутящего момента равно 0; в силу этого можно видеть, что транспортное средство движется на ровной дороге.
[0090] Во время t1, когда водитель нажимает педаль тормоза, величина B торможения тормоза увеличивается. В это время, можно видеть, что использование значения Tm1* первого целевого крутящего момента и величины B торможения тормоза в комбинации увеличивает продольное ускорение транспортного средства в отрицательном направлении, а именно, на стороне торможения.
[0091] От времени t1 до t2, когда модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой превышает значение Tm1* первого целевого крутящего момента, модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, и переключает значение Tm1* первого целевого крутящего момента, вычисленное на этапе S202, на значение Tm2* второго целевого крутящего момента, вычисленное на этапе S203 для замедления. В это время, для вычисления оцененного значения скорости вращения электромотора посредством модуля 501 F/F-компенсации, коррекция выполняется с учетом величины B торможения тормоза. Следовательно, можно видеть, что скорость вращения электромотора совпадает со скорректированным оцененным значением скорости вращения электромотора.
[0092] Когда модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, простая модель Gp x x (s) транспортного средства, составляющая модуль 604 оценки скорости вращения электромотора на фиг. 7, инициализируется посредством скорости ωm вращения электромотора, которая должна задаваться в качестве начального значения оцененного значения скорости вращения электромотора, выводимого из модуля 501 F/F-компенсации.
[0093] От времени t2 до t3, даже если величина B торможения тормоза сбрасывается, скорость вращения электромотора, значение команды управления крутящим моментом электромотора и продольная скорость транспортного средства сходятся к 0. Можно видеть, что транспортное средство может плавно останавливаться без результирующей вибрации при ускорении в продольном направлении.
[0094] Даже во время t3 и после времени t3, скорость вращения электромотора, значение команды управления крутящим моментом электромотора и продольная скорость транспортного средства по-прежнему сходятся к 0. Можно видеть, что состояние остановки транспортного средства может поддерживаться.
[0095] Далее описываются результаты управления в случае, если величина B торможения тормоза не учитывается для того, чтобы вычислять оцененное значение скорости вращения электромотора посредством модуля 501 F/F-компенсации, в качестве сравнительного примера со ссылкой на фиг. 14.
[0096] Во время t0, электромотор 4 замедляется на основе значения Tm1* первого целевого крутящего момента, вычисленного на этапе S202 на фиг. 2. Оцененное значение возмущающего крутящего момента равно 0; в силу этого можно видеть, что транспортное средство движется на ровной дороге.
[0097] Во время t1, когда водитель нажимает педаль тормоза, величина B торможения тормоза увеличивается. В это время, можно видеть, что использование значения Tm1* первого целевого крутящего момента и величины B торможения тормоза в комбинации увеличивает продольное ускорение транспортного средства в отрицательном направлении, а именно, на стороне торможения.
[0098] От времени t1 до t2, когда модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что крутящий момент при определении момента времени непосредственно перед остановкой превышает значение Tm1* первого целевого крутящего момента, модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, и переключает значение Tm1* первого целевого крутящего момента, вычисленное на этапе S202, на значение Tm2* второго целевого крутящего момента, вычисленное на этапе S203 для замедления. В это время, для вычисления оцененного значения скорости вращения электромотора посредством модуля 501 F/F-компенсации, величина B торможения тормоза не учитывается. Следовательно, можно видеть, что скорость вращения электромотора отклоняется от оцененного значения скорости вращения электромотора.
[0099] Когда модуль 508 сравнения крутящих моментов определяет то, что транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, простая модель Gp x x (s) транспортного средства, составляющая модуль 604 оценки скорости вращения электромотора на фиг. 7, инициализируется посредством скорости ωm вращения электромотора, которая должна задаваться в качестве начального значения оцененного значения скорости вращения электромотора, выводимого из модуля 501 F/F-компенсации.
[0100] От времени t2 до t3, комбинированное использование значения второго целевого крутящего момента и величины B торможения тормоза однажды обеспечивает схождение продольного ускорения транспортного средства к 0, и транспортное средство пытается переходить в состояние остановки транспортного средства. Тем не менее, можно видеть, что когда величина торможения тормоза сбрасывается, продольное ускорение транспортного средства увеличивается в отрицательном направлении, а именно, к стороне отката назад, за счет этого откатывая назад транспортное средство. Это возникает, поскольку электромотор 4 замедляется на основе значения Tm2* второго целевого крутящего момента, вычисленного на основе оцененного значения скорости вращения электромотора, вычисленного без учета величины B торможения тормоза посредством модуля 501 F/F-компенсации.
[0101] От времени t3 до t5, скорость вращения электромотора указывает отрицательное значение. Можно видеть то, что транспортное средство откатывается назад и не может плавно останавливаться. Это возникает, поскольку тормозная сила транспортного средства посредством величины торможения тормоза теряется вследствие сброса величины торможения тормоза.
[0102] Следует отметить, что во время t6, оцененное значение скорости вращения электромотора почти сходится к 0, и скорость отката назад управляется по сравнению с моментом времени t4.
[0103] Как описано выше, согласно первому варианту осуществления, устройство управления для электромоторного транспортного средства использует электромотор в качестве источника приведения в движение. Устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью замедляться посредством рекуперативной тормозной силы из электромотора. Устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью определять рабочую величину нажатия педали акселератора, определять скорость вращения электромотора, пропорциональную скорости движения электромоторного транспортного средства, и вычислять оцененное значение скорости вращения электромотора согласно состоянию электромоторного транспортного средства. Дополнительно, устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью определять или оценивать компонент сопротивления, не связанный с градиентом, из состояния транспортного средства и корректировать оцененное значение скорости вращения электромотора согласно компоненту сопротивления. Дополнительно, устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью вычислять крутящий момент с обратной связью, чтобы останавливать электромоторное транспортное средство на основе скорости вращения электромотора, и вычислять крутящий момент с прямой связью, чтобы компенсировать крутящий момент с обратной связью на основе скорректированного оцененного значения скорости вращения электромотора. Устройство управления для электромоторного транспортного средства выполнено с возможностью вычислять значение команды управления крутящим моментом электромотора и управлять электромотором на основе вычисленного значения команды управления крутящим моментом электромотора. Когда рабочая величина нажатия педали акселератора равна или меньше предварительно определенного значения, и электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, значение команды управления крутящим моментом электромотора сходится к 0 на основе крутящего момента с обратной связью и крутящего момента с прямой связью наряду с уменьшением скорости движения. Это определяет или оценивает сопротивления, не связанные с градиентом, такие как величина торможения тормоза, сопротивление воздуха, сопротивление качения и сопротивление повороту, и корректирует оцененное значение скорости вращения электромотора, за счет этого обеспечивая совпадение оцененного значения скорости вращения электромотора со скоростью вращения электромотора. Это обеспечивает возможность схождения крутящего момента электромотора к 0 наряду с уменьшением скорости вращения электромотора. Следовательно, даже если сопротивление, не связанное с градиентом, вводится в транспортное средство в качестве возмущений, это обеспечивает возможность плавной остановки транспортного средства без результирующей вибрации при ускорении в продольном направлении и поддержания состояния остановки транспортного средства.
[0104] Следует отметить, что рабочая величина нажатия педали акселератора равна или меньше предварительно определенного значения для рабочей величины нажатия педали акселератора, когда транспортное средство движется надлежащим образом на низкой скорости (например, скорости 15 км/ч или меньше) без вмешательства тормозного устройства, отдельного от рекуперативного торможения. Следует отметить, что, разумеется, примерная скорость транспортного средства является одним примером.
[0105] При использовании первого варианта осуществления, определенная скорость вращения электромотора умножается на предварительно определенное усиление K1, чтобы распределять рекуперативную тормозную силу из электромотора, чтобы вычислять крутящий момент с обратной связью. Дополнительно, скорректированная скорость вращения электромотора умножается на конкретное усиление K2, заданное согласно предварительно определенному усилению K1, чтобы вычислять крутящий момент с прямой связью. Когда рабочая величина нажатия педали акселератора равна или меньше предварительно определенного значения, и электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, крутящий момент с обратной связью, полученный посредством суммирования крутящего момента с прямой связью, вычисленного посредством умножения K2, с крутящим моментом с обратной связью, вычисленным посредством умножения K1, задается в качестве значения команды управления крутящим моментом электромотора. Это надлежащим образом распределяет крутящий момент с прямой связью и крутящий момент с обратной связью, за счет этого обеспечивая плавную остановку электромоторного транспортного средства, в то время когда уменьшается увеличение тормозного расстояния.
[0106] При использовании первого варианта осуществления, компонент сопротивления, не связанный с градиентом, представляет собой величину торможения тормоза, который прикладывает тормозную силу к транспортному средству. Значение коррекции скорости вращения электромотора вычисляется из величины торможения тормоза, чтобы корректировать оцененное значение скорости вращения электромотора на основе вычисленного значения коррекции скорости вращения электромотора. Соответственно, в случае если тормозная сила прикладывается к транспортному средству, за исключением рекуперативного торможения посредством электромотора, крутящий момент электромотора также может сходиться к 0 наряду с уменьшением скорости вращения электромотора. Следовательно, даже если величина торможения тормоза вводится в транспортное средство, транспортное средство может плавно останавливаться, и состояние остановки транспортного средства может поддерживаться.
[0107] При использовании первого варианта осуществления, может определяться рабочая величина нажатия педали тормоза водителем, и величина торможения тормоза определяется на основе определенной рабочей величины нажатия педали тормоза. Это обеспечивает возможность коррекции оцененного значения скорости вращения электромотора на основе значения датчика, определенного посредством датчика давления тормозной жидкости, датчика хода педали тормоза или аналогичного устройства, за счет этого обеспечивая коррекцию на основе фактического измеренного значения транспортного средства.
[0108] Величина торможения тормоза может определяться на основе значения команды управления относительно операции нажатия педали тормоза (к примеру, величины торможения значения команды торможения). Это обеспечивает определение оцененного значения возмущающего крутящего момента без мертвого времени, такого как задержка на определение посредством датчика.
[0109] Величина торможения тормоза определяется с учетом скорости отклика от момента, когда величина торможения тормоза вводится в транспортное средство, до момента, когда тормозная сила действует на транспортное средство. Соответственно, величина торможения тормоза учитывает скорость отклика, к примеру, отклик от величины торможения значения команды торможения до начала приложения давления тормозной жидкости и отклик от начала приложения давления тормозной жидкости до действия тормозной силы в транспортное средство, за счет этого обеспечивая поддержание ошибки модели между моделью транспортного средства и фактическим транспортным средством.
[0110] При использовании первого варианта осуществления, метка для значения коррекции скорости вращения электромотора отличается в зависимости от направления движения транспортного средства. Соответственно, согласно продольной скорости транспортного средства (включающей в себя параметры скорости транспортного средства, такие как скорость кузова транспортного средства, скорость вращения колес, скорость вращения электромотора и скорость вращения ведущего вала), метка для величины торможения тормоза меняется на противоположную, и значение коррекции скорости вращения электромотора вычисляется. Это обеспечивает возможность надлежащей коррекции скорости вращения электромотора как при движении вперед, так и при движении назад транспортного средства.
[0111] При использовании первого варианта осуществления, значение коррекции скорости вращения электромотора вычисляется с использованием фильтра, включающего в себя модель Gb(s) для характеристики передачи ввода величины торможения тормоза в транспортное средство и скорости вращения электромотора. Это обеспечивает возможность точной компенсации величины торможения тормоза из значения коррекции скорости вращения электромотора.
[0112] Кроме того, сброс величины торможения тормоза инициализирует оцененное значение скорости вращения электромотора посредством скорости вращения электромотора. Это обеспечивает возможность компенсации ошибки, возникающей при торможении тормоза.
[0113] Первый вариант осуществления оценивает возмущающий крутящий момент, и когда рабочая величина нажатия педали акселератора равна или меньше предварительно определенного значения, и электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора сходится к оцененному значению Td возмущающего крутящего момента наряду с уменьшением скорости вращения электромотора. Следовательно, независимо от дороги, идущей в подъем, ровной дороги и дороги, идущей под спуск, этот вариант осуществления позволяет добиваться плавного замедления без вибрации при ускорении в продольном направлении непосредственно перед остановкой транспортного средства и обеспечивает поддержание состояния остановки транспортного средства.
[0114] Второй вариант осуществления
Устройство управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления совместно использует управление демпфированием вибрации в дополнение к вышеописанному первому варианту осуществления. Далее описывается устройство управления для электромоторного транспортного средства в этом варианте осуществления, в частности, аспекты комбинированного использования управления демпфированием вибрации.
[0115] Фиг. 15 является блок-схемой последовательности операций способа для управления электромотором устройства управления для электромоторного транспортного средства по второму варианту осуществления. В дополнение к управляющей последовательности в первом варианте осуществления, проиллюстрированной на фиг. 2, процесс управления демпфированием вибрации выполняется на этапе S203a.
[0116] Как проиллюстрировано на фиг. 15, процесс на этапе S203a выполняется после этапа S203 (процесс управления остановкой). Этот вариант осуществления задает значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора, вычисленное на этапе S203 в вышеописанном первом варианте осуществления, т.е. значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора (см. фиг. 6), который является выводом из модуля 508 сравнения крутящих моментов, в качестве значения Tm3* третьего целевого крутящего момента (см. фиг. 16). Посредством выполнения процесса управления демпфированием вибрации для значения Tm3* третьего целевого крутящего момента, получается значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора.
[0117] Более конкретно, на этапе S203a, значение Tm3* команды управления крутящим моментом электромотора, вычисленное на этапе S203, и скорость ωm вращения электромотора вводятся в блок 1701 управления демпфированием вибрации (см. фиг. 17). Без ухудшения отклика крутящего момента ведущего вала, блок 1701 управления демпфированием вибрации вычисляет значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора после управления демпфированием вибрации, которое уменьшает вибрацию системы передачи крутящего момента (к примеру, крутильную вибрацию ведущего вала). Далее описывается пример процесса управления демпфированием вибрации, выполняемого посредством блока 1701 управления демпфированием вибрации, со ссылкой на фиг. 18.
[0118] Фиг. 18 является блок-схемой процесса управления демпфированием вибрации, используемого в этом варианте осуществления. Модуль 1801 компенсации с прямой связью (в дальнейшем называемый "модулем F/F-компенсации") выступает в качестве фильтра, имеющего характеристику Gr(s)/Gp(s) передачи, которая состоит из характеристики Gr(s) передачи и обратной системы в качестве модели Gp(s) для характеристики передачи крутящего момента, вводимого в транспортное средство, и скорости вращения электромотора. Посредством ввода значения Tm3* третьего целевого крутящего момента и выполнения процесса фильтрации, выполняется процесс управления демпфированием вибрации посредством компенсации с прямой связью. Используемая характеристика Gr(s) передачи может выражаться посредством следующего уравнения (14).
[0119] уравнение 14
Следует отметить, что управление демпфированием вибрации, выполняемое посредством модуля 1801 F/F-компенсации, может представлять собой управление демпфированием вибрации, описанное в JP2001-45613A, или может представлять собой управление демпфированием вибрации, описанное в JP2002-152916A.
[0120] Блоки 1803 и 1804 управления представляют собой фильтры, используемые для управления с обратной связью (в дальнейшем, обратная связь называется "F/B"). Блок 1803 управления представляет собой фильтр, имеющий вышеописанную характеристику Gp(s) передачи. Блок 1803 управления вводит значение, полученное посредством суммирования вывода из модуля 1801 F/F-компенсации с выводом из блока 1804 управления, описанного ниже, который выводится из сумматора 1805, и выполняет процесс фильтрации. Модуль 1806 вычитания вычитает скорость ωm вращения электромотора из значения, выводимого из блока 1803 управления. Вычитаемое значение вводится в блок 1804 управления. Блок 1804 управления представляет собой фильтр, имеющий характеристику H(s)/Gp(s) передачи, которая состоит из фильтра H(s) нижних частот и обратной системы модели Gp(s) для характеристики передачи крутящего момента, вводимого в транспортное средство, и скорости вращения электромотора. Блок 1804 управления вводит вывод из модуля 1806 вычитания, выполняет процесс фильтрации и выводит значение, вычисляемое как крутящий момент F/B-компенсации, в сумматор 1805.
[0121] Сумматор 1805 суммирует значение Tm3* третьего целевого крутящего момента, для которого выполнен процесс управления демпфированием вибрации посредством F/F-компенсации, с вышеописанным значением, вычисляемым как F/B-компенсация, чтобы вычислять значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора, чтобы уменьшать вибрации в системе передачи крутящего момента для транспортного средства.
[0122] Следует отметить, что управление демпфированием вибрации, выполняемое посредством блока 1701 управления демпфированием вибрации, может представлять собой управление демпфированием вибрации, описанное в JP2003-9566A, или может представлять собой управление демпфированием вибрации, описанное в JP2010-288332A.
[0123] Для комбинированного использования управления демпфированием вибрации (модуля F/F-компенсации), посредством алгоритма управления демпфированием вибрации, модель Gp(s) транспортного средства, выражаемая посредством уравнения (6) в первом варианте осуществления, может рассматриваться в качестве характеристики Gr(s) передачи, указываемой в уравнении (14). В частности, фильтр, имеющий характеристику H(s)/Gp(s) передачи, которая показана в блоке 901 управления на фиг. 10, может рассматриваться в качестве фильтра, имеющего характеристику H(s)/Gr(s) передачи, как проиллюстрировано в блоке 1901 управления на фиг. 19.
[0124] В дальнейшем описывается способ для вычисления оцененного значения тормозного крутящего момента для комбинированного использования управления демпфированием вибрации (модуля F/B-компенсации).
[0125] Фиг. 20 является блок-схемой, описывающей вычисление оцененного значения тормозного крутящего момента при комбинированном использовании управления демпфированием вибрации.
[0126] Блок 2001 управления задает предыдущее значение оцененного значения скорости вращения электромотора с учетом мертвого времени. Следует отметить, что мертвое время здесь представляет собой, например, задержку на определение посредством датчика транспортного средства.
FB
F/B
[0127] Блок 2002 управления выполняет процесс G(s) управления демпфированием вибрации (модуля F/B-компенсации) согласно предыдущему значению для значения коррекции скорости вращения электромотора, заданного посредством блока 2001 управления, чтобы вычислять оцененное значение T крутящего момента управления демпфированием вибрации. Далее описываются подробности со ссылкой на фиг. 21.
FB
F/B
[0128] Фиг. 21 является схемой, описывающей подробности процесса G(s) управления демпфированием вибрации (модуля F/B-компенсации), выполняемого посредством блока 2002 управления. Блок 2101 управления представляет собой фильтр, имеющий характеристику H(s)/Gp(s) передачи. Как описано выше, Gp(s) представляет собой модель для характеристики передачи крутящего момента, вводимого в транспортное средство, и скорости вращения электромотора. H(s) представляет собой фильтр нижних частот, имеющий такую характеристику передачи, что разность между его степенью знаменателя и степенью числителя не меньше разности между степенью знаменателя и степенью числителя модели Gp(s). Блок 2102 управления представляет собой фильтр, имеющий характеристику Gp(s) передачи, и выводит значение, полученное посредством ввода вывода из блока 2101 управления и выполнения процесса фильтрации для входного значения в модуль 2100 вычитания. Модуль 2100 вычитания вычитает предыдущее значение значения коррекции скорости вращения электромотора из значения, выводимого из блока 2102 управления, чтобы выводить полученное значение через вычитание в блок 2101 управления. Соответственно, оцененное значение T крутящего момента управления демпфированием вибрации, для которого выполнен процесс управления демпфированием вибрации (модуля F/B-компенсации), может вычисляться из значения коррекции скорости вращения электромотора.
[0129] Следует отметить, что аналогично процессу управления демпфированием вибрации на этапе 203a на фиг. 15, управление демпфированием вибрации (модуль F/B-компенсации) может представлять собой управление демпфированием вибрации, описанное в JP2003-9566A, или может представлять собой управление демпфированием вибрации, описанное в JP2010-288332A.
F/B
[0130] Снова ссылаясь на фиг. 20, пояснение продолжается. Блок 2003 управления выполняет процесс относительно характеристики Gb(s) передачи, указываемой в уравнении (12), согласно величине B торможения тормоза, значению T команды управления крутящим моментом управления демпфированием вибрации и скорости ωm вращения колес, чтобы вычислять значение коррекции скорости вращения электромотора после управления демпфированием вибрации. Сумматор 602, проиллюстрированный на фиг. 7, суммирует значение коррекции скорости вращения электромотора после управления демпфированием вибрации с оцененным значением скорости вращения электромотора, чтобы корректировать оцененное значение скорости вращения электромотора.
[0131] Когда применяется управление демпфированием вибрации, которое уменьшает крутильную вибрацию ведущего вала, второй вариант осуществления вычисляет значение коррекции скорости вращения электромотора с использованием модели характеристики передачи с учетом управления демпфированием вибрации. Это обеспечивает возможность точной компенсации величины торможения тормоза из оцененного значения скорости вращения электромотора также в случае, если используется управление демпфированием вибрации.
[0132] Настоящее изобретение не ограничено вышеописанным одним вариантом осуществления, и возможны различные модификации и варианты применения. Например, вышеописанное пояснение описывает то, что когда рабочая величина нажатия педали акселератора равна или меньше предварительно определенного значения, и электромоторное транспортное средство находится в момент времени непосредственно перед остановкой транспортного средства, значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора сходится к оцененному значению Td возмущающего крутящего момента (или 0) наряду с уменьшением скорости вращения электромотора 4. Тем не менее, поскольку параметры скорости, такие как скорость вращения колес, скорость кузова транспортного средства и скорость вращения ведущего вала, находятся в пропорциональной взаимосвязи со скоростью вращения электромотора 4. Соответственно, значение Tm* команды управления крутящим моментом электромотора может сходиться к оцененному значению Td возмущающего крутящего момента (или 0) наряду с уменьшением параметра скорости, который является пропорциональным скорости вращения электромотора 4.