專利名稱：車輛的控制設備和控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及車輛的控制設備和控制方法。更具體地，本發(fā)明涉及使用 電動機作為驅動源的車輛的控制設備和控制方法。
背景技術：
近些年來，諸如混合動力車、燃料電池車和電動車之類的通過由電動 機產生的驅動力行駛的車輛作為挑戰(zhàn)環(huán)境問題的一種措施已經成為注目的 焦點。在這些類型的車輛中，例如如下的技術是已知的，該技術用于利用
電動機產生緩慢移動轉矩(creep torque)，以防止車輛從停車起步時或當 停在上坡上時向后移動。
例如，日本專利申請公布No. JP-A-2005-3386描述了一種混合動力車 的控制裝置，其防止車輛從停車起步時的制動拖延，同時還防止車輛在上 坡上向后移動。此混合動力車的控制設備包括作為車輛驅動源的電動機和 發(fā)動機?？刂圃O備還包括操作檢測設備，其檢測制動踏板的操作；坡度 檢測設備，其檢測路面坡度；以及電動機控制部分，其在坡度檢測設備檢 測車輛停于其上的路面是上坡并且操作檢測設備檢測到松開制動踏板的操 作時，在電動機中產生正向轉矩。
根據(jù)前述公開所描述的混合動力車的控制設備，當發(fā)動機怠速運轉而 同時車輛被停在上坡上時，可以利用電動機產生發(fā)動機中的緩慢移動轉 矩。因此，電動機可以被有效地用于防止降低燃料效率的制動拖延問題， 同時可靠地防止了車輛在上坡上向后移動。
但是，如果如果所檢測的路面坡度突然變化，緩慢移動轉矩波動，并 且駕駛員可能覺得車輛似乎在向下滑動。路面坡度基于來自G傳感器的輸 出置和由車輪速度傳感器檢測的旋轉速度的導數(shù)值之間的差來計算。車輪 速度傳感器在車輛已經開始移動并且以大致數(shù)km/h行駛之后輸出檢測信
號。因此，在檢測信號開始被輸出的時間點的旋轉速度的導數(shù)值很大，而 路面坡度的絕對值被估計得偏小。結果，由電動機輸出的緩慢移動轉矩停 止增大，這可能導致車輛在上坡上行駛時向后下滑，從而給駕駛員帶來不

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種防止車輛在上坡上向下滑動的車輛控制設備 和控制方法。
本發(fā)明的第一方面涉及一種車輛控制設備，其根據(jù)路面坡度控制驅動 力。該控制設備包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度；旋轉 速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；車速計算部分，其基于由所述旋 轉速度檢測裝置檢測的所述旋轉速度，計算車速；以及估計部分，其基于 所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度。在當前的車速的絕對值等于或 小于對應于由所述旋轉速度檢測裝置能夠檢測的旋轉速度的車速的絕對值 的下限值時，所述估計部分限制所估計的路面坡度的變化量。
根據(jù)第一方面，在當前的車速的絕對值等于或小于對應于由所述旋轉 速度檢測裝置能夠檢測的旋轉速度的車速的絕對值的下限值時，所述估計 部分限制所估計的路面坡度的變化量。結果，即使在車輛開始移動之后車 速達到數(shù)km/h時，旋轉速度的導數(shù)值突然變化的情況下，估計路面坡度 的變化量也可以被限制。因而，可以防止估計路面坡度突然變化。因此， 例如，在被停在上坡上的車輛中，當駕駛員松開制動踏板并且車輛開始移 動時，可以防止估計路面坡度的突然變化。就是說，在上坡上，可以防止 估計路面坡度的突然減小。結果，緩慢移動轉矩可以根據(jù)路面坡度被適當 地增大，這可以防止車輛朝后向下滑動，因此可以使得帶給駕駛員的不愉 快感最小化。因此，可以提供防止在上坡上車輛的向下滑動的車輛控制設
備o
除了上述結構之外，所述估計部分可以將所述變化量限制到等于或小 于預定的變化量。
根據(jù)此結構，所述估計部分將所述變化量限制到等于或小于預定的變
化量。結果，即使在車輛開始移動之后車速達到數(shù)km/h時，旋轉速度的 導數(shù)值突然變化的情況下，估計路面坡度的變化量也可以被限制到等于或 小于預定的變化量。因而，可以防止估計路面坡度突然變化。結果，在上 坡上，緩慢移動轉矩可以根據(jù)路面坡度被適當?shù)卦龃螅@可以防止車輛朝 后向下滑動。
本發(fā)明的第二方面涉及一種車輛控制設備，其根據(jù)路面坡度控制驅動 力。該控制設備包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度；旋轉 速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及估計部分，其基于所述加速 度和所述旋轉速度估計路面坡度。當所檢測的加速度不處于對應于所估計 的路面坡度的預定范圍中時，所述估計部分通過基于所檢測的加速度來校 正路面坡度，來估計所述路面坡度。
根據(jù)此結構，當所檢測的加速度不處于對應于所估計的路面坡度的預 定范圍中時，所述估計部分通過基于所檢測的加速度來校正路面坡度，來 估計所述路面坡度。因此，在由加速度檢測裝置檢測的加速度不處于對應 于估計路面坡度的預定范圍中時，可以判定估計路面坡度正在突然變化， 即旋轉速度的導數(shù)值正在突然變化。因此，通過基于所檢測的加速度適當 地校正路面坡度來估計路面坡度，可以防止緩慢移動轉矩的突然變化。因 此，例如，在停在上坡上的車輛中，可以防止當駕駛員松開制動踏板并且 車輛開始移動時估計路面坡度的突然變化。就是說，在上坡上，可以防止 估計路面坡度的突然減小。結果，可以根據(jù)路面坡度適當?shù)卦龃缶徛苿?轉矩，從而可以防止車輛向后下滑。因此，可以使得由車輛向后滑動給駕 駛員帶來的不愉快感最小化。因此，可以提供一種防止車輛在上坡上下滑 的車輛控制設備。
除了上述結構之外，用作產生所述驅動力的驅動源的電動機可以被安 裝在所述車輛中，并且所述控制設備根據(jù)所估計的路面坡度控制所述電動 機。
根據(jù)此結構，所述控制設備根據(jù)所估計的路面坡度控制所述電動機。 因此，因為可以根據(jù)估計路面坡度輸出緩慢移動轉矩，所以可以防止處于 上坡上的車輛向下滑動。
本發(fā)明的第三方面涉及一種根據(jù)路面坡度控制驅動力的車輛控制方 法。該控制方法包括如下步驟檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉 速度；基于所檢測的旋轉速度，計算車速；基于所述加速度和所述旋轉速 度估計路面坡度，以及當當前的車速的絕對值等于或小于對應于能夠檢測 的旋轉速度的車速的絕對值的下限值時，限制所估計的路面坡度的變化
該控制方法還可以包括將所述變化量限制到等于或小于預定的變化量 的步驟。
本發(fā)明的第四方面涉及一種根據(jù)路面坡度控制驅動力的車輛控制方 法。該方法包括如下步驟檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉速 度；基于所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，以及當所檢測的加速 度不處于對應于所估計的路面坡度的預定范圍中時，通過基于所檢測的加 速度來校正路面坡度，來估計所述路面坡度。
此控制方法還可以包括如下步驟根據(jù)所估計的路面坡度控制電動 機，所述電動機用作產生所述驅動力的驅動源。
本發(fā)明的第五方面涉及一種車輛控制設備，其根據(jù)路面坡度控制驅動 力。該車輛控制設備包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度； 旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及估計部分，其基于所述 加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，所述估計部分將所估計的路 面坡度的變化量限制到等于或小于預定的變化量，直至所述旋轉速度檢測 裝置檢測到所述旋轉速度。


從以下參考附圖對優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的前述和其他目的、特 征和優(yōu)點將變得清楚，附圖中類似的參考標號用于表示類似的元件，其 中
圖1是其中安裝根據(jù)本發(fā)明第一實施例的車輛控制設備的混合動力車 的控制框圖2是示出了由車輪速度傳感器檢測的輸出值和該輸出值的導數(shù)值的
變化的時序圖3是示出了由用作根據(jù)第一實施例的車輛控制設備的HV—ECU執(zhí)行
的程序的控制結構的流程圖4是示出了估計坡度變化量的輸入值和輸出值之間的關系的圖線； 圖5是示出了估計坡度和緩慢移動增大系數(shù)之間的關系的圖線(第一
圖線)；
圖6是示出了估計坡度和緩慢移動增大系數(shù)之間的關系的圖線(第二 圖線)；
圖7是示出了車速、估計坡度和緩慢移動轉矩的變化的時序圖； 圖8是示出了由用作根據(jù)第二實施例的車輛控制設備的HV一ECU執(zhí)行 的程序的控制結構的流程圖；以及
圖9是示出了G傳感器的輸出值和估計坡度之間的關系的圖形。
具體實施例方式
以下，將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施例。附圖中相似的部件用相 似的參考標號來表示。相似的部件還將由相同的名稱表示，并且將具有相 同的功能。因此，將不會對這些部件進行重復的詳細描述。
現(xiàn)在將參考圖1描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的混合動力車的控制框 圖。但是應該注意，本發(fā)明不限于圖1所示的混合動力車，而是只要充當 驅動源的電動發(fā)電機被連接到從動輪就行?；旌蟿恿囘€可以采用具有二 次電池的另一種形式。而且，可以設置諸如電容器的蓄電機構來代替二次 電池。此外，當設置二次電池時，其可以例如是鎳金屬氫化物電池或鋰離 子電池。對于其類型沒有具體限制。
混合動力車包括諸如汽油發(fā)動機的內燃機(在下面的描述中其將被簡 稱為"發(fā)動機")120以及電動發(fā)動機140，這兩者都用作驅動源。在圖1 中，為了方便，電動發(fā)動機140將被稱為電動機140A和發(fā)電機140B (或 電動發(fā)動機140B)，但是根據(jù)混合動力車的行駛狀態(tài)，電動機140A也可 以充當發(fā)電機，而發(fā)電機140B也可以充當電動機。當充當發(fā)電機時，電 動發(fā)動機執(zhí)行再生制動，此時，其將車輛的動能轉換為電能，從而減速車
輛。
混合動力車還具有減速齒輪180,其將發(fā)動機120和電動發(fā)動機
140產生的動力傳輸?shù)綇膭虞?60，以及將從動輪160的驅動傳輸?shù)桨l(fā)動 機120和電動發(fā)動機140;動力分配裝置(諸如行星齒輪組)200，其在兩 條路徑，即從動輪160和發(fā)電機140B之間分配由發(fā)動機120產生的動 力；行駛電池220，其提供電力以驅動電動發(fā)動機140;逆變器240，控制 電流，同時轉換行駛電池220的直流電和電動機140A和發(fā)電機140B的交 流電；電池控制單元(此后稱為"電池ECU" (ECU表示電子控制單 元))260，其管理和控制行駛電池220的充電和放電狀態(tài)；發(fā)動機ECU 280，其控制發(fā)動機120的工作狀態(tài)；MG一ECU3Q0，其根據(jù)混合動力車的 狀態(tài)控制電動發(fā)動機140、電池ECU 260、逆變器240等；制動ECU 326，其控制沒有示出的制動裝置的制動力；以及HV—ECU 320，其通過 以互連方式管理和控制所有電池ECU 260、發(fā)動機ECU 280、 MG一ECU 300以及制動ECU 326等，來控制整個混合動力系統(tǒng)，以使混合動力車可 以最高效地行駛。根據(jù)本實施例的車輛的控制設備由此HV—ECU 320實 現(xiàn)。
在本實施例中，升壓變壓器242被設置在行駛電池220和逆變器240 之間。因為行駛電池220的額定電壓低于電動機140A和電動發(fā)動機140B 的額定電壓，所以當電力從行駛電池220供應到電動機140A和電動發(fā)動 機140B時，此升壓變壓器242升高電力的電壓。
在圖1中，各個ECU被單獨構造，但是兩個或者更多個ECU也可以 被組合成一個(例如，如圖1中的虛線所示，MG—ECU 300和HV一ECU 320可以被組合成一個ECU)。
行星齒輪組被用于動力分配裝置200，以在從動輪160和電動發(fā)電機 140B之間分配來自發(fā)動機120的動力。通過控制電動機發(fā)電機140B的速 度，動力分配裝置200還可以充當連續(xù)變化傳動機構。發(fā)動機120的旋轉 力被輸入行星輪架。其被從此通過太陽齒輪傳輸?shù)诫妱影l(fā)電機140B，并 且通過齒圈傳輸?shù)诫妱訖C和輸出軸(在具有從動輪160的一側)。當發(fā)動 機120怠速運轉時，其仍然運行，于是來自其運行的動能由電動發(fā)電機140B轉換為電能，從而降低發(fā)動機120的速度。
在圖1所示的具有混合動力系統(tǒng)的混合動力車，當發(fā)動機120的效率 低并且車輛從停車起步或以低速行駛等時，混合動力車僅僅利用電動發(fā)電 機140的電動機140A來行駛。在正常行駛時，例如，來自發(fā)動機120的 動力由動力分配裝置200在兩條路徑之間分配， 一方面直接驅動從動輪 160，同時另一方面驅動發(fā)電機140B以發(fā)電。此時所發(fā)的電被用于驅動電 動機140A，電動機140A回過來用于輔助驅動從動輪160。當在高速下行 駛時，行駛電池220供電到電動機140A,以進一步增大其輸出，從而將 額外的驅動力提供到從動輪160。另一方面，在減速過程中，現(xiàn)在由從動 輪160驅動的電動機140A充當發(fā)電機并且再生能量。然后，此再生的能 量被儲存在行駛電池220中。
當行駛電池220的SOC (充電狀態(tài))降低到其需要充電的點時，發(fā)動 機120的輸出被增大，以驅動發(fā)電機140B并且增大其發(fā)電量，從而提高 行駛電池220的SOC。當然，即使當?shù)退傩旭倳r，也可以根據(jù)需要執(zhí)行控 制，以增大發(fā)動機120的驅動量。在諸如如上所述行駛電池220需要充電 時、驅動諸如空調器的輔助設備時以及當將發(fā)動機120中的冷卻劑的溫度 升高到預定溫度時的情況下執(zhí)行此控制。
車輪速度傳感器322檢測從動輪160的旋轉速度，并將其指示信號輸 出到HV—ECU 320。然后，HV—ECU 320基于所接受的從動輪160的速 度，計算車輛的速度。并且，G傳感器324檢測車輛的加速度，并將其指 示信號輸出到HV—ECU 320。
在此類車輛中，例如，當車輛停車或在具有坡度的路面上前進時， HV—ECU 320基于來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322 的旋轉速度的導數(shù)值之間的差，估計路面的坡度。例如，HV一ECU 320基 于諸如車輛重量和來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322 的旋轉速度的導數(shù)值之間的差之類的因素，估計路面的坡度。然后， HV—ECU 320根據(jù)所估計的路面坡度(此后稱為"估計坡度")，通過控 制電動機140A來輸出正向緩慢移動轉矩，防止車輛向后滑動。更具體 地，HV ECU320控制電動機140A，輸出等于在平路上的緩慢移動轉矩乘
以根據(jù)路面的坡度的緩慢移動增大系數(shù)的乘積的值(此后該值將被稱為 "緩慢移動增大轉矩")。例如，如果在平路上緩慢移動轉矩系數(shù)為 "1"，則在上坡上的緩慢移動增大系數(shù)將為大于"1"的值。
在此，將假定如下的情形，其中，例如停在上坡上的車輛在駕駛員松 開制動踏板之后開始移動。如果基于車輛的重量使得車輛向后移動的力超 過此時輸出到從動輪.160的緩慢移動轉矩，則如圖2A的虛線所示，車輛
將開始向后移動，于是車輪速度將線性增大。但是，如圖2A中的實線所 示，車輪速度傳感器322只在車輛開始移動之后沿下坡方向的車速已經達 到數(shù)km/h (大約3 km/h)的時刻T (0)，才開始輸出檢測信號。這是因 為傳感器被構造成檢測由從動輪160的旋轉所產生的磁力的變化，因此只 有在車輪速度提高到至少磁力的變化可以被檢測到的旋轉速度的情況下， 才檢測到檢測信號。
因此，如圖2B的實線所示，來自車輪速度傳感器322的輸出值的導 數(shù)值，即車輪速度的導數(shù)值在時刻T (0)突然升高，然后回落到V'。如 上所述，估計坡度是基于來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感 器322的輸出值的導數(shù)值之間的差來計算的。因此，當來自車輪速度傳感 器322的輸出值的導數(shù)值突然變化(即，在上坡上沿下坡方向突然增大) 時，估計坡度突然減小。就是說，HV—ECU 320估計路面坡度正在變緩。 結果，由于緩慢移動增大系數(shù)正在根據(jù)估計坡度的減小而減小，所以 HV—ECU 320控制電動機140A中產生的緩慢移動增大轉矩以使其減小。 因此，沿下坡方向的來自車輛的合力增大，這可能導致車輛下滑。結果， 可能給駕駛員帶來不愉快的感覺。
因此，本實施例的特征在于，HV_ECU 320估計路面坡度，同時當車 速等于或小于對應于能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋轉速度的車速的 絕對值的下限值時，限制路面坡度的變化量。
更具體地，當基于由車輪速度傳感器322檢測到的車輪速度所計算出 的車速的絕對值等于或小于預定值V (0)時，HV一ECU 320將基于來自G 傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322的輸出值的導數(shù)值之間的 差所計算的估計坡度的變化量限制到預定或更小的變化量。對于"預定值
V (0)"沒有具體限制，只要其至少等于或大于基于由車輪速度傳感器
322檢測的車輪速度所計算的車速的絕對值的下限值Va。
下面將參考圖3描述用作根據(jù)本實施例的車輛控制設備的HV—ECU 320所執(zhí)行的程序的控制結構。
在步驟S100， HV一ECU 320基于來自G傳感器324的輸出值和來自車 輪速度傳感器322的輸出值的導數(shù)值之間的差計算估計坡度?；蛘?，估計 坡度可以基于來自G傳感器324的輸出值和車輪速度的導數(shù)值，在制動 ECU 326中計算，然后被傳送到HV—ECU 320。
在步驟S102， HV—ECU 320基于所計算的(或所接收的)估計坡度， 判斷車輛在其上行駛或停車的路面是否是山坡(例如，斜坡)。例如，如 果所計算的坡度等于或大于預定坡度A (X)，則HV—ECU 320判定車輛 在其上行駛或停車的路面是山坡。如果車輛在其上行駛或停車的路面是山 坡(即，在步驟S102中為"是")，則過程進行到步驟S104。如果不是 (即，在步驟S102中為"否")則過程進行到步驟S114。
在步驟S104， HV_ECU 320判斷基于由車輪速度傳感器322檢測的旋 轉速度所計算的車速的絕對值是否等于或低于預定值V (0)。如果所計 算的車速的絕對值等于或低于預定值V (0)(即，在步驟S104中為 "是")，則過程進行到步驟S106。如果不是(即，在步驟S104中為 "否")，則過程進行到步驟S108。
在步驟S106， HV—ECU 320對于所計算的(或所接收的)估計坡度的 變化的設定極限處理。設定極限處理是指如下的處理，其中，例如當上一 計算周期中所計算的估計坡度和當前計算周期中所計算的估計坡度之間的 差等于或大于預定變化量Aout (0)時，計算在上一計算周期中所計算的 估計坡度和預定變化量Aout (0)的加和，作為當前計算周期的估計坡 度。更具體地，諸如圖4所示的圖之類的圖被預先存儲在HV—ECU 320的 存儲器中。HV—ECU 320利用在上一計算周期和當前計算周期中基于G傳 感器324的輸出值和車輪速度的導數(shù)值所計算的估計坡度之間的差作為輸 入值Ain，根據(jù)諸如圖4中所示的圖計算出變化量的輸出值Aout。然后， HV—ECU 320通過將變化量的計算輸出值Aout加到在上一計算周期中計算的估計坡度，計算出當前計算周期的估計坡度。例如，圖4所示的圖被創(chuàng) 建為如下即使估計坡度的變化量的輸入值等于或大于Ain (0)，估計坡
度的變化量的輸出值也不會變得大于Aout (0) 。 Ain (0)和Aout (0) 是通過實驗等適當?shù)卮_定的預定值。并且，在圖4所示的圖中，垂直軸的 向上方向是車輛的下坡方向。
在步驟S108中，HV—ECU 320判斷是否進行了鎖存處理，鎖存處理 是用于每隔預定數(shù)量的計算周期保持(存儲)由HV—ECU 320計算(接 收)的估計坡度的值的處理。預定數(shù)量的計算周期可以例如是一個或兩個 或更多個。如果已經進行了鎖存處理(即，在步驟S108中為"是")， 則過程進行到步驟SllO。如果沒有(即，在步驟S108中為"否")，則 處理進行到步驟S112。
在步驟SllO， HV—ECU 320對通過鎖存處理存儲的估計坡度中的變化 進行滯后處理。例如，滯后處理是使得由于噪音等以小的增量變化的估計 坡度變?yōu)榛竞愣ǖ闹档奶幚?。更具體地，當在上一計算周期中計算的估 計坡度的值和在當前周期中計算的估計坡度的值之間的差的絕對值等于或 小于預定值時，HV_ECU 320使得當前估計坡度的值與上一計算周期中計 算的估計坡度的值相同。在此情況下的預定值是小于預定變化量Aout (0)的值。
在步驟S112， HV一ECU 320基于所計算的估計坡度計算緩慢移動增大 系數(shù)。更具體地，預先定義了估計坡度和緩慢移動增大系數(shù)之間的關系的 圖(諸如圖5中所示的)被存儲在HV—ECU 320的存儲器中。HV—ECU 320根據(jù)所計算的估計坡度和圖5所示的圖計算緩慢移動增大系數(shù)。例 如，當所計算的估計坡度為A (0)時，HV—ECU 320根據(jù)圖5所示的圖計 算出緩慢移動增大系數(shù)B (0)。估計坡度和緩慢移動增大系數(shù)之間的關 系不限于其中緩慢移動增大系數(shù)隨著估計坡度的增大以階躍方式從1提高 到B (1)和B (2)的關系。例如，如圖6所示，緩慢移動增大系數(shù)也可 以隨著估計坡度的增大緩慢移動增大系數(shù)以階躍方式從1提高到B (3)。 B (1)到B (3)是不受具體限制的值，只要其大于"1"就行，并且其通 過實驗等被適當?shù)卮_定。并且，也可以使用示出了估計坡度、由車輪速度
傳感器322檢測的從動輪160的旋轉速度(或者車速)和緩慢移動增大系 數(shù)之間的關系的三維圖，來代替圖5所示的圖。
在步驟S114， HV—ECU 320基于所計算的緩慢移動增大系數(shù)計算緩慢 移動增大轉矩。例如，HV_ECU 320計算緩慢移動增大轉矩，其等于緩慢 移動增大系數(shù)乘以利用驅動力圖等計算的緩慢移動轉矩的乘積。驅動力圖 例如是定義車速和緩慢移動轉矩之間的關系的圖，并且被預先存儲在 HV—ECU 320的存儲器中。HV—ECU 320利用驅動力圖和基于由車輪速度 傳感器322所檢測的旋轉速度所計算的車速，來計算緩慢移動轉矩。 HV_ECU 320計算等于緩慢移動增大系數(shù)和所計算的緩慢移動轉矩的乘積 的緩慢移動增大轉矩。然后，HV—ECU 320經由MG一ECU 300控制電動機 140A，以輸出所計算的緩慢移動增大轉矩。
現(xiàn)在參考圖7描述用作根據(jù)本實施例的車輛控制設備并且是基于前述 的結構和流程圖的HV一ECU 320的操作。
此描述將假定如下的情形，其中，例如車輛面向上坡方向停在上坡 上。在車輛被停住時，由車輪速度傳感器322檢測到的輸出值為零，從而 車輪速度的導數(shù)值也為零。因此，估計坡度A (1)基于來自G傳感器324 的輸出值被計算。在此，例如，如果駕駛員松開制動踏板，來自車輛重量 的向后的力作用在車輛上。如果向后的力大于沿正向輸出的緩慢移動轉 矩，則車輛將開始向后移動。然后，如圖7A中的點劃線所示，車速將隨 時間增大。如果此時車速小于對應于能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋 轉速度的車速Va，則輸出值為零，如圖7A中的實線所示。
當車速在時刻T (1)變?yōu)閷谀軌蛴绍囕喫俣葌鞲衅?22檢測的旋 轉速度的Va時，對應于車速的輸出值被從車輪速度傳感器322輸出。此 時，基于來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322的輸出值 的導數(shù)值，計算估計坡度(S100)。
如果計算得到的估計坡度等于或大于預定坡度A (X)(即，在步驟 102中為"是")，則判定車輛正在移動或被停在上坡上。然后，如果所 計算的車速的絕對值小于預定車速V (0)(即，在步驟104中為 "是")，則對估計坡度的變化進行設定限制處理(S106)。此時，將由
圖7B中的實線所示的利用設定限制處理的估計坡度的變化與圖7B中的虛
線所示的沒有進行設定限制處理的估計坡度的變化進行比較，估計坡度被
計算為從A (1)到A (2)逐漸改變了預定變化量Aout (0)。在鎖存處 理和滯后處理之后(即，步驟S108和步驟S110中為"是")，基于滯后 處理之后的估計坡度計算緩慢移動增大系數(shù)(S112)。然后，基于緩慢移 動增大系數(shù)和驅動力圖計算緩慢移動增大轉矩(S114)。
此時，將圖7C中的實線所示的利用設定限制處理的緩慢移動增大轉 矩的變化與與圖7C中的虛線所示的沒有進行設定限制處理的緩慢移動增 大轉矩的變化進行比較，緩慢移動增大轉矩從Tc (0)到Tc (1)逐漸增 大了預定的變化量。因此，如圖7A中的時刻T (1)之后的實線所示，可 以防止車輛由于緩慢移動增大轉矩的突然減小而向后滑動。
如上所述，利用根據(jù)本實施例的車輛控制設備，即使由車輪速度傳感 器檢測的旋轉速度是在車輛開始移動并且車速已經達到數(shù)km/h之后輸出 的，而使得旋轉速度的導數(shù)突然變化，估計路面坡度的變化量也可以被限 制。結果，可以防止估計路面坡度突然變化。因此，在被停在上坡上的車 輛中，當駕駛員松開制動踏板并且車輛開始移動時，可以防止估計路面坡 度的突然變化。就是說，在上坡上，可以防止估計路面坡度的突然減小。 結果，緩慢移動轉矩可以根據(jù)路面坡度被適當?shù)卦龃螅@可以防止車輛朝 后向下滑動。因此，可以使得由于車輛后滑給駕駛員帶來的不愉快感最小 化。因此，可以提供防止在上坡上車輛的向下滑動的車輛控制設備。
在本實施例中，當車速的絕對值等于或低于預定值V (0)時，執(zhí)行 設定限制處理。或者，當例如向下車速處于包含對應于能夠由車輪速度傳 感器檢測的旋轉速度的車速的下限值在內的預定范圍中時，也可以執(zhí)行設 定限制處理。同樣在此情況下，即使由車輪速度傳感器檢測的輸出值的導 數(shù)值突然變化，對估計坡度執(zhí)行設定限制處理也可以抑制估計坡度的突然 變化。因此，在上坡上，可以防止由于估計坡度的變化導致的緩慢移動增 大轉矩的減小。結果，可以防止上坡上的車輛下滑。
下面將描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的車輛控制設備。根據(jù)第二實施例 的車輛控制設備與根據(jù)第一實施例的車輛控制設備的不同之處僅僅在于，由HV一ECU 320執(zhí)行的程序的控制結構不同。所有其它的結構與上述的根
據(jù)第一實施例的車輛控制設備的相同。因此，類似的部件將由類似的參考 標號表示并具有相同的功能，因此不對其進行重復的詳細描述。
本實施例的特征在于，當在由G傳感器324檢測的車輛加速度和基于 G傳感器324的輸出值與車輪速度的導數(shù)值之間的差計算的估計坡度之間 不存在預定的關系時，HV一ECU 320基于由G傳感器324檢測的車輛加速 度，校正估計坡度。
下面將參考圖8描述由用作根據(jù)本實施例的車輛控制設備的HV—ECU 320執(zhí)行的程序的控制結構。
圖8所示的流程圖中的與上述圖3所示的流程圖中的步驟相同的步驟 由相似的步驟標號表示，并且相似步驟的過程是相同的，所以將不對其進 行重復的詳細描述。
在S2(X)， HV—ECU 320通過步驟S100中計算的(或接收的)估計坡 度和圖9中所示的圖，判定由G傳感器324檢測的車輛加速度是否處于大 于圖值(XI)和小于圖值(X2)所包含的范圍中。
在圖9所示的圖中，垂直軸表示由G傳感器324檢測的加速度，水平 軸表示估計坡度。圖值(XI)和圖值(X2)被設定為隨著估計坡度的增 大而線性增大，如圖9中的實線所示。對圖值(XI)和圖值(X2)沒有具 體限制，并且例如是通過實驗等適當確定的值。如果由G傳感器324檢測 的加速度處于在圖值(XI)和圖值(X2)之間的范圍的外部，則可以判 定估計坡度正在由于車輪速度的導數(shù)值的突然變化而變化。如果由G傳感 器324檢測的加速度處于在圖值(XI)和圖值(X2)之間的范圍內(即， 在步驟S200中為"是")，則過程進行到步驟S204。
在步驟S202， HV—ECU 320計算步驟S100中計算的估計坡度，作為 當前計算周期的估計坡度。在步驟S204， HV—ECU 320基于由G傳感器 324檢測的加速度校正估計坡度。對于校正方法沒有具體限制，并且可以 例如包括當計算出的估計坡度為A (3)并且所檢測的加速度為a (0) 時，將估計坡度A (4)(其中加速度a (0)取中間值(由圖中的虛線所 示))作為當前計算周期的估計坡度；或者在將來自設置在電動機140A
中的解算器等(沒有示出)的輸出值與來自G傳感器324的輸出值進行比
較之后，校正估計坡度。
現(xiàn)將描述用作根據(jù)本實施例的車輛控制設備并且是基于前述的結構和
流程圖的HV一ECU 320的操作。
此描述將假定如下的情形，其中，例如車輛面向上坡方向停在上坡 上。在車輛被停住時，由車輪速度傳感器322檢測到的輸出值為零，從而 車輪速度的導數(shù)值也為零。因此，估計坡度基于來自G傳感器324的輸出 值被計算。在此，例如，如果駕駛員松開制動踏板，來自車輛重量的向后 的力作用在車輛上。如果向后的力大于沿正向輸出的緩慢移動轉矩，則車 輛將開始向后移動。然后，車速將隨時間增大。如果此時車速小于對應于 能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋轉速度的車速Va，則輸出值為零。
當車速在時刻T (1)變?yōu)閷谀軌蛴绍囕喫俣葌鞲衅?22檢測的旋 轉速度的Va時，對應于車速的輸出值被從車輪速度傳感器322輸出。此 時，基于來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322的輸出值 的導數(shù)值，計算估計坡度(S100)。
如果估計坡度等于或大于預定坡度A (X)(即，在步驟S102中為 "是")，則判定車輛正在移動或被停在上坡上。當車速達到Va并且車 速導數(shù)值被計算為較大時，計算出的估計坡度是小于在對應于車速Va的 旋轉速度被檢測到之前所計算的估計坡度的值。如果此時來自G傳感器 324的輸出值沒有處在由估計坡度和圖9所示的圖所限定的圖值(XI)和 圖值(X2)之間的范圍中時(即，步驟S200中為"否")，則利用來自 G傳感器324的檢測輸出值將估計坡度校正為如圖9中的虛線所示的中間 值。結果，可以防止估計坡度的突然變化。在進行了鎖存和滯后處理之后 (即，在步驟S108和S110中為"是")，基于滯后處理之后的估計坡度 計算緩慢移動增大系數(shù)(S112)。然后，基于緩慢移動增大系數(shù)和驅動力 圖計算緩慢移動增大轉矩(S114)。
此時，可以通過抑制估計坡度的突然變化來抑制緩慢移動增大轉矩的 突然變化。因此，可以防止車輛由于緩慢移動增大轉矩的突然減小而向后 滑動。
如上所述，利用根據(jù)本實施例的車輛控制設備，在由G傳感器檢測的 加速度不處于對應于估計坡度的預定范圍中時，可以判定估計路面坡度正 在突然變化，即旋轉速度的導數(shù)值正在突然變化。因此，通過基于所檢測 的加速度適當?shù)匦Ｕ访嫫露葋砉烙嬄访嫫露?，可以防止緩慢移動轉矩的 突然變化。因此，在停在上坡上的車輛中，可以防止當駕駛員松開制動踏 板并且車輛開始移動時估計路面坡度的突然變化。就是說，可以防止估計 路面坡度的突然減小。結果，在上坡上，可以根據(jù)路面坡度適當?shù)卦龃缶?慢移動轉矩，從而可以防止車輛向后下滑。因此，可以使得由車輛向后滑 動給駕駛員帶來的不愉快感最小化。因此，可以提供一種防止車輛在上坡 上下滑的車輛控制設備。
由此，已經公開在說明書中的本發(fā)明的實施例應當在各個方面被認為 是示例性的而非限制性的。本發(fā)明的技術范圍由權利要求來限定，因此， 在其意義內的所有變化和權利要求的等效范圍都意圖包含在其中。
權利要求
1.一種車輛控制設備，其根據(jù)路面坡度控制驅動力，包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度；旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；車速計算部分(320)，其基于由所述旋轉速度檢測裝置檢測的所述旋轉速度，計算車速；以及估計部分，其基于所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，當當前的車速的絕對值等于或小于對應于由所述旋轉速度檢測裝置能夠檢測的旋轉速度的車速的絕對值的下限值時，所述估計部分限制所估計的路面坡度的變化量。
2. 如權利要求1所述的車輛控制設備，其中，所述估計部分將所述變 化量限制到等于或小于預定的變化量。
3. —種車輛控制設備，其根據(jù)路面坡度控制驅動力，包括 加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度； 旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及 估計部分，其基于所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，當所檢測的加速度不處于對應于所估計的路面坡度的預定范圍 中時，所述估計部分通過基于所檢測的加速度來校正路面坡度，來估計所 述路面坡度。
4. 如權利要求1-3任意一項所述的車輛控制設備，其中，用作產生所 述驅動力的驅動源的電動機被安裝在所述車輛中，并且所述控制設備根據(jù) 所估計的路面坡度控制所述電動機。
5. —種根據(jù)路面坡度控制驅動力的車輛控制方法，包括 檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉速度； 基于所檢測的旋轉速度，計算車速； 基于所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，以及 當當前的車速的絕對值等于或小于對應于能夠檢測的旋轉速度的車速 的絕對值的下限值時，限制所估計的路面坡度的變化量。
6. 如權利要求5所述的車輛控制方法，還包括如下步驟 將所述變化量限制到等于或小于預定的變化量。
7. —種根據(jù)路面坡度控制驅動力的車輛控制方法，包括 檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉速度；基于所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，以及 當所檢測的加速度不處于對應于所估計的路面坡度的預定范圍中時， 通過基于所檢測的加速度來校正路面坡度，來估計所述路面坡度。
8. 如權利要求5-7任意一項所述的車輛控制方法，還包括如下步驟根據(jù)所估計的路面坡度控制電動機，所述電動機用作產生所述驅動力 的驅動源。
9. 一種車輛控制設備，其根據(jù)路面坡度控制驅動力，包括 加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度； 旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及 估計部分，其基于所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，所述估計部分將所估計的路面坡度的變化量限制到等于或小于 預定的變化量，直至所述旋轉速度檢測裝置檢測到所述旋轉速度。
全文摘要
HV_ECU 320執(zhí)行包括如下步驟的程序計算估計坡度(步驟S100)；當在山坡上(步驟S102中為“是”)并且車速的絕對值等于或低于V(0)時(步驟S104中為“是”)，對估計坡度的變化執(zhí)行設定限制處理(步驟S106)；進行滯后處理(步驟S110)；計算緩慢移動增大系數(shù)(步驟S112)；以及計算緩慢移動增大轉矩(步驟S114)。
文檔編號B60L15/20GK101370697SQ200780002226
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月3日 優(yōu)先權日2006年1月10日
發(fā)明者北村雄一郎, 牟田浩一郎, 雨宮純子 申請人:豐田自動車株式會社