牽引力控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種防止驅(qū)動(dòng)輪打滑的用于車輛的牽引力控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]以往眾所周知有一種牽引力控制技術(shù)，其在車輛的驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生打滑時(shí)，通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率和電機(jī)輸出功率等，將驅(qū)動(dòng)輪的打滑量抑制在規(guī)定值以下。作為此種牽引力控制技術(shù)之一，已知有通過在檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)輪打滑時(shí)對(duì)用于電動(dòng)車的行駛用電機(jī)的輸出扭矩進(jìn)行控制來糾正打滑的技術(shù)(例如專利文獻(xiàn)I)。
[0003]上述以往的牽引力控制技術(shù)通過在檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)輪的打滑時(shí)對(duì)行駛用電機(jī)等的輸出功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，來抑制已經(jīng)發(fā)生的打滑，因此不能防止啟動(dòng)時(shí)的初始打滑。尤其是使用磁性拾波器式車輪速度傳感器時(shí)，由于無法檢測(cè)低車速，所以初始打滑會(huì)增大。例如，在雪地上坡路上啟動(dòng)時(shí)，一旦車輪發(fā)生打滑，則雪會(huì)被壓實(shí)并且路面摩擦系數(shù)μ降低，因此可能會(huì)無法啟動(dòng)。
[0004]為了防止該啟動(dòng)時(shí)的初始打滑，已經(jīng)提出了一種方案，即根據(jù)前后、左右加速度計(jì)算路面的摩擦系數(shù)μ，并基于推斷出的路面摩擦系數(shù)μ，計(jì)算啟動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)扭矩限制值，在車輛啟動(dòng)時(shí)如果驅(qū)動(dòng)扭矩為驅(qū)動(dòng)扭矩限制值以上，則抑制行駛用電機(jī)的輸出功率上升(例如專利文獻(xiàn)2)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)1:日本專利特開平8-182119號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本專利特開2006-0129584號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0006]但根據(jù)這種牽引力控制裝置，例如在車輛的前后加速度和左右加速度上重疊了車輛振動(dòng)時(shí)，必須使用對(duì)所述加速度的響應(yīng)度低的過濾器，因此存在無法充分抑制啟動(dòng)時(shí)的打滑的問題。此外，還存在如下問題:由于僅檢測(cè)車輛的前后加速度和左右加速度，所以例如在雪被壓實(shí)的上坡路等必須以極低速啟動(dòng)的情況下，路面摩擦系數(shù)μ的精度會(huì)變差，無法獲得穩(wěn)定的牽引力動(dòng)作，甚至?xí)o法啟動(dòng)。本發(fā)明為解決上述問題開發(fā)而成，其目的在于，提供一種即使在雪被壓實(shí)的上坡路上，也能夠獲得良好的牽引力性能的牽引力控制裝置。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明的牽引力控制裝置，其特征在于，具有:驅(qū)動(dòng)力源，其對(duì)車輛的驅(qū)動(dòng)輪輸出動(dòng)力；車速傳感器，其檢測(cè)所述車輛的非驅(qū)動(dòng)輪的車輪速度；以及目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)，其根據(jù)所述車輛的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩、所述非驅(qū)動(dòng)輪的車輪速度以及駕駛員的油門操作量信號(hào)判斷路面狀態(tài)，生成車輛的目標(biāo)限制速度，在無法檢測(cè)所述驅(qū)動(dòng)輪的速度的速度區(qū)域中，對(duì)應(yīng)于根據(jù)路面的易滑程度進(jìn)行分類的控制模式，階段性地切換由所述目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)生成的目標(biāo)限制速度。
發(fā)明效果
[0008]根據(jù)本發(fā)明，在無法檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪、非驅(qū)動(dòng)輪的速度的速度區(qū)域，檢測(cè)路面的易滑程度，階段性地切換由目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)生成的目標(biāo)限制速度，因此在不易打滑的路面能夠獲得高加速性能，在容易打滑的路面能夠獲得與平路、上坡路等的行駛阻力和路面狀況相應(yīng)的加速性能。其結(jié)果是，能夠通過與路面狀態(tài)相適應(yīng)地適當(dāng)保持驅(qū)動(dòng)速度，來確保車輛的行駛穩(wěn)定性，并且將車輛的加速性維持在適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。
【附圖說明】
[0009]圖1是顯示搭載了本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的牽引力控制裝置的電動(dòng)車I的圖。
圖2是顯示生成通向本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的電機(jī)3、逆變器4的目標(biāo)電壓的方塊圖。
圖3是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)8的方塊圖。
圖4是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的牽引力控制裝置7中判斷控制模式的處理步驟的流程圖。
圖5是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的牽引力控制裝置7中控制模式判斷為低摩擦系數(shù)路面(控制模式=1)時(shí)的處理步驟的流程圖。
圖6是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的牽引力控制裝置7中控制模式判斷為上坡低摩擦系數(shù)路面(控制模式=2)時(shí)的處理步驟的流程圖。
圖7是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的牽引力控制裝置7中控制模式判斷為極低摩擦系數(shù)路面(控制模式=3)時(shí)的處理步驟的流程圖。
圖8是顯示用來驗(yàn)證本發(fā)明的實(shí)施方式I的動(dòng)作的電動(dòng)車I的車輪速度的圖。
圖9是顯示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的虛擬車速1、虛擬車速2以及最終虛擬車速的圖。
圖10是為了表現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式I的效果而顯示高摩擦系數(shù)路面全開加速時(shí)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩、最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩以及電機(jī)轉(zhuǎn)速、最終車速的圖。
圖11是為了表現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方式I的效果而顯示上坡低摩擦系數(shù)路面全開加速時(shí)的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩、最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩以及電機(jī)轉(zhuǎn)速、最終車速的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施方式I
圖1是顯示搭載了本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的牽引力控制裝置的電動(dòng)車I的主要結(jié)構(gòu)的圖。電動(dòng)車I具有:作為從動(dòng)輪的左前輪2FL、右前輪2FR;作為驅(qū)動(dòng)輪的左后輪2RL、右后輪2RR;電動(dòng)機(jī)3，其輸出用來驅(qū)動(dòng)左右驅(qū)動(dòng)輪2RL、2RR的驅(qū)動(dòng)扭矩;逆變器4，其向該電動(dòng)機(jī)3供電；以及電子控制裝置5，其通過綜合控制電動(dòng)機(jī)3和逆變器4的運(yùn)轉(zhuǎn)來控制驅(qū)動(dòng)輪2RL、2RR的驅(qū)動(dòng)扭矩。
[0011]電動(dòng)機(jī)3是交流同步電機(jī)，其由輸出自逆變器4的交流電進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。逆變器4將積蓄在省略圖示的高壓電池中的電力從直流轉(zhuǎn)換為交流，并供給至電動(dòng)機(jī)3。輸出自電動(dòng)機(jī)3的驅(qū)動(dòng)扭矩透過省略圖示的驅(qū)動(dòng)軸和差速齒輪，傳遞至左右驅(qū)動(dòng)輪2RL、2RR，使電動(dòng)車I加速。
[0012]電子控制裝置5基于由省略圖示的駕駛員的油門操作而決定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩和電動(dòng)車I的狀態(tài)，生成通向電動(dòng)機(jī)3、逆變器4的目標(biāo)電壓。雖省略圖示，但電子控制裝置5的內(nèi)部具有進(jìn)行運(yùn)算的微處理器、存儲(chǔ)用來使該微處理器執(zhí)行各處理的程序的ROM以及存儲(chǔ)運(yùn)算結(jié)果等各種數(shù)據(jù)的RAM。
[0013]此外，電子控制裝置5上連接著用來檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪2RL、2RR以及非驅(qū)動(dòng)輪2FL、2FR各自的車輪速度的車輪速度傳感器6FL、6FR、6RL、6RR。圖8顯示車輪速度傳感器的輸出即車輪速度。虛線是實(shí)際的車輪速度，實(shí)線是車輪速度傳感器6FL、6FR、6RL、6RR的輸出，低車速時(shí)車輪速度傳感器的輸出為零。因此，低車速時(shí)，并不輸出實(shí)際的車輪速度。
[0014]圖2顯示了生成通向電動(dòng)機(jī)3、逆變器4的目標(biāo)電壓的方塊圖。目標(biāo)電流運(yùn)算機(jī)構(gòu)11獲得最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩后，生成通向電動(dòng)機(jī)3的目標(biāo)電流。電流控制機(jī)構(gòu)12追隨來自目標(biāo)電流運(yùn)算機(jī)構(gòu)11的目標(biāo)電流，生成通向逆變器4的目標(biāo)電壓。
在用來驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪2RL、2RR的電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速急速上升時(shí)，通過從所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩中減去來自牽引力控制裝置7的速度限制扭矩，生成通向目標(biāo)電流運(yùn)算機(jī)構(gòu)11的最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩。
[0015]來自所述牽引力控制裝置7的速度限制扭矩的計(jì)算方法如下，即從利用后述的目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)8基于目標(biāo)打滑率、車輪速度、油門信號(hào)以及控制模式計(jì)算出的目標(biāo)限制速度中減去電動(dòng)機(jī)3的轉(zhuǎn)速，并將該減法所得的信號(hào)經(jīng)過牽引力控制機(jī)構(gòu)9和扭矩限制機(jī)構(gòu)10，計(jì)算出速度限制扭矩。
另外，對(duì)于輸入至上述目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)8的車輪速度，使用的是非驅(qū)動(dòng)輪側(cè)的車輪速度傳感器6FL、6FR的輸出信號(hào)。這是因?yàn)?，?qū)動(dòng)輪側(cè)的車輪速度傳感器6RL、6RR的輸出與電機(jī)轉(zhuǎn)速一致，因此不能用來推斷路面狀態(tài)，即不能用來檢測(cè)驅(qū)動(dòng)輪的打滑。以下，車輪速度使用的都是非驅(qū)動(dòng)輪側(cè)的車輪速度傳感器6FL、6FR的輸出信號(hào)。
[0016]扭矩限制機(jī)構(gòu)10會(huì)限φ隨度限$lj扭矩的大小，以免最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩與目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩符號(hào)相反。也就是說，為了不超過目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩的絕對(duì)值的大小，將速度限制扭矩的絕對(duì)值的大小限制在目標(biāo)驅(qū)動(dòng)扭矩的絕對(duì)值以下。
牽引力控制機(jī)構(gòu)9在本實(shí)施方式中使用了 PI(比例積分)控制。利用所述扭矩限制機(jī)構(gòu)10實(shí)施扭矩限制時(shí)，對(duì)PI(比例積分)控制的積分項(xiàng)進(jìn)行修正，使?fàn)恳刂茩C(jī)構(gòu)9的輸出與扭矩限制機(jī)構(gòu)10的扭矩限制值大致一致。另外，牽引力控制機(jī)構(gòu)9的控制也可以構(gòu)成為，在PI (比例積分)控制中追加微分控制和濾波器。
[0017]如上所述，目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)8基于目標(biāo)打滑率、車輪速度、油門信號(hào)以及控制模式計(jì)算目標(biāo)限制速度，通過圖3所示的方塊圖進(jìn)一步詳細(xì)說明該目標(biāo)限制速度生成機(jī)構(gòu)8的構(gòu)成和動(dòng)作。
當(dāng)油門信號(hào)超過規(guī)定的閾值時(shí)，判斷為油門信號(hào)ON，時(shí)間運(yùn)算機(jī)構(gòu)13計(jì)算油門ON時(shí)間。油門信號(hào)小于規(guī)定閾值時(shí)或者輸入了復(fù)位信號(hào)時(shí)，油門ON時(shí)間復(fù)位為零。此外，當(dāng)油門ON時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)間時(shí)，會(huì)實(shí)施鉗位處理，使其不再繼續(xù)增加。
[0018]虛擬車速映射圖14使