CN1681680B - 车辆打滑控制装置、安装有该装置的汽车及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆打滑控制装置、安装有该装置的汽车及其控制方法。当电机要求转矩Tm的转矩变化量ΔTm大时,因该转矩变化引起车辆发生振动或摆动,由此角加速度α暂时变大,在根据角加速度α进行打滑判断(步骤S112)中,虽然打滑未发生,但因角加速度α超过阈值αSlip,也会误判为打滑发生,因此,在步骤(S108)中当转矩变化量ΔTm超过阈值Thr时,判断为可能是虽未发生打滑而误判为打滑发生,从而不执行转矩限制处理即打滑发生时控制例程(步骤120),而执行步骤(S116)的附着时控制例程。

Description

车辆打滑控制装置、安装有该装置的汽车及其控制方法
技术领域
本发明涉及车辆的打滑控制装置、安装有该装置的汽车及其控制方法,具体涉及控制原动机的车辆打滑控制装置、安装有该装置的汽车及其控制方法,其中该原动机能给连接车辆驱动轮的驱动轴输出动力。
技术背景
以往,作为这种车辆的打滑控制装置的提案,当驱动轮上因来自电机的转矩(扭矩)输出而产生了打滑时,限制电机至驱动轮的输出转矩(例如,参照特开平10-304514号公报)。在该装置中,驱动轮的角加速度超过规定阈值时检测出打滑,在检测到打滑时,通过降低从电机输出的转矩来抑制打滑。但是,即使没有产生打滑时,例如,发动机起动时的振动或大转矩变化产生时,也会存在驱动轮角加速度超过规定阈值而误检为打滑。
另外,还有提案为在加速器(油门)开度急速增大即加速器开度的时间变化率大时,使得驱动轮的打滑状态阈值变大,从而失去控制打滑的实效性(例如,参照特开平3-156135号公报)。但是,该公报目的在于在加速器开度急增时不损失车体的反应性,目的并不在于防止因打滑误检出而限制驱动转矩。
本发明是鉴于上述问题进行的,目的在于提供在根据角加速度检测打滑时能防止因误检出打滑而限制驱动转矩的车辆打滑控制装置及其方法。
发明内容
为达到上述目的,本发明的车辆打滑控制装置及其方法采用以下技术方案。
本发明之一是一种控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的打滑控制装置,该车辆打滑控制装置具有:检测所述驱动轴的角加速度的角加速度检测部;根据所述角加速度检测部检测的角加速度来检测所述驱动轮的打滑的打滑检测部;在所述打滑检测部检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的转矩限制部;判断是否车辆运行状态处于不因打滑而造成所述角加速度变动的状态的状态判断部;和在所述状态判断部判断为车辆运行状态处于不因打滑而造成所述角加速度变动的状态时,禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制的转矩限制禁止部。
在该车辆打滑控制装置中,在根据连接驱动轮的驱动轴的角加速度检测到驱动轮打滑时,限制驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑。但是,当车辆运行状态处于不因打滑而造成所述角加速度变动的状态时,因为即使是根据角加速度检测到驱动轮的打滑也可能是由打滑以外的原因引起,所以禁止限制驱动轮的驱动转矩。因此,根据角加速度检测打滑时,能防止因打滑的误检测对驱动转矩的限制。
本文中,“原动机”可以指能够向驱动轴输出动力的机器,并没有特殊限制,例如,可以是电机,也可以是发动机,也可以是电机和发动机两方.在配置有多个“原动机”的情况下,本发明的车辆打滑控制装置也可以是至少能控制其中之一的结构,例如,在作为原动机安装有电机和发动机两方的情况下,可以至少控制电机.另外,所谓“车辆运行状态处于不因打滑而造成所述角加速度变动的状态”时,例如,可例举包括转矩变化量变化大时,或者发动机起动时等.
本发明之一是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的打滑控制装置,该车辆打滑控制装置具有:检测所述驱动轴的角加速度的角加速度检测部;根据该被检测到的角加速度检测所述驱动轮的打滑的打滑检测部;在所述打滑检测部检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的转矩限制部;判断根据加速器操作所获得的所述驱动轮的转矩指令值的变化量是否在规定范围内的转矩变化量判断部;和在所述转矩变化量判断部判断为所述转矩指令值的变化量在规定范围外时,禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制的转矩限制禁止部。
在该车辆打滑控制装置中,当根据连接驱动轮的驱动轴的角加速度检测到驱动轮打滑时,以抑制该打滑的方式限制驱动轮的驱动转矩。但是,根据加速器操作所获得的驱动轮的转矩指令值的变化量在规定范围以外时(例如比规定量大时),存在由该转矩变化产生的振动或摆动等产生角加速度变动的情况。在这种情况下,考虑到即使是根据角加速度检测到驱动轮的打滑时,因为这是由转矩变化产生的振动或摆动等引起,也将禁止限制驱动轮的驱动转矩。因此,根据角加速度检测打滑时,能防止打滑误检对驱动转矩的限制。
本发明之一是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机即电机和发动机的至少一方的车辆打滑控制装置,该车辆打滑控制装置具有:检测所述驱动轴的角加速度的角加速度检测部;根据该被检测到的角加速度检测所述驱动轮的打滑的打滑检测部;在所述打滑检测部检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的转矩限制部;检测所述发动机起动时的振动的发动机振动检测部;和在所述发动机振动检测部检测到发动机起动时的振动时,禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制的转矩限制禁止部。
在该车辆打滑控制装置中,在根据连接驱动轮的驱动轴的角加速度检测到驱动轮打滑时,以抑制该打滑的方式限制驱动轮的驱动转矩。但是,在检测到发动机起动时的振动时,存在因该振动引起角加速度变动的状况。在这种状况下,如果考虑到即使是根据角加速度检测到驱动轮的打滑,但这是由发动机起动时的振动引起,则会禁止限制驱动轮的驱动转矩。因此,在根据角加速度检测打滑时,能防止因打滑的误检测对驱动转矩的限制。
本发明之一是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的车辆打滑控制装置,该车辆打滑控制装置具有:检测所述驱动轴的角加速度的角加速度检测部;在该被检测到的角加速度超过规定阈值时检测到所述驱动轮的打滑的打滑检测部;在所述打滑检测部检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的转矩限制部;判断由所述角加速度检测部检测到的角加速度超过所述规定阈值后的时间变化是否因机械共振引起的时间变化判断部;和在通过所述时间变化判断部判断为所述角加速度超过所述规定阈值后的时间变化是因机械共振引起时,禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制的转矩限制禁止部。
在该车辆打滑控制装置中,根据连接驱动轮的驱动轴的角加速度超过规定阈值而检测到驱动轮打滑时,以抑制该打滑的方式限制驱动轮的驱动转矩.但是,当判断为角加速度超过规定阈值后的时间变化是因机械共振引起时,即使是根据角加速度检测到驱动轮的打滑,但这是由机械共振造成的,所以禁止限制驱动轮的驱动转矩.因此,在根据角加速度检测打滑时,能防止因打滑的误检测造成的对驱动转矩的限制.
这时,前述时间变化判断部也可以判断从所述角加速度超过所述规定阈值时刻到开始减少的时刻为止的时间幅度是否因机械共振引起。在判断角加速度超过规定阈值后的时间变化是否是因机械共振引起的情况下,由于在该判断结果出来前不能禁止转矩限制,所以,优选地,应尽可能地早期得出判断结果,判断从角加速度超过规定阈值时刻起至减少开始时刻为止的时间幅度是否因机械共振引起。
在本发明的各车辆的打滑控制装置中,前述打滑检测部也可以是在前述角加速度检测部检测到的角加速度超过规定阈值时检测到打滑的检测部。采用这种方式能简单可靠地检测打滑。这时,优选地,所述转矩限制禁止部,在所述角加速度检测部检测到的角加速度超过被设定为比所述规定阈值大的值的非打滑上限值时,不禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制。如果采用这种方式,虽然发生打滑,也不会作为误检测而禁止驱动转矩的限制。另外,非打滑上限值也可以是例如只在打滑时采用的值。
本发明的各个车辆打滑控制装置中,所述转矩限制禁止部,在禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制时,可使所述转矩限制部不起作用,或者将所述打滑检测部中的所述规定阈值设定为通常不采用的大值而使所述转矩限制部没有实效性。无论采取哪种方式,都能禁止转矩限制部对驱动轮的驱动转矩的限制。
本发明的各种车辆打滑控制装置中,前述转矩限制禁止部也可以只在规定的限制禁止期间禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制。如果采用这种方式,在经过规定限制禁止期间后发生了打滑时能抑制打滑。
本发明之一是安装有上述任一形式的车辆打滑控制装置的汽车。根据这种汽车,因配备有上述任一形式的车辆打滑控制装置,所以可以实现该打滑控制装置能起的作用,例如,根据角加速度检测打滑时,具有所谓能防止因打滑的误检测而对驱动转矩的限制。
本发明之一是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的车辆打滑控制方法,该方法包括步骤:(a)检测所述驱动轴的角加速度的步骤;(b)根据所述角加速度检测部检测到的角加速度检测所述驱动轮的打滑的步骤;(c)所述步骤(b)检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的步骤;(d)判断是否车辆运行状态处于不因打滑而造成所述角加速度变动的状态的步骤;和(e)在所述步骤(d)判断为车辆运行状态处于不因打滑而造成所述角加速度变动的状态时,禁止所述步骤(c)对所述驱动轮的驱动转矩的限制的步骤。
在这种车辆打滑控制方法中,根据连接驱动轮的驱动轴的角加速度检测到驱动轮打滑时,能以抑制该打滑的方式限制驱动轮的驱动转矩。但是,在车辆运行状态处于不因打滑而造成角加速度变动的状态时,如果考虑到即使是根据角加速度检测到驱动轮打滑但这是由打滑以外原因引起的,则会禁止限制驱动轮的驱动转矩。因此,根据角加速度检测打滑时,能防止因打滑的误检测造成的对驱动转矩的限制。
本发明之一是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的车辆打滑控制方法,该方法包括步骤:(a)检测所述驱动轴的角加速度的步骤;(b)根据该被检测到的角加速度检测所述驱动轮的打滑的步骤;(c)在所述步骤(b)检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的步骤;(d)判断根据加速器操作获得的所述驱动轮的转矩指令值的变化量是否在规定范围内的步骤;和(e)在所述步骤(d)判断为所述转矩指令值的变化量在规定范围以外时,禁止所述步骤(c)对所述驱动轮的驱动转矩的限制的步骤.
在这种车辆打滑控制方法中,根据加速器操作获得的驱动轮转矩指令值的变化量在规定范围以外时(例如比规定量大时),虽然存在因该转矩变化产生的振动或摆动等造成角加速度变动的状况,但在这种状况下,因为考虑到即使是根据角加速度检测到驱动轮打滑但这是由转矩变化产生的振动或摆动等引起的,所以禁止限制驱动轮的驱动转矩。因此,根据角加速度检测打滑时,能防止因打滑的误检测造成的对驱动转矩的限制。
本发明之一是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机即电机和发动机的至少一方的车辆打滑控制方法,该方法包括步骤:(a)检测所述驱动轴的角加速度的步骤;(b)根据该被检测到的角加速度检测所述驱动轮的打滑的步骤;(c)在所述步骤(b)检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的步骤;(d)检测所述发动机起动时的振动的步骤;和(e)在所述步骤(d)检测到发动机起动时的振动时,禁止所述步骤(c)对所述驱动轮的驱动转矩的限制的步骤。
在这种车辆打滑控制方法中,在检测到发动机起动时的振动时,虽存在因该振动产生角加速度变动的状况,但这种状况下,考虑到即使是根据角加速度检测到驱动轮的打滑但这是由发动机的起动振动引起的,所以禁止限制驱动轮的驱动转矩。因此,在根据角加速度检测打滑时,能防止因打滑误检测而对驱动转矩的限制。
本发明之一是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的车辆打滑控制方法,该方法包括步骤:(a)检测所述驱动轴的角加速度的步骤;(b)在该被检测到的角加速度超过规定阈值时检测到所述驱动轮的打滑的步骤;(c)在所述步骤(b)检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的步骤;(d)判断所述检测到的角加速度超过所述规定阈值后的时间变化是否因机械共振引起的步骤;和(e)在所述步骤(d)判断为所述角加速度超过所述规定阈值后的时间变化是因机械共振引起时,禁止所述步骤(c)对所述驱动轮的驱动转矩的限制的步骤。
在这种车辆打滑控制方法中,在判断为角加速度超过前述规定阈值后的时间变化是因机械共振引起时,因为即使是根据角加速度检测到驱动轮打滑但这是由机械共振引起的,所以禁止限制驱动轮的驱动转矩。因此,在根据角加速度检测打滑时,能防止因打滑误检测而造成对驱动转矩的限制。
附图说明
图1是表示电动汽车构成概略的构成图;
图2是在电动汽车上实施的电机驱动控制流程图;
图3是表示车速与加速器开度以及电机要求转矩关系的图;
图4是附着(着地)时控制例程的流程图;
图5是打滑发生时控制例程的流程图;
图6是表示电机角加速度与转矩上限关系的图;
图7是表示加速器开度、转矩、角加速度、各标记时间变化情况的说明图;
图8是表示根据角加速度设定的电机转矩上限值的情况的说明图;
图9是表示混合动力车构成概略的结构图;
图10是在混合动力车上实施的电机驱动控制的流程图;
图11是打滑发生时控制例程的流程图;
图12是表示角加速度、各标记时间变化情况的说明图。
具体实施方式
(第一实施例)
图1表示具有作为打滑控制装置功能的电子控制单元40的电动汽车10的构成概略的构成图。如图所示,该电动汽车10使用从蓄电池(电池)16通过逆变器电路14供给的电力,以可向连接驱动轮18a、18b的驱动轴输出动力的电机12作为驱动控制装置而构成,该电动汽车10具有对电机12转动轴的转动角θ进行检测的转动角传感器22、对电动汽车10的行驶速度进行检测的车速传感器24、对驾驶员的各种操作进行检测的各种传感器(例如,对换档(变速)杆31的位置进行检测的换档位置传感器32、对加速踏板33的踏入量(加速器开度)进行检测的加速踏板位置传感器34、对制动踏板35的踏入量(制动器开度)进行检测的制动踏板位置传感器36等)以及控制装置整体的电子控制单元40。另外,19a、19b表示从动轮。
电机12例如是既具有电动机功能也具有发电机功能的周知同步发电电动机结构,逆变器电路14是由把来自蓄电池16的电力变换成适于电机12驱动的电力的多个开关元件构成。这种电机12以及逆变器电路14结构是周知的,由于这不是本发明的中心,所以省略以上的详细说明。
电子控制单元40是以CPU42为中心的微处理器构成的,配置有存储CPU42的其他处理程序的ROM44、临时存储数据的RAM46以及输入输出端口(未图示)。通过输入端口向该电子控制单元40中输入由转动角传感器22检测到的电机12的转动轴的转动角θ、由车速传感器24检测到的车速V、由换档位置传感器32检测到的换档位置、由加速踏板位置传感器34检测到的加速器开度Acc、由制动踏板位置传感器36检测到的制动开度等。并且,由电子控制单元40通过输出端口向驱动控制电机12的逆变器电路14的开关元件输出开关控制信号等。
下面,说明这种构成的电动汽车10的动作,特别说明驱动轮18a、18b发生打滑时的电机12的驱动控制。图2是表示由电子控制单元40执行的电机驱动控制程序的一例的流程图。在每隔规定时间(在此是每8msec)从ROM44读出并执行该程序。
在该电机驱动控制程序开始时,电子控制单元40的CPU42首先执行输入来自加速踏板位置传感器34的加速器开度Acc、来自车速传感器24的车速V、转动角传感器22的转动角θ等处理(步骤S100)。其次,根据输入的加速器开度Acc和车速V设定驱动轮18a、18b的转矩指令值,在本实施例中为设定电机12的要求转矩Tm(步骤S102)。在此,电机要求转矩Tm的设定通过预先求出加速器开度Acc与车速V及电机要求转矩Tm的关系并作为图(映射)存储在ROM44中,当赋给加速器开度Acc和车速V时,从图中推导出对应的电机要求转矩Tm。图3表示该图的一实例。
随后,判断转矩限制禁止标记F0是否设定为值1(步骤S104).允许执行转矩限制时,该转矩限制禁止标记F0是设定为值0的标记;禁止执行转矩限制时,该转矩限制禁止标记F0是设定为值1的标记.另外,所谓转矩限制处理是指后述步骤S120的打滑发生时控制例程和步骤S124的打滑收敛时控制例程.在步骤S104中,转矩限制禁止标记F0为值0时,计算电机要求转矩Tm的变化量ΔTm(步骤S106)。该变化量ΔTm的计算是从本次导出的电机要求转矩Tm中减去前次导出的电机要求转矩Tm(本次电机要求转矩Tm-前次电机要求转矩Tm)来进行的。由于本程序每8msec重复执行,所以该变化量ΔTm指每8msec的变化量。然后,比较电机要求转矩Tm的变化量ΔTm和预定好的阈值Tthr(步骤S108),变化量ΔTm小于或等于阈值Tthr时,进入步骤S110;变化量ΔTm超过阈值Tthr时,将转矩限制禁止标记F0设定为值1(步骤S126),进行后述附着时控制例程(步骤S116)后,就结束整个程序。另外,在步骤S104中,转矩限制禁止标记F0的值为1时,也进行后述的附着时控制例程(步骤S116),然后就结束整个程序。
不过,预先经验计算因驾驶员增加加速器踏下操作所发生的电机要求转矩Tm的变化量ΔTm,根据该经验值确定阈值Tthr。如加速器踏入量增加时的方式电机要求转矩Tm的变化量ΔTm大时,因该转矩变化发生车辆振动或摆动,由此角加速度α暂时变大,在根据角加速度α进行的打滑判断(步骤S112)中,虽然打滑未发生,但也可能会是角加速度α超过阈值αslip而误判断为打滑发生。因此,在步骤S108中,比较电机要求转矩Tm的变化量ΔTm和阈值Tthr,当变化量ΔTm超过阈值Tthr时,判断为虽然打滑未发生而存在误判断为打滑发生的现象,不会执行转矩限制的处理,即不会执行存在可进入打滑发生时控制例程(步骤S120)或打滑收敛时控制例程(步骤S124)的可能性的步骤S112等,而进入步骤S116的附着时控制例程。
另外,在步骤S108中,当电机要求转矩Tm的变化量ΔT小于或等于阈值Tthr时,根据步骤S100输入的转动角θ计算电机转速Nm,根据该电机转速Nm计算角加速度α(步骤S110)。在此,角加速度α的计算是从本次获得的转速Nm中减去前次获得的转速Nm(本次转速Nm-前次转速Nm)来进行的。此外,在用每1分钟转速“rpm”表示转速Nm的单位时,因本程序执行的时间间隔为8msec,则角加速度α的单位为“rpm/8msec”。不用说,如果能表示为转动速度的时间变化率的话,即使采用任何单位也无妨。并且,为了减小误差,即使角加速度α用从本次中减去过去数次(例如3次)计算的角加速度平均值也无妨。
在如此计算了该角加速度α后,就根据该角加速度α判断驱动轮18a、18b的打滑状态(步骤S112)。在此,比较角加速度α以及可视为发生空转打滑的阈值αslip,当判断为角加速度α超过阈值αslip时,判断为在驱动轮18a、18b上发生了打滑,将表示打滑发生的打滑发生标记F1设定为值1(步骤S118),进行了后述的打滑发生时控制例程(步骤120)后,结束整个程序。
另一方面,当步骤112判断为角加速度α没有超过阈值αslip时,接着判断打滑发生标记F1的状态(步骤114)。当判断为打滑发生标记F1为值1时,判断角加速度α是否满足为负值且在规定时间继续的所谓打滑收敛条件(步骤S122)。在满足该打滑收敛条件时判断为驱动轮18a、18b上发生的打滑已收敛,且进入后述打滑收敛时控制例程(步骤S124),结束该程序。另外,当步骤S122中不满足打滑收敛条件时,判断为发生的打滑还没有收敛,进入打滑发生时控制例程(步骤S120),随后结束该程序。此外,步骤S114判断为打滑发生标记F1不是值1时,判断为驱动轮18a、18b附着在路面上,进入后述的附着时控制例程(步骤S116),之后结束该程序。
下面,对各控制例程即步骤S116的附着时控制例程、步骤S120的打滑发生时控制例程、步骤S124的打滑收敛时控制例程进行说明.
附着时控制是指在通常的电机12驱动控制的同时禁止转矩限制时的电机12的驱动控制,根据图4中的附着时控制例程来进行。开始该例程后,电子控制单元40的CPU42,首先,根据电机要求转矩Tm,以从电机12输出与电机要求转矩Tm相符的转矩的方式来驱动控制电机12(步骤S130)。随后,判断转矩限制禁止标记F0是否为值1(步骤S132),当标记F0为值0时即不禁止转矩限制时,直接结束该例程。另一方面,当标记F0为值1即禁止转矩限制时,判断在该标记F0变为值1后是否经过了规定的限制禁止时间(步骤S134)。当没有经过限制禁止时间时,直接结束该例程;当经过了限制禁止时间时,将标记F0重置为值0(步骤S136),结束该例程。在此,限制禁止时间是作为禁止转矩限制的时间幅度而预定的值。具体来说,驾驶员增加加速器踏入操作引起电机要求转矩Tm的变化量ΔTm比阈值Tthr大时,因转矩变化产生车辆振动或摆动,角加速度α变动,根据经验求出这种角加速度α从变动开始起至该变动收敛为止的时间,根据该经验值确定限制禁止时间。利用该附着时控制例程,当驱动轮18a、18b附着在路面时或禁止转矩限制期间,从电机12输出与电机要求转矩Tm相符的转矩。
打滑发生时控制是指打滑导致角加速度α上升时为使该角加速度α下降而进行的电机12的驱动控制,根据图5中打滑发生时控制例程来进行。在执行该例程时,电子控制单元40的CPU42首先判断角加速度α是否超过峰值αpeak(步骤S150),当判断为角加速度α超过峰值αpeak时,执行将峰值αpeak的值更新成角加速度α的处理(步骤S152)。在此,峰值αpeak基本是打滑所致角加速度α上升而显示为峰值时的角加速度α值,初期值设定为值0。因此,角加速度α上升到达峰值为止的期间,依次将峰值αpeak更新为角加速度α的值,在角加速度α到达峰值的时刻,该时刻的角加速度α被固定为峰值αpeak。在如此设定了峰值αpeak后,就进行根据该峰值αpeak设定电机12可输出的转矩上限即转矩上限值Tmax(步骤S154)。在此,使用图6例示的图来执行该处理。图6是表示角加速度α和转矩上限值Tmax的关系的图,转矩上限值Tmax表示为角加速度α的函数g(α)。在该图中,如图所示,具有角加速度α越大则转矩上限值Tmax越小的特性。因此,若角加速度α上升而峰值αpeak变大时,即若打滑程度变大时,转矩上限值Tmax被设定为较小值,并以该值限制从电机12输出的转矩。
在设定了转矩上限值Tmax后,判断电机要求转矩Tm是否超过设定的转矩上限值Tmax(步骤S156)。当判断为电机要求转矩Tm超过转矩上限值Tmax时,将电机要求转矩Tm修正为转矩上限值Tmax(步骤S158)。并且,以转矩Tm为目标转矩驱动控制电机12以从电机12输出与目标转矩Tm相符的转矩(步骤S160),结束本例程。从而打滑发生时,从电机12输出的转矩被限制为用于抑制打滑的低转矩(具体来说,是与图6的图中角加速度的峰值αpeak对应的转矩上限值Tmax),所以能有效地抑制打滑。
打滑收敛时控制是指,通过打滑发生时控制的转矩限制使角加速度α降低后,为使限制的转矩恢复(复归)而进行的电机12的驱动控制。在此,使转矩上限值Tmax每经过规定待机时间阶段性地上升,且电机要求转矩Tm超过转矩上限值Tmax时,以电机要求转矩Tm作为转矩上限值Tmax来驱动控制电机12.在转矩上限值Tmax的设定中,首先,求出角加速度α从超过阈值αslip时刻至低于阈值αslip时刻为止的角加速度α的时间积分值αint,作为该时间积分值αint的函数计算保护值(ガ一ド值)δ(单位是与角加速度相同的单位“rpm/8msec”),用图6的图计算与该保护值δ对应的转矩上限值Tmax,该值成为打滑收敛时开始当初的转矩上限值Tmax.随后,每次经过规定的待机时间,从保护值δ中减去一定量Δδ而成为新的保护值δ,使用图6的图,把与该保护值δ对应的转矩上限值Tmax作为新的转矩上限值Tmax.并且,在最终的保护值δ变为小于或等于零的时刻,重置各标记F0、F1,结束该打滑收敛时控制.
图7是表示加速器开度的时间变化、角加速度α的时间变化、从电机12输出的转矩的时间变化、各标记的时间变化的说明图。图8是表示根据角加速度α的时间变化设定转矩上限值Tmax的情况的说明图。在此,时刻tn与时刻tn-1的时间间隔为40msec(因图2的程序每8msec执行,所以在该时间内执行5次)。
如图7所示,在时刻t0,车辆停止时或低速时,驾驶员踏下加速器,该踏下状态至少持续至时刻t23。对应于该加速器的踏下,如图7中虚线所示,电机要求转矩Tm从时刻t0至时刻t7为止的期间,起初急剧上升,随后渐渐增加,在时刻t7以后以一定值推移。在此,电机要求转矩Tm从时刻t0变成时刻t1时的变化量ΔTm超过阈值Tthr,在时刻t1,转矩限制禁止标记F0设定为值1。
从时刻t0至时刻t1,因转矩限制禁止标记F0和打滑发生标记F1都为值0,从电机12输出与执行附着时控制的电机要求转矩Tm相符的转矩,并且,从时刻t1至时刻t6,因转矩限制禁止标记F0为值1,所以在此时也执行附着时控制,在时刻t6经过转矩限制禁止时间(在此为200msec),时将转矩限制禁止标记F0设定为值0。在该时刻t1至时刻t6间,虽然角加速度α因较大的转矩变化而变动并暂时超过阈值αslip,但因没有执行打滑发生时控制,所以不会受到转矩限制。因此,电机要求转矩Tm与从电机12输出的转矩一致。
在时刻t7,由于转矩限制禁止标记F0是值0并没有禁止转矩限制,根据角加速度α进行打滑判断,由于这时角加速度α超过阈值αslip,所以打滑发生标记F1被设定为值1,执行打滑发生时控制。并且,在时刻t9,角加速度α达到峰值前,适时设定与图6的图的角加速度α对应的转矩上限值Tmax(参照图8(a))。在该期间,因电机要求转矩Tm超过转矩上限值Tmax,所以把从电机12输出的转矩限制为转矩上限值Tmax。并且,从时刻t10至时刻t13,将转矩限制为与角加速度α的峰值αpeak对应的转矩上限值Tmax(参照图8(b))。在这期间,因电机要求转矩Tm超过转矩上限值max,所以把从电机12输出的转矩限制为转矩上限值Tmax。
时刻t14是角加速度α满足为负值且该负值继续规定时间的所谓打滑收敛条件的时刻。在该时刻判断为打滑已收敛。因此,在时刻t14以后,执行打滑收敛时控制,求出上述时间积分值αint,作为该时间积分值αiht的函数计算出保护值δ,用图6的图计算出与该保护值δ对应的转矩上限值Tmax(参照图8(c)),该值成为打滑收敛时开始起初的转矩上限值Tmax。随后,每经过规定的待机时间,就从保护值δ中减去一定量Δδ而作为新的保护值δ,用图6的图,把与该保护值δ对应的转矩上限值Tmax作为新的转矩上限值Tmax(参照图8(d)))。并且,在最终的保护值δ变为小于或等于零的时刻t23,重置各标记F0、F1,结束该打滑收敛时控制。结果,在时刻t23以后,电机要求转矩tm和从电机12输出的转矩一致。
在此,明确了本实施例构成要素与本发明构成要素的对应关系.本实施例的电子控制单元40的CPU42,相当于本发明的角加速度检测部、打滑检测部、转矩限制部、状态判断部、转矩限制禁止部.并且,CPU42执行的步骤S110相当于角加速度检测部的处理,步骤S112相当于打滑检测部的处理,步骤S120的打滑发生时控制例程及步骤S124的打滑收敛时控制例程相当于转矩限制部的处理,步骤S104及步骤S108相当于状态判断部的处理,转矩限制禁止标记F0值为1时执行步骤S116的附着时控制例程的处理相当于转矩限制禁止部的处理.并且,CPU42也相当于转矩变化量判断部,步骤S108相当于转矩变化量判断部的处理.另外,判断为电机要求转矩Tm的变化量ΔTm超过阈值Tthr时,相当于判断为驱动轮18a、18b的转矩指令值的变化量在规定范围之外的时候。
在以上详述的本实施例中,根据连接驱动轮18a、18b的驱动轴角的加速度α检测出打滑时,以抑制该打滑的方式通过限制电机12的输出转矩而限制驱动轮18a、18b的驱动转矩。但是,在根据加速器操作所获得的电机要求转矩Tm的变化量ΔTm超过阈值Tthr时的状态下,当车辆运行状态处于不因打滑而造成角加速度变动的状态时,因为考虑到即使是根据角加速度α检测到打滑但这是由打滑以外原因引起,所以禁止限制电机12的输出转矩。因此,根据角加速度α检测打滑时,能防止因误检测出打滑而造成的对输出转矩的限制。并且,由于用电机要求转矩Tm的变化量ΔTm判断是否禁止转矩限制,所以,不是在进行暂时输出转矩的限制之后禁止该限制,而是能在进行输出转矩限制前就能禁止该限制。另外,由于打滑检测是在角加速度α超过阈值αslip时检测出打滑,所以能简单可靠地进行打滑检测。此外,所谓禁止电机输出转矩限制只是在规定的限制禁止时间,所以,经过了该限制禁止期间后发生打滑时,能迅速抑制该打滑。
(第二实施例)
图9是表示具有作为打滑控制装置功能的电子控制单元40的混合动力车110的构成的概略构成图。图9中,与第一实施例相同的构成要素用相同的标号表示,省略说明。如图所示,该混合动力车110具有发动机111、与发动机111相连并把发动机111的动力分配给驱动轮18a及18b和发电机113的行星齿轮117、与行星齿轮117相连的可发电的发电机113、向与同一行星齿轮117相连并以可直接向连接驱动轮18a及18b的驱动轴输出动力的方式连接的电机112。电机112通过逆变器电路114与蓄电池116连接,发电机113通过逆变器电路115与蓄电池116相连。电子控制单元40向这些逆变器电路114、115的开关元件输出开关控制信号。并且,电子控制单元40进行控制使得在驱动轮18a、18b发生了打滑时能通过限制驱动轮18a、18b的驱动转矩而抑制打滑。
下面说明这种构成的混合动力车110的动作。未图示的混合动力ECU以将发动机111和电机112的一方或双方作为动力源进行驱动/行驶的方式式进行混合动力控制。例如,如起步时或低速行驶时发动机效率处于较低区域的情况下,以使发动机111停止而利用电机112的动力对驱动轮18a、18b进行驱动的方式进行控制。另外,在通常行驶时进行控制,以使发动机111起动,并把发动机111的动力通过行星齿轮117分配给驱动轮18a及18b和发电机113,使发电机113发电而利用其发电电力驱动电机112,以辅助驱动轮18a、18b的驱动。在全开加速等的高负荷时,在此基础上还从蓄电池116向电机112供给动力,以进一步附加驱动力。
其次,对混合动力车110的动作中特别是驱动轮18a、18b上发生打滑时的驱动控制进行说明.图10是表示由电子控制单元40执行的驱动控制程序一例的流程图.该程序在每隔规定时间(本实施例中为每8msec)从ROM44被读取而执行.
当该驱动控制程序开始时,电子控制单元40的CPU42首先执行输入加速器开度Acc、车速V以及连接驱动轮18a及18b的驱动轴的转动角θ等的处理(步骤S200)。其次,设定连接驱动轮18a、18b的驱动轴的转矩指令值T(步骤S202)。具体来说,根据加速器开度Acc和车速V,从类似图3的表示加速器开度Acc和车速V及转矩指令值T的关系的图求出转矩指令值T。随后,判断是否转矩限制禁止标记F0设置为值1(步骤S204)。在步骤S204中,当转矩限制禁止标记F0值为0,即不禁止转矩限制时,计算驱动轮18a、18b的驱动轴的角加速度α(步骤S206),根据比较该角加速度α和阈值αslip的比较结果判断驱动轮18a、18b的打滑状态(步骤S208)。角加速度α的计算和打滑状态的判断与第一实施例相同,所以省略说明。
在步骤S208中,当判断为角加速度α超过阈值αslip时,判断打滑发生标记F1是否为值1(步骤S214),当打滑发生标记F1为值0时,即到前次为止角加速度α没有超过阈值αslip但是超过了本次阈值αslip时,设定打滑发生标记F1为值1(步骤S216),在开始时间计测的同时,设定计测标记F2为值1(步骤S218)。该计测标记F2在没有进行时间计测时被设置为值0,在时间计测中的时候被设置为值1。然后,把角加速度α设定为峰值αpeak(步骤S222),在进行了打滑发生时控制例程(步骤S234)后,结束整个程序。因此,本实施例的打滑发生时控制例程执行图11所示打滑发生时控制例程的流程。也就是说,通过用和图6类似的曲线作为峰值αpeak的函数进行计算来设定驱动轮18a、18b的驱动转矩的转矩上限值Tmax(步骤S300),判断在步骤S202中计算的转矩指令值T是否超过该转矩上限值Tmax(步骤S310),在转矩指令值T没有超过转矩上限值Tmax时进入步骤S330,在转矩指令值T超过转矩上限值Tmax时,把转矩指令值T限制为转矩上限值Tmax(步骤S320),进入步骤S330。在步骤S330中,根据转矩指令值T设定发动机111、电机112、发电机113的目标转矩以及目标转速,相应于各个目标值对其进行控制,结束该例程。
在此,作为设定各个目标值的具体实例,采用不对蓄电池116充电而由发动机111向驱动轮18a、18b供给总要求动力P的情况进行说明。首先,根据转矩指令值T与连接驱动轮18a、18b的驱动轴的转速N(由转动角θ计算)计算应向该驱动轴输出的要求动力P(=T×N)。在此,要求动力P是发动机111的目标转矩Te和目标转速Ne的乘积,根据对发动机111高效率运行的可能组合进行了映射的未图示的图表来设定目标转矩Te和目标转速Ne。并且,根据驱动轮18a、18b的转矩指令值T和发动机的目标转矩Te以及行星齿轮117的齿轮比来设定电机112的目标转矩Tm,根据发动机的目标转速Ne和驱动轴的转速N设定发电机113的目标转速。
另外,在步骤S214中,当打滑发生标记F1为值1时,即前次和本次角加速度α都超过阈值αslip时,判断角加速度α是否超过峰值αpeak(步骤S220),当判断为角加速度α超过峰值αpeak时执行把峰值αpeak的值更新为角加速度α的处理(步骤S222),然后,执行打滑发生时控制例程(步骤S234),结束该程序.另一方面,在步骤S220中,当角加速度α没有超过峰值αpeak时,把这时的峰值αpeak固定为角加速度α的峰值.也就是说,这时的峰值αpeak成为角加速度α超过阈值αslip增加后开始减少的起点.然后,判断是否计测标记F2为值1(步骤S224),在计测标记F2为值1时,在结束时间计测的同时把计测标记F2设定为值0(步骤S226),然后,根据计测的时间判断角加速度α超过阈值αslip是因发动机111起动导致的机械共振引起还是因打滑引起(步骤S228).从而,在由机械共振引起时,在把转矩限制禁止标记F0设定为值1的同时,把打滑发生标记F1设定为值0(步骤S230),然后在进行附着时控制例程(步骤S212)后结束该程序.另外,附着时控制例程与第一实施例相同(参照图4,但在步骤S130中根据转矩指令值T设定发动机111、电机112、发电机113的目标转矩和目标转速,相应于各目标值对其进行控制),所以省略说明。此外,在步骤S204中,当转矩限制禁止标记F0为值1时,进行附着时控制例程(步骤S212),然后结束该程序。
不过,所谓机械共振是指发动机111起动时的振动等产生的共振。这种机械共振导致角加速度α暂时变大,尽管未发生打滑,但角加速度α超过阈值αslip从而会误判断为打滑发生。在此,相对于机械共振引起角加速度α超过阈值αslip时在短时间内角加速度α达到峰值,打滑所致角加速度α超过阈值αslip时角加速度α需要长时间达到峰值。因此,在步骤S228中,当计测的时间是与机械共振所致同样的短时间时,不执行转矩限制处理,即不进行打滑发生时控制例程(步骤S234)和打滑收敛时控制例程(步骤S236),而进行步骤S212的附着时控制例程。
在步骤S228中,当根据计测的时间判断为角加速度α超过阈值αslip是由打滑引起时,接着执行随后的打滑发生时控制例程(步骤S234),然后结束该程序。此外,在步骤S224中计测标记F2也为值0时,执行打滑发生时控制例程(步骤S234),然后结束该程序。另外,步骤S210中的打滑发生标记F1的值的判断和步骤S232中是否满足打滑收敛条件的判断,因与第一实施例的步骤S114、步骤S122为类似的处理,所以省略说明。此外,在步骤S236的打滑收敛时控制中,使驱动轮18a、18b的转矩上限值Tmax每经过规定的待机时间阶段性地上升,并且转矩指令值T超过转矩上限值Tmax时,把转矩指令值T作为转矩上限值Tmax,根据转矩指令值T设定发动机111、电机112和发电机113的目标转矩以及目标转速,相应于各目标值对它们进行控制。在转矩上限值Tmax的设定中,用与第一实施例的打滑收敛时控制相同的方式计算保护值δ,用与图6类似的图表计算相应于该保护值δ的转矩上限值Tmax,把该值作为打滑收敛时开始当初的转矩上限值Tmax,随后每经过规定的待机时间从保护值δ减去一定量Δδ而作为更新的保护值δ,用与图6类似的图表把与该保护值δ对应的转矩上限值Tmax作为新的转矩上限值Tmax。并且,在最终的保护值δ变为小于或等于0的时刻,重置各标记F0、F1,结束该打滑收敛时控制。
图12是表示角加速度α时间变化和各标记的时间变化的说明图。在此,时刻tn和时刻tn-1的时间间隔为16msec(因图10的程序每8msec执行一次,所以在该时间内执行2次)。
图12的角加速度α时间变化的标记表示的情况为:在时刻t0发动机111起动而引起车辆产生振动或摆动等,虽未打滑,但角加速度α变动并暂时超过阈值αslip。在时刻t1~时刻t3,因角加速度α没有超过阈值αslip,所以执行附着时控制,向驱动轮18a、18b的驱动轴输出与转矩指令值T相符的转矩。
在时刻t4,因角加速度α超过了阈值αslip,所以打滑发生标记F1被设定为值1,在时间计测开始的同时计测标记F2被设定为值1。并且,把这时的角加速度α作为峰值αpeak,从与图6相同的图中读取与该峰值αpeak对应的转矩上限值Tmax,在驱动轮18a、18b的驱动轴的转矩指令值T超过该转矩上限值Tmax时,将转矩指令值T限制为转矩上限值Tmax.
在时刻t5,与前次相同地角加速度α超过阈值αslip,因与前次相比角加速度α变大,所以将本次角加速度α作为峰值αpeak,从与图6类似的图中读取与该峰值αpeak相应的转矩上限值Tmax,在驱动轮18a、18b的转矩指令值T超过该转矩上限值Tmax时,把转矩指令值T设置为转矩上限值Tmax。
在时刻t6,虽然与前次相同角加速度α超过阈值αslip,但与前次相比因角加速度α变小,所以将前次角加速度α确定为峰值αpeak,并且,在结束时间计测的同时将计测标记F2设定为值0。根据计测时间(在此,从角加速度α超过阈值αslip的时刻t4起至达到峰值的时刻t5为止),判断角加速度α超过阈值αslip是因机械振动引起还是因打滑引起。在此,预先根据经验求出机械共振引起的角加速度α时间变化形式,计算从角加速度α超过阈值αslip起至到达峰值为止的时间,根据该时间确定阈值Tc,在该小于或等于阈值Tc时判断为因机械共振引起,超过该阈值Tc时判断为因打滑引起。在此,计测时间小于或等于该阈值T,因此,在把转矩限制禁止标记F0设定为值1的同时将打滑发生标记F1设定为值0,随后执行附着时控制。
在时刻t7以后,因转矩限制禁止标记F0为值1,执行附着时控制,在转矩限制禁止标记F0变为值1后经过规定的限制禁止时间的时刻t15,将转矩限制禁止标记F0设定为0。
在此,明确了本实施例构成要素与本发明构成要素的对应关系。本实施例的电子控制单元40的CPU42相当于本发明的角加速检测部、打滑检测部、转矩限制部、状态判断部、转矩限制禁止部。此外,CPU42执行的步骤S206相当于角加速度检测部的处理,步骤S208相当于打滑检测部的处理,步骤S234的打滑发生时控制例程和步骤S236的打滑收敛时的控制例程相当于转矩限制部的处理,步骤S228相当于状态判断部的处理,转矩限制禁止标记F0为值1进行步骤S212的附着时控制例程的处理相当于转矩限制禁止部的处理。并且,CPU42也相当于发动机振动检测部,步骤228相当于发动机振动检测部的处理。
在以上详述的本实施例中,根据连接驱动轮18a、18b的驱动轴的角加速度α检测到打滑时,以抑制该打滑的方式限制驱动轮18a、18b的驱动转矩。但是,当车辆运行状态处于不因打滑而造成角加速度α变动的状态时,具体来说,角加速度α超过阈值αslip增加后开始减少前的时间是因发动机111起动时的振动的共振引起时,如果考虑到虽然根据角加速度α检测出打滑,但这是因打滑以外的原因引起的,所以禁止限制驱动轮18a、18b的驱动转矩。因此,根据角加速度α检测打滑时,能防止因误检测出打滑而造成的对驱动转矩的限制。并且,在本实施例中,为暂时限制驱动转矩后禁止该限制,但因根据角加速度α超过规定阈值αslip增加后再开始减少前的时间来禁止驱动转矩的限制,所以,即使驱动转矩暂时受限制在时间上也很短。另外,因在角加速度α超过阈值αslip时检测出打滑,所以能简单可靠地进行打滑检测。此外,因所谓禁止驱动转矩限制只是在规定的限制禁止时间,所以,在经过该限制禁止时间后打滑发生时能迅速抑制该打滑。
另外,本发明不局限于上述实施例,更不用说,在属于本发明技术范围内可以各种形式实施。
例如,在上述实施例中,作为车辆运行状态处于不因打滑而造成角加速度变动的状态的情况,举例说明的有以电机要求转矩Tm的变化量ΔTm变大引起角加速度α变动的情况(第一实施例),以及发动机111起动时的振动共振引起角加速度α变动的情况(第二实施例),但只要是角加速度α因打滑而处于变动的状态也可包括这些状态以外的车辆运行状态.
在上述第一实施例中,对电动汽车10进行了说明,但只要是采用具有可向驱动轴直接输出动力的电机的车辆,在任一类型结构的车辆中都可以适用该第一实施例的驱动控制。例如,也可适用于第二实施例的混合动力车110,还可适用于串联型或并联型等混合动力车,在这种情况下,在限制驱动轮18a、18b的转矩指令值T时,也可以进行电机转矩限制,还可以进行电机和发动机的转矩限制。
另外,在上述第二实施例中,虽然对混合动力车110进行了说明,但只要是采用在具有能向驱动轴直接输出动力的电机之外具有发动机的车辆,在任一构成的车辆上也能适用于该第二实施例的驱动控制。例如,也适用于串联型或并联型的混合动力车。
此外,在上述实施例中,虽然在打滑发生时控制例程和打滑收敛时控制例程中限制驱动轮18a、18b的驱动转矩,但驱动转矩的限制并不特别限定于这些例程,也可以采用任一形式。
此外,在上述实施例中,也可以除阈值αslip之外设定比该阈值αslip更大值的非打滑上限值αmax,即使在转矩限制禁止标记F0为值1时即禁止转矩限制时,当角加速度α超过非打滑上限值αmax时,判断为发生了打滑,并把转矩限制禁止标记F0设定值0。如果这样的话,也不会不管打滑正在发生而作为误检测禁止驱动轮18a、18b的驱动转矩的限制。另外,非打滑上限值αmax可以是例如只在打滑时才采用的值。
另外,在上述实施例中,设置成当转矩限制禁止标记F0为值1时,即禁止转矩限制时,不进行所谓打滑发生时控制和打滑收敛时控制的转矩限制处理,但也可代之以当转矩限制禁止标记F0值为1期间将阈值αslip设定为通常不采用的大值。如果采用这种方法,在打滑判断处理(步骤S112和步骤S208)中,由于角加速度α没有超过阈值αslip,所以不会判断为发生了打滑,因此不会进行转矩限制处理。
本发明可以用于汽车产业等车辆相关的产业中。

Claims (7)

1.一种车辆打滑控制装置,它是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的打滑控制装置,该车辆打滑控制装置具有:
检测所述驱动轴的角加速度的角加速度检测部;
根据该被检测到的角加速度检测所述驱动轮的打滑的打滑检测部;
在所述打滑检测部检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的转矩限制部;
判断根据加速器操作所获得的所述驱动轮的转矩指令值的变化量是否大于预设阈值的转矩变化量判断部;和
在所述转矩变化量判断部判断为所述转矩指令值的变化量大于所述预设阈值时,禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制的转矩限制禁止部。
2.根据权利要求1所述的车辆打滑控制装置,其特征在于,所述打滑检测部在由所述角加速度检测部检测出的角加速度超过规定阈值时检测到打滑。
3.根据权利要求1或2所述的车辆打滑控制装置,其特征在于,所述转矩限制禁止部,在所述角加速度检测部检测到的角加速度超过被设定为比所述规定阈值大的非打滑上限值时,不禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制。
4.根据权利要求1或2所述的车辆打滑控制装置,其特征在于,所述转矩限制禁止部,在禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制时,使所述转矩限制部不起作用,或者将所述打滑检测部中的所述规定阈值设定为通常不采用的大值而使所述转矩限制部没有实效性。
5.根据权利要求1或2所述的车辆打滑控制装置,其特征在于,所述转矩限制禁止部只在规定的限制禁止期间禁止所述转矩限制部对所述驱动轮的驱动转矩的限制。
6.一种汽车,其特征在于,它安装有权利要求1~5中任一项所述的车辆打滑控制装置。
7.一种车辆打滑控制方法,是控制能够向连接车辆的驱动轮的驱动轴输出动力的原动机的车辆打滑控制方法,该方法包括步骤:
(a)检测所述驱动轴的角加速度的步骤;
(b)根据该被检测到的角加速度检测所述驱动轮的打滑的步骤;
(c)在所述步骤(b)检测到打滑时限制所述驱动轮的驱动转矩以抑制该打滑的步骤;
(d)判断根据加速器操作获得的所述驱动轮的转矩指令值的变化量是否大于预设阈值的步骤;和
(e)在所述步骤(d)判断为所述转矩指令值的变化量大于所述预设阈值时,禁止所述步骤(c)对所述驱动轮的驱动转矩的限制的步骤。
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