车辆用控制装置的制作方法

1.本发明涉及一种控制与车轮连结的行驶用马达的车辆用控制装置。


背景技术：

2.在电动汽车和/或混合动力车辆等车辆中搭载有与车轮连结的行驶用马达(参照专利文献1)。另外，在行驶用马达设置有旋转变压器等旋转角传感器，在具备行驶用马达的车辆中大多利用旋转角传感器的输出信号来计算行驶速度。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：日本专利第6036639号公报


技术实现要素：

6.技术问题
7.然而，由于行驶用马达的旋转角传感器为高分辨率，所以在利用旋转角传感器的输出信号而计算出行驶速度的情况下，有可能导致在车辆停止时行驶速度被计算出仅在一瞬间为后退方向。也就是说，因为在车轮与行驶用马达之间设置有游隙，所以有可能在车辆停止时行驶用马达的转子仅反转游隙量，即有可能在转子的旋转速度刚达到零之后，转子立即向后退方向反转游隙量。在这种情况下，即使在车辆没有正在后退时也有可能被控制器等识别为车辆正在后退，因此谋求避免控制器等的车辆后退的错误判定。
8.本发明的目的在于避免车辆后退的错误判定。
9.技术方案
10.本发明的车辆用控制装置控制与车轮连结的行驶用马达，所述车辆用控制装置具有：马达控制部，在执行使车辆的行驶速度在极低速区域保持为恒定的匀速行驶模式时，其控制所述行驶用马达；车速计算部，其基于所述行驶用马达的旋转角来计算作为车辆的行驶速度的第一车速；以及车速设定部，其基于所述第一车速和制动器操作量来设定第二车速作为用于所述匀速行驶模式的车辆的行驶速度，在所述匀速行驶模式的执行过程中，在所述制动器操作量超过阈值且所述第一车速低于阈值的情况下，所述车速设定部设定零作为所述第二车速，在所述匀速行驶模式的执行过程中，在所述制动器操作量低于阈值的情况下，或者在所述第一车速超过阈值的情况下，所述车速设定部设定所述第一车速作为所述第二车速。
11.发明效果
12.根据本发明，在匀速行驶模式的执行过程中，在制动器操作量超过阈值且第一车速低于阈值的情况下，车速设定部设定零作为第二车速。由此，能够避免车辆后退的错误判定。
附图说明
13.图1是示出具备作为本发明的一个实施方式的车辆用控制装置的车辆的结构例的图。
14.图2是示出控制器进行的车速校正控制的执行顺序的一例的流程图。
15.图3是示出车速校正控制的执行状况的一例的时序图。
16.图4是示出控制器进行的极低速模式的执行顺序的一例的流程图。
17.图5是示出控制器进行的极低速模式的执行顺序的一例的流程图。
18.图6的(a)～图6的(c)是示出极低速模式下的在车辆制动时的行驶用马达的旋转状况的示意图。
19.图7是示出极低速模式的执行状况的一例的时序图。
20.符号说明
21.10
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车辆用控制装置
22.11
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车辆
23.12
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车轮
24.13
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行驶用马达
25.16
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差速器机构(齿轮机构)
26.45
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车速计算部
27.46
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车速设定部
28.47
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马达控制部
29.v1
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传感器实际车速(第一车速)
30.v2
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控制用实际车速(第二车速)
31.bs
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制动器操作量
32.xa
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阈值
33.xb
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阈值
34.xc
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阈值
35.xd
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阈值
具体实施方式
36.以下，基于附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
37.[车辆结构]
[0038]
图1是示出具备作为本发明的一个实施方式的车辆用控制装置10的车辆11的结构例的图。如图1所示，在车辆11设置有与车轮12连结的行驶用马达13。在行驶用马达13的转子14通过由马达输出轴15、差速器机构(齿轮机构)16和车轮驱动轴17构成的动力传递路径18而连结有车轮12。另外，在行驶用马达13的定子19连接有作为电力转换设备的变换器20，在变换器20连接有锂离子电池等电池21。此外，在行驶用马达13设置有检测转子14的旋转角的旋转变压器等旋转角传感器22。
[0039]
另外，在车辆11设置有对车轮12进行制动的制动装置30。制动装置30具有连结于制动踏板31的主缸32、对车轮12的盘转子33进行制动的制动钳34、以及控制供给到各制动钳34的制动液压的致动器35。若制动踏板31被驾驶员踩踏，则从主缸32经由致动器35向制
动钳34传递制动液压，并通过制动钳34对车轮12的盘转子33进行制动。应予说明，图示的车辆11可以是通过行驶用马达13来驱动前轮的前轮驱动车辆，也可以是通过行驶用马达13来驱动后轮的后轮驱动车辆，还可以是通过行驶用马达13来驱动前后轮的全轮驱动车辆。
[0040]
搭载于车辆11的车辆用控制装置10具有由微型计算机等构成的控制器40。在控制器40连接有检测油门踏板41的踩踏量的油门传感器42、以及检测制动踏板31的踩踏量(以下，记载为制动器操作量bs。)的制动传感器43连接。另外，在控制器40连接有检测上述行驶用马达13的旋转角的旋转角传感器22、以及在执行后述的低速行驶模式时操作的模式开关44。
[0041]
另外，在控制器40设置有计算作为车辆11的行驶速度的传感器实际车速(第一车速)v1的车速计算部45、以及基于传感器实际车速v1来设定控制用实际车速(第二车速)v2的车速设定部46。控制器40的车速计算部45基于由旋转角传感器22检测出的行驶用马达13的旋转角来计算作为行驶中的行驶速度的传感器实际车速v1。另外，控制器40的车速设定部46按照后述的车速校正控制，基于由制动传感器43检测出的制动器操作量bs和由车速计算部45计算出的传感器实际车速v1来设定控制用实际车速v2作为用于后述的极低速模式的行驶中的行驶速度。此外，在控制器40设置有经由变换器20而控制行驶用马达13的马达控制部47、以及经由致动器35而控制制动装置30的制动控制部48。
[0042]
[极低速模式]
[0043]
作为车辆11的行驶模式，车辆用控制装置10具有被称为低速巡航控制等的极低速模式(匀速行驶模式)。该极低速模式是将车辆11的行驶速度在极低速区域(例如10km/h以下)保持为恒定的行驶模式。若通过驾驶员的开关操作而选择了极低速模式，则控制器40的马达控制部47以将车辆11的行驶速度保持为恒定的方式控制行驶用马达13。通过执行该极低速模式，从而使驾驶员能够在不进行油门操作和/或制动器操作的情况下集中于方向盘操作而在岩石地等难行道路驾驶。如上所述，在极低速模式中，使用控制用实际车速v2作为车辆11的行驶速度。
[0044]
·
(车速校正控制的执行顺序)
[0045]
以下，对在极低速模式下一并执行的车速校正控制的执行顺序进行说明之后，对极低速模式的执行顺序进行说明。图2是示出控制器40进行的车速校正控制的执行顺序的一例的流程图。
[0046]
如图2所示，在步骤s10中，判定制动器操作量bs是否超过预定的阈值xa。在步骤s10中，在判定为制动器操作量bs超过阈值xa的情况下，进入步骤s11，判定传感器实际车速v1的绝对值是否低于预定的阈值xb(例如，1km/h)。在步骤s11中，在判定为传感器实际车速v1的绝对值低于阈值xb的情况下，进入步骤s12，车速校正标志被设定为“1”。即，在制动踏板31被踩踏且车辆11即将停止之前的情况下，进入步骤s12，车速校正标志被设定为“1”。
[0047]
在接下来的步骤s13中，判定制动器操作量bs是否低于预定的阈值xc。应予说明，在上述的步骤s10、步骤s11中，在判定为制动器操作量bs为阈值xa以下的情况下，或在判定传感器实际车速v1的绝对值为阈值xb以上的情况下，绕过步骤s12而进入步骤s13，判定制动器操作量bs是否低于阈值xc。在步骤s13中，在判定为制动器操作量bs低于阈值xc的情况下，进入步骤s14，车速校正标志被设定为“0”。另一方面，在步骤s13中，在判定为制动器操作量bs为阈值xc以上的情况下，进入步骤s15，判定传感器实际车速v1是否超过预定的阈值
xd。在步骤s15中，在判定为传感器实际车速v1超过阈值xd的情况下，进入步骤s14，车速校正标志被设定为“0”。由此，在正在解除对制动踏板31的踩踏的情况下，或在车辆11未停止而正在行驶的情况下，进入步骤s14，车速校正标志被设定为“0”。
[0048]
在接下来的步骤s16中，判定车速校正标志是否为“1”。应予说明，在上述的步骤s13、步骤s15中，在判定为制动器操作量bs为阈值xc以上且传感器实际车速v1为阈值xd以下的情况下，绕过步骤s14而进入步骤s16，判定车速校正标志是否为“1”。在步骤s16中，在判定为车速校正标志为“1”的情况下，即在制动踏板31被踩踏且车辆11即将停止之前的情况下，进入步骤s17，设定零(0km/h)作为控制用实际车速v2。另一方面，在步骤s16中，在判定为车速校正标志为“0”的情况下，即在正在解除对制动踏板31的踩踏的情况下，或在车辆11未停止而正在行驶的情况下，进入步骤s18，传感器实际车速v1直接被设定为控制用实际车速v2。
[0049]
图3是示出车速校正控制的执行状况的一例的时序图。应予说明，在图3中，利用虚线来表示传感器实际车速v1，利用实线来表示控制用实际车速v2。如图3中时刻t1所示，若制动踏板31被驾驶员踩踏，则制动器操作量bs超过阈值xa(符号a1)。在该时刻t1，传感器实际车速v1超过阈值xb(符号b1)，因此车速校正标志被设定为“0”(符号c1)，设定传感器实际车速v1作为控制用实际车速v2(符号b2)。
[0050]
接下来，如时刻t2所示，若传感器实际车速v1降低而低于阈值xb(符号b3)，则车速校正标志被设定为“1”(符号c2)。由此，若车速校正标志被设定为“1”，则设定零(0km/h)作为控制用实际车速v2(符号b4)。然后，如时刻t3所示，若由驾驶员进行的对制动踏板31的踩踏被解除，制动器操作量bs低于阈值xc(符号a2)，则车速校正标志被设定为“0”(符号c3)，设定传感器实际车速v1作为控制用实际车速v2(符号b5)。
[0051]
·
(极低速模式的执行顺序)
[0052]
接下来，对将行驶速度在极低速区域保持为恒定的极低速模式的执行顺序进行说明。图4和图5是示出控制器40进行的极低速模式的执行顺序的一例的流程图。应予说明，图4和图5的流程图在符号a的部位彼此连接。
[0053]
如图4所示，在步骤s20中，判定是否进行了由驾驶员进行的模式开关44的导通操作。在步骤s20中，在判定为对模式开关44进行了导通操作的情况下，进入步骤s21判定有无由驾驶员进行的油门操作。在步骤s21中，在判定为没有由驾驶员进行的油门操作的情况下，进入步骤s22，判定有无由驾驶员进行的制动器操作。在步骤s21、步骤s22中，在判定为没有进行油门操作和制动器操作这两者的情况下，如图5所示，进入步骤s23。
[0054]
在步骤s23中，判定控制用实际车速v2是否超过预定的上限值va。应予说明，与控制用实际车速v2进行比较的上限值va是在极低速模式中的目标速度加上预定值而得的值。在步骤s23中，在判定为控制用实际车速v2超过上限值va的情况下，进入步骤s24，降低行驶用马达13的目标动力运行扭矩，并基于该目标动力运行扭矩控制行驶用马达13。另一方面，在步骤s23中，在判定为控制用实际车速v2为上限值va以下的情况下，进入步骤s25，判定控制用实际车速v2是否低于预定的下限值vb。应予说明，与控制用实际车速v2进行比较的下限值vb是从极低速模式中的目标速度减去预定值而得的值。在步骤s25中，在判定为控制用实际车速v2低于下限值vb的情况下，进入步骤s26，提高行驶用马达13的目标动力运行扭矩，并基于该目标动力运行扭矩控制行驶用马达13。由此，通过使行驶用马达13的目标动力
运行扭矩增减，从而在极低速模式中，即使不进行油门操作和/或制动器操作，也以保持上限值va与下限值vb之间的目标速度的方式控制行驶用马达13。
[0055]
另外，在极低速模式中进行了油门操作或制动器操作的情况下，基于油门操作或制动器操作来控制行驶用马达13。如图4所示，在步骤s21中，在判定为正在进行油门操作的情况下，进入步骤s27，基于油门操作量和控制用实际车速v2来设定目标动力运行扭矩，并基于该目标动力运行扭矩控制行驶用马达13。由此，在使车辆11缓慢前进的极低速模式的执行过程中踩踏了油门踏板41的情况下，提高目标动力运行扭矩而使车辆11加速。
[0056]
另外，在步骤s22中，在判定为正在进行制动器操作的情况下，进入步骤s28，基于制动器操作量和控制用实际车速v2来设定目标再生扭矩。在接下来的步骤s29中，判定后退标志是否为“1”。这里，后退标志是表示车辆后退的标志，在车辆后退时后退标志被设定为“1”，在车辆前进时后退标志被设定为“0”。在步骤s29中，在判定为后退标志为“0”的情况下，即在车辆11正在前进的情况下，进入步骤s30，维持在步骤s28中设定的目标再生扭矩，并基于该目标再生扭矩控制行驶用马达13。另一方面，在步骤s29中判定为后退标志为“1”的情况下，即在车辆11正在后退的情况下，进入步骤s31，设定目标动力运行扭矩来代替目标再生扭矩，并基于该目标动力运行扭矩控制行驶用马达13。
[0057]
由此，在使车辆11缓慢前进的极低速模式中，在制动踏板31被踩踏的情况下，将目标扭矩从动力运行侧切换到再生侧而使车辆11减速。另外，在步骤s29中判定为后退标志为“1”的情况下，即在极低速模式中检测出车辆后退的情况下，由于设想到车辆11在上坡路等下滑，所以在前进方向且在动力运行方向提高行驶用马达13的目标扭矩。也就是说，在极低速模式的执行过程中，在控制用实际车速v2从前进方向变化为后退方向的情况下，行驶用马达13的目标扭矩被设定为在前进方向和在动力运行方向上更大于当前的值的值。由此，能够从行驶用马达13对车轮12施加前进方向的推力，并且能够解除车辆11的下滑。
[0058]
应予说明，如步骤s25、s26所示，在极低速模式中控制用实际车速v2低于下限值vb的情况下，行驶用马达13的目标动力运行扭矩增加。在这种情况下，控制用实际车速v2越远离预定的目标速度而降低，行驶用马达13的目标动力运行扭矩被设定得越大。即，即使在制动踏板31未被踩踏的情况下，在极低速模式的执行过程中，在上坡路等控制用实际车速v2也趋向零而降低，在控制用实际车速v2从前进方向变为后退方向的情况下，通过从行驶用马达13对车轮12施加前进方向的推力从而解除车辆后退，因此行驶用马达13的目标扭矩被设定为在前进方向和动力运行方向上更大于当前的值的值。
[0059]
[车辆制动时的马达旋转状况]
[0060]
如上所述，在极低速模式中，作为车辆11的行驶速度，不使用传感器实际车速v1而使用控制用实际车速v2。由此，即使在极低速模式的执行过程中踩踏了制动踏板31而使车轮12的旋转停止的情况下，也能够防止行驶用马达13的过度的扭矩变动，并且能够在不给驾驶员带来不适感的情况下控制行驶用马达13。这里，图6的(a)～(c)是示出极低速模式下的在车辆制动时的行驶用马达13的旋转状况的示意图。应予说明，在图6的(a)～(c)中，使用箭头表示各旋转构件的旋转方向。
[0061]
如图6的(a)所示，行驶用马达13与车轮12经由包括差速器机构16等齿轮机构的动力传递路径18而彼此连结。另外，在上述的极低速模式中，通过使行驶用马达13向正转方向旋转，从而从构成差速器机构16的一部分的驱动齿轮50向从动齿轮51传递旋转力，使与从
动齿轮51连结的车轮12向前进方向旋转。接下来，如图6的(b)所示，若车轮12的旋转因对制动踏板31的踩踏而停止，则与车轮12连结的从动齿轮51的旋转也停止。此时，虽然行驶用马达13的目标扭矩被控制为零，但行驶用马达13的转子14因惯性力而继续向正转方向旋转。
[0062]
即，在通过制动装置30而使车轮12的旋转停止之后，如图6的(b)所示，以作为动力传递路径18的游隙的齿隙向一侧缩小的方式使驱动齿轮50和与其连结的转子14以预定的旋转角向正转方向旋转。之后，因为旋转的驱动齿轮50被停止中的从动齿轮51弹回，所以如图6的(c)所示，以动力传递路径18的齿隙向另一侧缩小的方式使驱动齿轮50和与其连结的转子14以预定的旋转角向反转方向旋转。由此，在通过制动装置30而使车轮12的旋转停止时，行驶用马达13的转子14仅一瞬间以预定的旋转角向反转方向旋转，因此基于转子14的旋转角计算出的传感器实际车速v1被计算出仅一瞬间为后退方向。
[0063]
由此，在通过制动装置30而使车轮12的旋转停止时，传感器实际车速v1被计算出仅一瞬间为后退方向。另外，在极低速模式中，从防止车辆11的下滑的观点出发，若检测出车辆后退，则行驶用马达13的目标动力运行扭矩被提高。也就是说，在极低速模式中使用传感器实际车速v1的情况下，随着车辆后退的错误判定而使行驶用马达13的目标动力运行扭矩被瞬间提高，因此有可能导致在行驶用马达13产生过度的扭矩变动。因此，本实施方式的车辆用控制装置10通过在极低速模式中使用控制用实际车速v2来避免极低速模式中的车辆后退的错误判定。
[0064]
[极低速模式(时序图)]
[0065]
以下，按照时序图对极低速模式的执行状况进行说明。图7是示出极低速模式的执行状况的一例的时序图。在图7中示出在极低速模式的执行过程中，通过对制动踏板31的踩踏而使车辆11停止，通过解除对制动踏板31的踩踏而使车辆11再起步的状况。
[0066]
如图7中时刻t1所示，在执行极低速模式的情况下，将行驶用马达13的目标扭矩设定在动力运行侧(符号a1)，车辆11在保持行驶速度为恒定的同时缓慢地前进(符号b1)。之后，如时刻t2所示，若制动踏板31被驾驶员踩踏，则制动器操作量bs超过阈值xa(符号c1)，并且行驶用马达13的目标扭矩被设定在再生侧(符号a2)。在该时刻t2，传感器实际车速v1超过阈值xb(符号b2)，因此车速校正标志被设定为“0”(符号d1)，设定传感器实际车速v1作为控制用实际车速v2(符号b3)。
[0067]
接下来，如时刻t3所示，若传感器实际车速v1降低而低于阈值xb(符号b4)，则车速校正标志被设定为“1”(符号d2)。由此，若车速校正标志被设定为“1”，则设定零(0km/h)作为控制用实际车速v2(符号b5)。由此，因为控制用实际车速v2变成零，所以行驶用马达13的目标扭矩也被设定为零(符号a3)。之后，如时刻t4所示，若解除了驾驶员对制动踏板31的踩踏，则制动器操作量bs低于阈值xc(符号c2)，并且行驶用马达13的目标扭矩被设定于动力运行侧(符号a4)。另外，由于制动器操作量bs低于阈值xc，所以车速校正标志被设定为“0”(符号d3)，设定传感器实际车速v1作为控制用实际车速v2(符号b6)。
[0068]
如到此为止所说明那样，即使在车辆11通过制动器操作而停止的情况下，如箭头α所示那样，用于极低速模式中的控制用实际车速v2也从车辆即将停止之前起保持为零(0km/h)。由此，能够避免极低速模式中的车辆后退的错误判定，因此在车辆停止时行驶用马达13的目标扭矩不会提高，能够以不给驾驶员带来不适感的方式适当地控制行驶用马达13。
[0069]
也就是说，在极低速模式中使用传感器实际车速v1的情况下，如时刻ta所示，传感器实际车速v1超过零而变为后退方向(符号x1)，因此后退标志被设定为“1”(符号x2)，并且行驶用马达13的目标扭矩被设定在动力运行侧(符号x3)。然后，如时刻tb所示，行驶用马达13的目标扭矩被设定在动力运行侧的状况一直持续到传感器实际车速v1收敛为零为止。即，由于在极低速模式中不使用传感器实际车速v1而使用控制用实际车速v2，所以能够避免图7中虚线所示的车辆后退的错误判定和/或行驶用马达13的扭矩变动。
[0070]
本发明并不限于上述实施方式，在不脱离其主旨的范围内可以进行各种变更。在上述的说明中，作为搭载有车辆用控制装置10的车辆11，虽然示例出仅具备行驶用马达13作为动力源的电动汽车，但不限于此，也可以是具备行驶用马达13和发动机作为动力源的混合动力车辆。另外，在上述的说明中，虽然针对连结行驶用马达13与车轮12的动力传递路径18而设置作为齿轮机构的差速器机构16，但不限于此，也可以针对动力传递路径18而设置其他的齿轮机构。另外，也可以从连结行驶用马达13与车轮12的动力传递路径18中省略齿轮机构。由此，即使在从动力传递路径18省略了齿轮机构的情况下，由于在由多个机械要素构成的动力传递路径18存在齿隙，因此也能够有效地适用于本发明。
[0071]
在图3所示的示例中，虽然将阈值xa、xc设定为彼此不同的值，但不限于此，也可以将阈值xa、xc设定为彼此相同的值。应予说明，与制动器操作量bs进行比较的阈值xa只要是能够检测出对制动踏板31的踩踏的值即可，与制动器操作量bs进行比较的阈值xc只要是能够检测出解除对制动踏板31的踩踏的值即可。另外，在图3所示的示例中，虽然将阈值xb、xd设定为彼此不同的值，但不限于此，也可以将阈值xb、xd设定为彼此相同的值。应予说明，与传感器实际车速v1进行比较的阈值xb只要是能够检测出是即将停车之前的时刻的值即可，与传感器实际车速v1进行比较的阈值xd只要是能够检测出不是即将停车之前的时刻的值即可。