專利名稱：原動機(jī)控制裝置和原動機(jī)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原動機(jī)控制裝置和一種原動機(jī)控制方法。更具體地說，本發(fā)明涉及一種控制安裝在車輛上且向與驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)的原動機(jī)控制裝置以及一種相應(yīng)的原動機(jī)控制方法。
背景技術(shù)：
一種被提出的原動機(jī)控制裝置在由于從原動機(jī)(電機(jī))輸出的轉(zhuǎn)矩使驅(qū)動輪空轉(zhuǎn)而發(fā)生滑動時限制從該原動機(jī)輸出給驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)矩(參見，例如，日本專利公報特開平10-304514)。這種現(xiàn)有原動機(jī)控制裝置在驅(qū)動輪的角加速度(即，角速度的時間變化率)大于一預(yù)設(shè)閾值時檢測出發(fā)生滑動，并降低從該原動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩以抑制滑動。
本發(fā)明的申請人先前已提出了一技術(shù)用以防止這種滑動的重復(fù)發(fā)生和收斂(convergence)。此被提出技術(shù)在驅(qū)動輪的角加速度大于一預(yù)設(shè)閾值時限制從原動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩，并在轉(zhuǎn)矩限制將該角加速度降低至預(yù)設(shè)閾值以下且滿足一預(yù)定解除條件時解除該轉(zhuǎn)矩限制(參見日本專利公報特開平2001-295676)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的原動機(jī)控制裝置及相應(yīng)的原動機(jī)控制方法旨在消除現(xiàn)有技術(shù)的缺陷并有效防止滑動的重復(fù)發(fā)生和收斂。本發(fā)明的原動機(jī)控制裝置及相應(yīng)的原動機(jī)控制方法還旨在將輸出給驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)矩控制到與滑動狀態(tài)相對應(yīng)的適當(dāng)水平而不過度限制轉(zhuǎn)矩。
至少部分的以上及其它相關(guān)目的由采用下述方案的本發(fā)明原動機(jī)控制裝置及相應(yīng)的原動機(jī)控制方法實現(xiàn)。
一種本發(fā)明的原動機(jī)控制裝置驅(qū)動和控制安裝在車輛上且向與驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)，該原動機(jī)控制裝置包括角加速度測量模塊，其測量驅(qū)動軸或原動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的角加速度；第一滑動檢測模塊，其基于所測量的角加速度檢測由驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)造成的滑動；第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊，其響應(yīng)于利用第一滑動檢測模塊對滑動的檢測而限制轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該受限的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)以抑制滑動；第一積分模塊，其對利用角加速度測量模塊測量的角加速度求積分，以算出其從利用第一滑動檢測模塊檢測到滑動起的時間積分；以及第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊，其響應(yīng)于滑動的至少抑制趨勢且根據(jù)由第一積分模塊算出的角加速度的時間積分恢復(fù)利用第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊限制的轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩限制控制原動機(jī)。
響應(yīng)于基于所測量的驅(qū)動軸或轉(zhuǎn)動軸的角加速度檢測到由于該驅(qū)動軸空轉(zhuǎn)造成的滑動，本發(fā)明的原動機(jī)控制裝置限制轉(zhuǎn)矩輸出并利用該受限的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)以抑制滑動。該原動機(jī)控制裝置求角加速度的積分以算出其從檢測到滑動起的時間積分。響應(yīng)于滑動的至少抑制趨勢，該原動機(jī)控制裝置根據(jù)角加速度的時間積分恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)?？深A(yù)料的是，從檢測到滑動起的角加速度的時間積分反映了滑動狀態(tài)。根據(jù)角加速度的時間積分且響應(yīng)于滑動的至少抑制趨勢來恢復(fù)在發(fā)生滑動受到限制的轉(zhuǎn)矩輸出有效防止發(fā)生再滑動。
在本發(fā)明原動機(jī)控制裝置的一個優(yōu)選實施例中，第一滑動檢測模塊比較由角加速度測量模塊測量的角加速度與一預(yù)設(shè)閾值以檢測滑動，以及第一積分模塊求角加速度在當(dāng)所測量的角加速度一旦超過預(yù)設(shè)閾值時與所測量的角加速度再次減小到預(yù)設(shè)閾值以下時的積分區(qū)間上的積分。此實施例的原動機(jī)控制裝置準(zhǔn)確檢測當(dāng)前滑動狀態(tài)，并恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩輸出。
在本發(fā)明原動機(jī)控制裝置的另一優(yōu)選實施例中，第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊根據(jù)角加速度的時間積分改變受限轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度，并利用該恢復(fù)程度發(fā)生變化的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。在此實施例的原動機(jī)控制裝置中，相對于角加速度的時間積分的增大，第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊以更低的受限轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度控制原動機(jī)。此實施例的原動機(jī)控制裝置響應(yīng)于驅(qū)動軸的角加速度的時間積分越大(這指示發(fā)生再滑動的可能性越高)而設(shè)定更低的受限轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度，同時響應(yīng)于驅(qū)動軸的角加速度的時間積分越小(這指示發(fā)生再滑動的可能性越低)而設(shè)定更高的受限轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度。這種設(shè)置確保將受限轉(zhuǎn)矩輸出恢復(fù)到適當(dāng)水平以防止發(fā)生再滑動。此外，在此實施例的原動機(jī)控制裝置中，第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊基于角加速度的時間積分設(shè)定在恢復(fù)受限轉(zhuǎn)矩輸出時的最大轉(zhuǎn)矩，并以所設(shè)定的最大轉(zhuǎn)矩作為上限值控制原動機(jī)。
在本發(fā)明原動機(jī)控制裝置的又一個優(yōu)選實施例中，第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊響應(yīng)于在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)由角加速度測量模塊持續(xù)測量到角加速度的負(fù)值而恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。
此外，在本發(fā)明原動機(jī)控制裝置的另一個優(yōu)選實施例中，第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)所測量的角加速度改變轉(zhuǎn)矩輸出的限制程度，并利用該限制程度發(fā)生變化的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。此實施例的原動機(jī)控制裝置有效地根據(jù)滑動程度限制從原動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩。在此實施例的原動機(jī)控制裝置中，相對于所測量的角加速度的增大，第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊以更高的轉(zhuǎn)矩輸出的限制程度控制原動機(jī)。在此實施例的原動機(jī)控制裝置中，第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊基于所測量的角加速度設(shè)定在限制轉(zhuǎn)矩輸出時的最大轉(zhuǎn)矩，并以所設(shè)定的最大轉(zhuǎn)矩作為上限值控制原動機(jī)。
此外，在本發(fā)明原動機(jī)控制裝置的另一個優(yōu)選實施例中，車輛具有由驅(qū)動輪驅(qū)動的從動輪。該原動機(jī)控制裝置還包括驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速測量模塊，其測量驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速；從動輪轉(zhuǎn)速測量模塊，其測量從動輪的轉(zhuǎn)速；第二滑動檢測模塊，其基于所測量的驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速與所測量的從動輪的轉(zhuǎn)速之間的輪速差檢測由于驅(qū)動輪空轉(zhuǎn)造成的滑動；以及第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊，其響應(yīng)于利用第二滑動檢測模塊對滑動的檢測而限制轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該受限的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)以抑制該滑動。此實施例的原動機(jī)控制裝置基于驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速與從動輪的轉(zhuǎn)速之間的輪速差檢測到利用驅(qū)動軸的角加速度的變化不能檢測到的滑動，并抑制所檢測到的滑動。
在一個設(shè)計為基于驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速之間的輪速差來檢測滑動的本發(fā)明原動機(jī)控制裝置的優(yōu)選實施例中，原動機(jī)控制裝置還包括第二積分模塊，其對所測量的驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速與所測量的從動輪的轉(zhuǎn)速之間的輪速差求積分，以算出其從利用第二滑動檢測模塊檢測到滑動起的時間積分。該第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)輪速差的時間積分限制轉(zhuǎn)矩輸出，并利用受限的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。此實施例的原動機(jī)控制裝置根據(jù)輪速差的時間積分準(zhǔn)確檢測滑動程度，從而適當(dāng)限制從原動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩。在此實施例的原動機(jī)控制裝置中，第二滑動檢測模塊比較輪速差與預(yù)設(shè)閾值以檢測滑動，以及第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)從輪速差大于預(yù)設(shè)閾值起的輪速差的時間積分限制轉(zhuǎn)矩輸出，并利用受限的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。此外，在本發(fā)明的原動機(jī)控制裝置中，第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)輪速差的時間積分改變轉(zhuǎn)矩輸出的限制程度，并利用限制程度發(fā)生變化的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。這種設(shè)置有效地根據(jù)滑動程度限制從原動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩。在本發(fā)明的原動機(jī)控制裝置中，相對于輪速差的時間積分的增大，第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊以更高的轉(zhuǎn)矩輸出的限制程度控制原動機(jī)。
在一個設(shè)計為比較驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速與從動輪轉(zhuǎn)速之間輪速差與預(yù)設(shè)閾值以檢測滑動的本發(fā)明原動機(jī)控制裝置的優(yōu)選實施例中，原動機(jī)控制裝置還包括第二轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊，當(dāng)利用第二滑動檢測模塊比較的結(jié)果顯示輪速差減小到預(yù)設(shè)閾值以下時，其恢復(fù)利用第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊限制的轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩限制控制原動機(jī)。這種設(shè)置有效防止發(fā)生再滑動。
本發(fā)明的原動機(jī)控制方法驅(qū)動驅(qū)動和控制安裝在車輛上且給與驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)，該原動機(jī)控制方法包括步驟(a)測量驅(qū)動軸或原動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的角加速度；(b)基于所測量的角加速度檢測由驅(qū)動輪空轉(zhuǎn)造成的滑動；(c)響應(yīng)于由步驟(b)對滑動的檢測，限制轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該受限的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)以抑制滑動；(d)對由步驟(a)測量的角加速度求積分，以算出其從利用步驟(b)檢測到滑動起的時間積分；以及(e)響應(yīng)于滑動的至少抑制趨勢且根據(jù)由步驟(d)算出的角加速度的時間積分恢復(fù)利用步驟(c)限制的轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩限制控制原動機(jī)。
在本發(fā)明原動機(jī)控制方法的一個優(yōu)選實施例中，步驟(b)比較由步驟(a)測量的角加速度與預(yù)設(shè)閾值以檢測滑動，以及步驟(d)求角加速度在當(dāng)所測量的角加速度一旦超過預(yù)設(shè)閾值時與所測量的角加速度再次減小到預(yù)設(shè)閾值以下時的積分區(qū)間上的積分。
在本發(fā)明原動機(jī)控制方法的另一個優(yōu)選實施例中，步驟(e)根據(jù)角加速度的時間積分改變利用步驟(c)限制的轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度，并利用該恢復(fù)程度發(fā)生變化的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。在此實施例的原動機(jī)控制方法中，相對于角加速度的時間積分的增大，步驟(e)以更低的受限轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度控制原動機(jī)。此外，在此實施例的原動機(jī)控制方法中，步驟(e)基于角加速度的時間積分設(shè)定在恢復(fù)受限轉(zhuǎn)矩輸出時的最大轉(zhuǎn)矩，并以所設(shè)定的最大轉(zhuǎn)矩作為上限值控制原動機(jī)。
在本發(fā)明原動機(jī)控制方法的又一個優(yōu)選實施例中，步驟(e)響應(yīng)于在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)利用步驟(a)持續(xù)測量到角加速度的負(fù)值而恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩輸出，并利用該恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制原動機(jī)。
本發(fā)明技術(shù)不限于上述原動機(jī)控制裝置或者對應(yīng)的原動機(jī)控制方法，而是還可實施為配置有本發(fā)明的原動機(jī)和原動機(jī)控制裝置的車輛。


圖1示意性地示出在本發(fā)明的一個實施例中配置有原動機(jī)控制裝置20的電動車10的構(gòu)造；圖2是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的原動機(jī)驅(qū)動控制程序的流程圖；圖3是示出原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*相對于車速V和加速器開度Acc的變化的映射圖；圖4是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的滑動狀態(tài)判定程序的流程圖；圖5是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序的流程圖；圖6是示出最大轉(zhuǎn)矩Tmax相對于原動機(jī)12的角加速度α的變化的映射圖；圖7是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的滑動收斂狀態(tài)控制程序的流程圖；圖8是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1設(shè)定程序的流程圖；圖9示出隨著原動機(jī)12的轉(zhuǎn)動軸的角加速度α的變化，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩的變化；圖10示出相對于角加速度α設(shè)定原動機(jī)12的最大轉(zhuǎn)矩Tmax；圖11是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的微小滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序的流程圖；圖12是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的轉(zhuǎn)矩限制量δ2設(shè)定程序的流程圖；圖13是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的微小滑動收斂狀態(tài)控制程序的流程圖；圖14示出隨著驅(qū)動輪18a和18b與從動輪19a和19b之間輪速差ΔV的變化，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩的變化；圖15示出相對于輪速差ΔV的時間積分設(shè)定原動機(jī)12的最大轉(zhuǎn)矩Tmax；圖16示意性地示出混合動力車110的構(gòu)造；圖17示意性地示出混合動力車210的構(gòu)造；以及圖18示意性地示出混合動力車310的構(gòu)造。
具體實施例以下描述作為優(yōu)選實施例的一個本發(fā)明實施方式。圖1示意性地示出在本發(fā)明的一個實施例中配置有原動機(jī)控制裝置20的電動車10的構(gòu)造。如所示，該實施例的原動機(jī)控制裝置20構(gòu)造用以驅(qū)動和控制原動機(jī)12，該原動機(jī)12采用從電池16經(jīng)由逆變器電路14供應(yīng)的電能并將該能量輸出給與電動車10的驅(qū)動輪18a，18b連接的驅(qū)動軸。原動機(jī)控制裝置20包括測量原動機(jī)12的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)角θ的轉(zhuǎn)角傳感器22、測量車輛10的驅(qū)動速度的車速傳感器24、分別測量驅(qū)動輪(前輪)18a和18b以及由該驅(qū)動輪18a和18b驅(qū)動的從動輪(后輪)19a和19b的輪速的輪速傳感器26a，26b，28a和28b、檢測駕駛員的各種操作的各種傳感器(例如，檢測換檔桿31的駕駛員設(shè)定位置的換檔位置傳感器32、檢測加速器踏板33的駕駛員踏下量(加速器開度)的加速器踏板位置傳感器34、以及檢測制動器踏板35的駕駛員踏下量(制動器開度)的制動器踏板位置傳感器36)、以及控制該裝置的各個組件的電子控制單元40。
原動機(jī)12例如是已知的既用作電動機(jī)又用作發(fā)電機(jī)的同步電動發(fā)電機(jī)。逆變器電路14包括多個將來自電池16的電能供應(yīng)轉(zhuǎn)換為適于驅(qū)動原動機(jī)12的另一種形式電能的轉(zhuǎn)換元件。原動機(jī)12和逆變器電路14的構(gòu)造是本領(lǐng)域公知的且不是本發(fā)明的關(guān)鍵部分，因此這里不詳細(xì)描述。
電子控制單元40構(gòu)造為包括CPU42、存儲處理程序的ROM44、暫時存儲數(shù)據(jù)的RAM46以及輸入和輸出口(未示出)的微處理器。電子控制單元40經(jīng)由輸入口接收由轉(zhuǎn)角傳感器22測量的原動機(jī)12的轉(zhuǎn)動軸的轉(zhuǎn)角、由車速傳感器24測量的車輛10的車速V、由輪速傳感器26a，26b，28a和28b測量的驅(qū)動輪18a和18b的輪速Vf1和Vf2和從動輪19a和19b的輪速Vr1和Vr2、由換檔位置傳感器32檢測的換檔位置、由加速器踏板位置傳感器34檢測的加速器開度Acc、以及由制動器踏板位置傳感器36檢測的制動器開度。電子控制單元40經(jīng)由輸出口給逆變器電路14的轉(zhuǎn)換元件輸出控制信號例如轉(zhuǎn)換控制信號以驅(qū)動和控制原動機(jī)12。
本說明書有關(guān)如上述構(gòu)成的原動機(jī)控制裝置20的操作，尤其是在由于車輛10的驅(qū)動輪18a和18b空轉(zhuǎn)而發(fā)生滑動時驅(qū)動和控制原動機(jī)12的一系列操作。圖2是示出由該實施例的原動機(jī)控制裝置20中的電子控制單元40執(zhí)行的原動機(jī)驅(qū)動控制程序的流程圖。此控制程序以預(yù)定的時間間隔(例如，每隔8秒)重復(fù)執(zhí)行。
在原動機(jī)驅(qū)動控制程序開始時，電子控制單元40的CPU42首先輸入來自加速器踏板位置傳感器34的加速器開度Acc、來自車速傳感器24的車速V、來自輪速傳感器26a，26b，28a和28b的輪速Vf和Vr、以及由轉(zhuǎn)角傳感器22測量的轉(zhuǎn)角θ算出的原動機(jī)轉(zhuǎn)速Nm(步驟S100)。在此實施例中，輪速Vf和Vr分別代表由輪速傳感器26a和26b測量的輪速Vf1和Vf2的平均值以及由輪速傳感器28a和28b測量的輪速Vr1和Vr2的平均值。車速V在此實施例中由車速傳感器24測量，但選擇性地也可由輪速傳感器26a，26b，28a和28b測量的輪速Vf1，Vf2，Vr1和Vr2算出。
接著，CPU42根據(jù)輸入的加速器開度Acc和輸入的車速V設(shè)定原動機(jī)12的轉(zhuǎn)矩要求Tm*(步驟S102)。在此實施例中設(shè)定原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*的具體方法是將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*相對于加速器開度Acc和車速V的變化作為映射圖預(yù)先存儲在ROM44中，然后從該映射圖讀取對應(yīng)于給定加速器開度Acc和車速V的原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*。此映射圖的一個例子示出在圖3中。
隨后，CPU42由在步驟S100輸入的原動機(jī)轉(zhuǎn)速Nm計算角加速度α(步驟S104)，以及由在步驟S100輸入的平均輪速Vf和Vr計算輪速差ΔV(步驟S106)。在此實施例中，角加速度α的計算是用在該程序的當(dāng)前循環(huán)中輸入的當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm減去在該程序的前次循環(huán)中輸入的前次轉(zhuǎn)速Nm(當(dāng)前轉(zhuǎn)速Nm-前次轉(zhuǎn)速Nm)。在此實施例中，輪速差ΔV的計算是用輪速Vf1和Vf2的平均值Vf減去輪速Vr1和Vr2的平均值Vr(Vf-Vr)。角加速度α的單位是[rpm/8msec]，因為在此實施例中該程序的執(zhí)行間隔是8msec，這里轉(zhuǎn)速Nm用每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)[rpm]來表示。角加速度α可采用任何其它適當(dāng)單位，只要角加速度α表示為轉(zhuǎn)速的時間函數(shù)。為使?jié)撛谡`差減到最小，角加速度α和輪速差ΔV可以是在該程序的預(yù)定次數(shù)(例如，3)循環(huán)中算出的角加速度的平均值和輪速差的平均值。
CPU42基于算出的角加速度α和算出的輪速差ΔV判定驅(qū)動輪18a和18b的滑動狀態(tài)(步驟S108)。滑動狀態(tài)的判定遵循圖4所示的滑動狀態(tài)判定程序。暫停對圖2所示原動機(jī)驅(qū)動控制程序的描述，而首先描述圖4所示滑動狀態(tài)判定程序。在滑動狀態(tài)判定程序開始時，電子控制單元40的CPU42比較在圖2所示控制程序的步驟S104處算出的角加速度α與指示由于空轉(zhuǎn)發(fā)生滑動的預(yù)設(shè)閾值αslip(步驟S130)。當(dāng)算出的角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip時，CPU42就判定輪18a和18b上發(fā)生滑動，并將表示滑動發(fā)生的滑動發(fā)生標(biāo)記F1設(shè)定為值‘1’(步驟S132)，之后退出此滑動狀態(tài)判定程序。另一方面，當(dāng)算出的角加速度α不大于預(yù)設(shè)閾值αslip時，CPU42判定滑動發(fā)生標(biāo)記F1是否等于1(步驟S134)。當(dāng)滑動發(fā)生標(biāo)記F1等于1時，CPU42隨后判定算出的角加速度α是否為負(fù)且該負(fù)角加速度α是否已保持預(yù)設(shè)時間段(步驟S136)。當(dāng)算出的角加速度α為負(fù)且該負(fù)角加速度α已保持預(yù)設(shè)時間段時，CPU42判定驅(qū)動輪18a和18b上發(fā)生滑動收斂，并將滑動收斂標(biāo)記F2設(shè)定為‘1’(步驟S138)，之后退出此滑動狀態(tài)判定程序。另一方面，當(dāng)在滑動發(fā)生標(biāo)記F1設(shè)定為值‘1’的情況下算出的角加速度α不為負(fù)或者該負(fù)角加速度α未保持預(yù)設(shè)時間段時，CPU42判定沒有滑動收斂并終止此滑動狀態(tài)判定程序。
當(dāng)算出的角加速度α不大于預(yù)設(shè)閾值αslip且滑動發(fā)生標(biāo)記F1不等于1時，基于角加速度α的判定結(jié)果顯示未發(fā)生滑動。然后，比較在圖2所示控制程序的步驟S106處算出的輪速差ΔV與預(yù)設(shè)閾值Vslip(步驟S140)。當(dāng)算出的輪速差ΔV大于預(yù)設(shè)閾值Vslip時，CPU42判定由于角加速度α的略微增大而發(fā)生微小滑動，并將微小滑動發(fā)生標(biāo)記F3設(shè)定為值‘1’(步驟S142)，之后退出此滑動狀態(tài)判定程序。另一方面，當(dāng)算出的輪速差ΔV不大于預(yù)設(shè)閾值Vslip時，CPU42判定微小滑動發(fā)生標(biāo)記F3是否等于1(步驟S144)。當(dāng)微小滑動發(fā)生標(biāo)記F3等于1時，CPU42判定發(fā)生在驅(qū)動輪18a和18b上的微小滑動收斂，并將微小滑動收斂標(biāo)記F4設(shè)定為‘1’(步驟S146)，之后退出此滑動狀態(tài)判定程序。本實施例的程序基于輪速差ΔV判定驅(qū)動輪18a和18b的滑動狀態(tài)，因為即使在角加速度α未充分增大到指示發(fā)生較大滑動時，驅(qū)動輪18a和18b也會由于該輪的一些磨損和路面的某些狀況而發(fā)生微小空轉(zhuǎn)。
當(dāng)輪速差ΔV不大于預(yù)設(shè)閾值Vslip且微小滑動發(fā)生標(biāo)記F3不等于1時，CPU42判定驅(qū)動輪18a和18b上未發(fā)生任何滑動，并將所有標(biāo)記F1至F4都設(shè)定為值‘0’(步驟S148)，之后退出此滑動狀態(tài)判定程序。
一旦完成圖4所示滑動狀態(tài)判定程序，程序就返回至圖2所示原動機(jī)驅(qū)動控制程序以根據(jù)所判定的滑動狀態(tài)執(zhí)行所需的控制(步驟S112至S120)，然后終止該原動機(jī)驅(qū)動控制程序。所有標(biāo)記F1至F4都設(shè)定為值‘0’指示未發(fā)生任何滑動，啟動著地控制(步驟S112)。標(biāo)記F1設(shè)定為值‘1’且標(biāo)記F2設(shè)定為值‘0’指示發(fā)生較大滑動，啟動滑動發(fā)生狀態(tài)控制(步驟S114)。標(biāo)記F1和F2都設(shè)定為值‘1’指示該較大滑動收斂，啟動滑動收斂狀態(tài)控制(步驟S116)。標(biāo)記F3設(shè)定為值‘1’且標(biāo)記F4設(shè)定為值‘0’指示發(fā)生微小滑動，啟動微小滑動發(fā)生狀態(tài)控制(步驟S118)。標(biāo)記F3和F4都設(shè)定為值‘1’指示該微小滑動收斂，啟動微小滑動收斂狀態(tài)控制(步驟S120)。以下描述各種控制的細(xì)節(jié)。
著地控制是原動機(jī)12的正常驅(qū)動控制，其驅(qū)動和控制原動機(jī)12以確保輸出對應(yīng)于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)矩要求Tm*的轉(zhuǎn)矩。
滑動發(fā)生狀態(tài)控制驅(qū)動和控制原動機(jī)12以降低由于發(fā)生滑動而增大的角加速度α，且遵循圖5所示的滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序。電子控制單元40的CPU42首先比較角加速度α與預(yù)設(shè)峰值αpeak(步驟S150)。當(dāng)角加速度α大于預(yù)設(shè)峰值αpeak時，將峰值αpeak更新為角加速度α的當(dāng)前值(步驟S152)。峰值αpeak代表由于滑動而增大的角加速度α的峰值，且初始設(shè)定為等于0。峰值αpeak相繼更新為角加速度α的當(dāng)前值，直至角加速度α增大到其最大值。當(dāng)增大的角加速度α到達(dá)其最大值時，將該增大角加速度α的最大值固定為峰值αpeak。在設(shè)定峰值αpeak之后，CPU42設(shè)定作為從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩上限值且對應(yīng)于峰值αpeak的最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S154)。本實施例的程序參照圖6所示映射圖來設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax。圖6示出最大轉(zhuǎn)矩Tmax相對于角加速度α的變化。如此映射圖中所示，最大轉(zhuǎn)矩Tmax隨著角加速度α的增大而減小。隨著角加速度α的增大，峰值αpeak越大即滑動越嚴(yán)重將把越小值設(shè)定給最大轉(zhuǎn)矩Tmax，并將原動機(jī)12的輸出轉(zhuǎn)矩限定為越小的最大轉(zhuǎn)矩Tmax。
在設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax之后，比較原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*與最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S156)。當(dāng)原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*大于最大轉(zhuǎn)矩Tmax時，將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*限定為最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S158)。接著，CPU42將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，同時驅(qū)動和控制原動機(jī)12以輸出對應(yīng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tm*的轉(zhuǎn)矩(步驟S160)，之后退出此滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序。在發(fā)生滑動時從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩被限制為較低水平(即，最大轉(zhuǎn)矩Tmax對應(yīng)于圖6所示映射圖中角加速度的峰值αpeak)，以立即抑制滑動。這種限制有效地抑制了滑動。
響應(yīng)于滑動發(fā)生狀態(tài)控制的減小角加速度α，滑動收斂狀態(tài)控制驅(qū)動和控制原動機(jī)12以恢復(fù)受限制的轉(zhuǎn)矩水平，且其遵循圖7所示的滑動收斂狀態(tài)控制程序。電子控制單元40的CPU42首先輸入轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1(用與角加速度相同的單位[rpm/8msec]表示)(步驟S170)。轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1是用于設(shè)定通過增大在滑動發(fā)生狀態(tài)控制中已對應(yīng)于角加速度的峰值αpeak進(jìn)行限制的最大轉(zhuǎn)矩Tmax從轉(zhuǎn)矩限制恢復(fù)時的恢復(fù)程度的參數(shù)。轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1是根據(jù)下述圖8中示出的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1設(shè)定程序設(shè)定的。當(dāng)在圖4所示滑動狀態(tài)判定程序的步驟S132處滑動發(fā)生標(biāo)記F1從0變化為1時(即，當(dāng)算出的角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip時)，執(zhí)行圖8的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1設(shè)定程序。電子控制單元40的CPU42首先輸入由利用轉(zhuǎn)角傳感器22測量的轉(zhuǎn)角θ算出的原動機(jī)轉(zhuǎn)速Nm(步驟S190)，并由輸入的原動機(jī)轉(zhuǎn)速Nm計算原動機(jī)12的角加速度α(步驟S192)。接著，CPU42求角加速度α的積分以算出其在從角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip起的積分區(qū)間上的時間積分αint(步驟S194)。在此實施例中，角加速度α的時間積分αint由以下方程(1)算出，其中，Δt代表重復(fù)執(zhí)行下述步驟S190至S194的時間間隔且在此實施例中被設(shè)定為等于8msecαint←αint+(α-αslip)·Δt (1)以時間間隔Δt重復(fù)執(zhí)行步驟S190至S194，直至角加速度α減小到小于預(yù)設(shè)閾值αslip(步驟S196)。即，積分區(qū)間在角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip時的時間點與角加速度α小于預(yù)設(shè)閾值αslip時的時間點之間。通過將時間積分αint乘以預(yù)定系數(shù)k1來設(shè)定轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1(步驟S198)。轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1設(shè)定程序在這里終止。此程序通過乘以預(yù)定系數(shù)k1來計算轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1。一個變化程序可預(yù)先準(zhǔn)備示出轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1相對于時間積分αint的變化的映射圖，并從該映射圖讀取對應(yīng)于給定時間積分αint的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1。
一旦完成圖8的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1設(shè)定程序，程序就返回至圖7的滑動收斂狀態(tài)控制程序。在輸入轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1之后，如果存在解除轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1的解除要求，CPU42就接收該解除要求(步驟S172)，并判定是否存在該解除要求(步驟S174)。此步驟判定是否輸入用以解除作為設(shè)定從轉(zhuǎn)矩限制恢復(fù)的恢復(fù)程度的參數(shù)的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1的要求(用于逐漸增大恢復(fù)程度的要求)。本實施例的程序接收解除要求以利用初始設(shè)定為等于0且從此程序的第一循環(huán)起每經(jīng)過預(yù)設(shè)等待時間間隔與預(yù)設(shè)增量相加的解除量Δδ1解除轉(zhuǎn)矩限制。等待時間間隔和解除量Δδ1的增量可根據(jù)駕駛員的解除要求例如根據(jù)表示駕駛員轉(zhuǎn)矩輸出要求的加速器開度而發(fā)生變化。在存在解除要求的情況下，通過將在步驟S170輸入的先前設(shè)定的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1減去解除量Δδ1來更新轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1(步驟S176)。另一方面，在不存在解除要求的情況下，即，當(dāng)從此程序的第一循環(huán)起預(yù)設(shè)等待時間間隔還沒有經(jīng)過且解除量Δδ1等于0時，轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1不更新。參考圖6所示映射圖，設(shè)定對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1且作為從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩上限值的最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S178)。
在設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax之后，比較原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*與預(yù)設(shè)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S180)。當(dāng)原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*大于最大轉(zhuǎn)矩Tmax時，將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*限定為最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S182)。接著，CPU42將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，同時驅(qū)動和控制原動機(jī)12以輸出對應(yīng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tm*的轉(zhuǎn)矩(步驟S184)。在對應(yīng)于角加速度α的時間積分而設(shè)定的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1的基礎(chǔ)上進(jìn)行原動機(jī)12的轉(zhuǎn)矩控制確保將受限轉(zhuǎn)矩恢復(fù)到響應(yīng)于滑動收斂根據(jù)當(dāng)前滑動狀態(tài)的適當(dāng)水平。在角加速度α的時間積分大的情況下，這暗示了發(fā)生再滑動的可能性高，響應(yīng)于滑動收斂將轉(zhuǎn)矩恢復(fù)水平設(shè)定得低。相反，在角加速度α的時間積分小的情況下，這暗示了發(fā)生再滑動的可能性低，轉(zhuǎn)矩恢復(fù)水平設(shè)定得高以有效防止發(fā)生再滑動而不過度限制轉(zhuǎn)矩。在原動機(jī)12的驅(qū)動控制之后，CPU42判定轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1是否不高于0，即，轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1是否完全解除(步驟S186)。在完全解除的情況下，滑動發(fā)生標(biāo)記F1和滑動收斂標(biāo)記F2都設(shè)定為等于0(步驟S188)。然后，程序終止滑動收斂狀態(tài)控制程序。
圖9示出隨著原動機(jī)12的轉(zhuǎn)動軸的角加速度α的變化，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩的變化。圖10示出根據(jù)變化的角加速度α設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax。圖9所示圖表中的橫軸代表時間軸。在圖9所示例子中，角加速度α在時間點t3處大于預(yù)設(shè)閾值αslip。相應(yīng)地，響應(yīng)于在此時間點t3處檢測到滑動發(fā)生，啟動轉(zhuǎn)矩限制控制。最大轉(zhuǎn)矩Tmax被設(shè)定為等于與時間點t3處的角加速度α對應(yīng)的值T3(參見圖10(a))。在時間點t5處，角加速度α到達(dá)峰值，且最大轉(zhuǎn)矩Tmax被設(shè)定為等于低于值T3且與角加速度α的峰值αpeak對應(yīng)的值T5(參見圖10(b))。最大轉(zhuǎn)矩Tmax固定為值T5，直至?xí)r間點t10。在滑動發(fā)生期間，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩被限制為與最大轉(zhuǎn)矩Tmax對應(yīng)的較低水平，如圖9所示。在時間點t7處，角加速度α再次減小到預(yù)設(shè)閾值αslip以下。在時間點t3與時間點t7之間的積分區(qū)間上即在角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip時的時間點與角加速度α小于預(yù)設(shè)閾值αslip時的時間點之間的積分區(qū)間上求角加速度α的積分。然后，對應(yīng)于積分后的角加速度α設(shè)定用于恢復(fù)受限轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1。在從角加速度α為負(fù)起經(jīng)過預(yù)設(shè)時間段之后，即在圖9所示例子的時間點t11處，轉(zhuǎn)矩控制斷定滑動收斂并開始恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩水平。在時間點t11處，最大轉(zhuǎn)矩Tmax被設(shè)定為等于高于值T5且與轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1對應(yīng)的值T11(參見圖10(c))。響應(yīng)于每經(jīng)過預(yù)設(shè)等待時間間隔輸入的每個轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1的解除要求，逐漸恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩水平。響應(yīng)于在時間點t14處輸入的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1的解除要求，利用解除量Δδ1解除轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1，且最大轉(zhuǎn)矩Tmax被設(shè)定為等于高于值T11且與轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1的解除后水平對應(yīng)的值T14(參見圖10(d))。在滑動收斂期間，由于所設(shè)定的最大轉(zhuǎn)矩Tmax增大，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，如圖9所示。
微小滑動發(fā)生狀態(tài)控制驅(qū)動和控制原動機(jī)12以減小由于發(fā)生微小滑動而增大的輪速差ΔV，且遵循圖11的微小滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序。電子控制單元40的CPU42首先輸入轉(zhuǎn)矩限制量δ2(步驟S200)。轉(zhuǎn)矩限制量δ2是用于設(shè)定原動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax以消除微小滑動的參數(shù)。轉(zhuǎn)矩限制量δ2是根據(jù)下述圖12所示的轉(zhuǎn)矩限制量δ2設(shè)定程序設(shè)定的。在當(dāng)圖4所示滑動狀態(tài)判定程序的步驟S142處微小滑動發(fā)生標(biāo)記F4由0變化為1時的時間點與當(dāng)微小滑動收斂標(biāo)記F3由0變化為1時的時間點之間的時間段內(nèi)，以預(yù)設(shè)時間間隔(例如，每隔8秒)重復(fù)執(zhí)行圖12的轉(zhuǎn)矩限制量δ2設(shè)定程序。轉(zhuǎn)矩限制量δ2設(shè)定程序首先輸入輪速Vf和Vr(步驟S220)，計算作為所輸入輪速Vf和Vr之間的差的輪速差ΔV(步驟S222)，并求所算出輪速差ΔV的積分以算出其在從輪速差ΔV大于預(yù)設(shè)閾值Vslip起的積分區(qū)間上的時間積分(步驟S224)。在此實施例中，輪速差ΔV的時間積分由以下方程(2)算出，其中，Δt代表執(zhí)行此程序的時間間隔Vint←Vint+(ΔV-Vslip)·Δt (2)轉(zhuǎn)矩限制量δ2通過將輪速差ΔV的時間積分Vint乘以預(yù)定系數(shù)k2來設(shè)定(步驟S296)。轉(zhuǎn)矩限制量δ2設(shè)定程序在這里終止。此程序通過乘以預(yù)定系數(shù)k2來計算轉(zhuǎn)矩限制量δ2。一個變化程序可預(yù)先準(zhǔn)備示出轉(zhuǎn)矩限制量δ2相對于時間積分Vint的變化的映射圖，并從該映射圖讀取對應(yīng)于給定時間積分Vint的轉(zhuǎn)矩限制量δ2。
一旦完成轉(zhuǎn)矩限制量δ2設(shè)定程序，程序就返回至圖11的微小滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序。通過參考圖6所示映射圖，設(shè)定對應(yīng)于所輸入的轉(zhuǎn)矩限制量δ2且作為從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩上限值的最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S202)。在設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax之后，比較原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*與最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S204)。當(dāng)原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*大于最大轉(zhuǎn)矩Tmax時，將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*限定為最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S206)。接著，CPU42將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，同時驅(qū)動和控制原動機(jī)12以輸出對應(yīng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tm*的轉(zhuǎn)矩(步驟S208)，之后退出此微小滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序。在發(fā)生滑動時從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩被限制為較低水平(即，在圖6所示映射圖中對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩限制量δ2[rpm/8msec]的最大轉(zhuǎn)矩Tmax)以立即抑制微小滑動。這種限制有效地抑制了微小滑動。
響應(yīng)于利用微小滑動發(fā)生狀態(tài)控制使輪速差ΔV減小，微小滑動收斂狀態(tài)控制驅(qū)動和控制原動機(jī)12以恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩水平，且其遵循圖13所示的微小滑動收斂狀態(tài)控制程序。電子控制單元40的CPU42首先輸入在最后一次重復(fù)執(zhí)行圖12所示轉(zhuǎn)矩限制量δ2設(shè)定程序時(即，緊接微小滑動收斂標(biāo)記F4由0變化為1之前)設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限制量δ2的最終設(shè)定(步驟S230)。如果存在所輸入轉(zhuǎn)矩限制量δ2的解除要求，CPU42接收該解除要求(步驟S232)，并判定是否存在該解除要求(步驟S234)。此步驟判定是否輸入用于解除該作為設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制程度的參數(shù)的轉(zhuǎn)矩限制量δ2的要求。本實施例的程序接收解除要求以利用初始設(shè)定為等于0且從此程序的第一循環(huán)起每經(jīng)過預(yù)設(shè)等待時間間隔與預(yù)設(shè)增量相加的解除量Δδ2解除轉(zhuǎn)矩限制。等待時間間隔和解除量Δδ2的增量可根據(jù)駕駛員的解除要求的需要程度例如根據(jù)表示駕駛員轉(zhuǎn)矩輸出要求的加速器開度而發(fā)生變化。在存在解除要求的情況下，通過將在步驟S230輸入的先前設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限制量δ2減去解除量Δδ2來更新轉(zhuǎn)矩限制量δ2(步驟S236)。另一方面，在不存在解除要求的情況下，即，當(dāng)從此程序的第一循環(huán)起預(yù)設(shè)等待時間間隔還沒有經(jīng)過且解除量Δδ2等于0時，轉(zhuǎn)矩限制量δ2不更新。參考圖6所示映射圖，設(shè)定對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩限制量δ2且作為從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩上限值的最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S238)。在設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax之后，比較原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*與預(yù)設(shè)最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S240)。當(dāng)原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*大于最大轉(zhuǎn)矩Tmax時，將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*限定為最大轉(zhuǎn)矩Tmax(步驟S242)。接著，CPU42將原動機(jī)轉(zhuǎn)矩要求Tm*設(shè)定為目標(biāo)轉(zhuǎn)矩，同時驅(qū)動和控制原動機(jī)12以輸出對應(yīng)于目標(biāo)轉(zhuǎn)矩Tm*的轉(zhuǎn)矩(步驟S244)。隨后，CPU42判定轉(zhuǎn)矩限制量δ2是否不高于0，即，轉(zhuǎn)矩限制量δ2是否完全解除(步驟S246)。在完全解除的情況下，微小滑動發(fā)生標(biāo)記F3和微小滑動收斂標(biāo)記F4都設(shè)置為等于0(步驟S248)。然后，程序終止微小滑動收斂狀態(tài)控制程序。
圖14示出隨著驅(qū)動輪18a和18b與從動輪19a和19b之間輪速差ΔV的變化，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩的變化。圖15示出相對于輪速差ΔV的時間積分設(shè)定原動機(jī)12的最大轉(zhuǎn)矩Tmax。圖14所示圖表中的橫軸代表時間軸。在圖14所示例子中，輪速差ΔV在時間點t5處大于預(yù)設(shè)閾值Vslip。相應(yīng)地，響應(yīng)于在此時間點t5處檢測到微小滑動發(fā)生，啟動轉(zhuǎn)矩限制控制(參見圖15(a))。對應(yīng)于根據(jù)輪速差ΔV在發(fā)生微小滑動時間與當(dāng)前時間之間的積分區(qū)間上的時間積分的轉(zhuǎn)矩限制量δ2，設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax。在圖14所示例子中的時間點t5至?xí)r間點t17之間的時間段內(nèi)，隨著轉(zhuǎn)矩限制量δ2的增大，最大轉(zhuǎn)矩Tmax逐漸減小(從值T5至值T12，然后至值T17)，直至輪速差ΔV減小到預(yù)設(shè)閾值Vslip以下(參見圖15(b)和15(c))。在微小滑動發(fā)生期間，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩限制對應(yīng)于最大轉(zhuǎn)矩Tmax逐漸減小，如圖14所示。在時間點t18處，輪速差ΔV再次減小到預(yù)設(shè)閾值Vslip以下。轉(zhuǎn)矩控制斷定微小滑動收斂，并開始恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩水平。響應(yīng)于每經(jīng)過預(yù)設(shè)等待時間間隔輸入的每個轉(zhuǎn)矩限制量δ2的解除要求，逐漸恢復(fù)受限的轉(zhuǎn)矩水平。最大轉(zhuǎn)矩Tmax相應(yīng)地由值T17變化為與轉(zhuǎn)矩限制量δ2的解除后水平對應(yīng)的更高值T18。在微小滑動收斂期間，由于所設(shè)定的最大轉(zhuǎn)矩Tmax增大，從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩逐漸增大，如圖14所示。
如上所述，本實施例的原動機(jī)控制裝置20在原動機(jī)12的轉(zhuǎn)動軸的角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip時斷定發(fā)生滑動，并限制從原動機(jī)12輸出的轉(zhuǎn)矩水平以立刻抑制滑動。原動機(jī)控制裝置20求角加速度α在角加速度α一旦超過預(yù)設(shè)閾值αslip與角加速度α再次小于預(yù)設(shè)閾值αslip的時間段內(nèi)的積分以算出時間積分αint。在轉(zhuǎn)矩限制使滑動收斂之后，原動機(jī)控制裝置20設(shè)定與角加速度α的時間積分αint對應(yīng)的最大轉(zhuǎn)矩Tmax，并將轉(zhuǎn)矩水平恢復(fù)為作為上限值的最大轉(zhuǎn)矩Tmax。根據(jù)角加速度α在滑動發(fā)生期間的時間積分，設(shè)定轉(zhuǎn)矩水平的恢復(fù)程度。這種設(shè)置確保根據(jù)滑動狀態(tài)適當(dāng)控制原動機(jī)12，從而有效防止發(fā)生再滑動。角加速度α的時間積分αint反映了滑動狀態(tài)。因此，這種設(shè)置有效地防止發(fā)生再滑動而不過度限制轉(zhuǎn)矩。原動機(jī)控制裝置20還基于驅(qū)動輪18a和18b的輪速Vf與從動輪19a和19b的輪速Vr之間的差(輪速差ΔV)檢測微小滑動的發(fā)生。響應(yīng)于檢測到微小滑動的發(fā)生，對應(yīng)于輪速差ΔV在微小滑動檢測時間與當(dāng)前時間之間的時間段內(nèi)的時間積分Vint限制轉(zhuǎn)矩水平。這種設(shè)置可檢測到利用監(jiān)測角加速度α變化不能檢測到的微小滑動，并響應(yīng)于檢測到微小滑動而控制轉(zhuǎn)矩水平以立刻抑制微小滑動。
本實施例的原動機(jī)控制裝置20僅在角加速度α的變化指示未發(fā)生較大滑動時基于輪速差ΔV的變化檢測微小滑動的發(fā)生。一個變化程序可在基于角加速度α的變化檢測較大滑動的發(fā)生的同時，基于輪速差ΔV的變化檢測微小滑動的發(fā)生。如果檢測到較大滑動或微小滑動，此變化程序響應(yīng)于基于角加速度α的變化檢測到較大滑動而根據(jù)圖5，7和8所示控制程序執(zhí)行轉(zhuǎn)矩控制，同時響應(yīng)于基于輪速差ΔV的變化檢測到微小滑動而根據(jù)圖11，12和13所示控制程序執(zhí)行轉(zhuǎn)矩控制。如果既檢測到較大滑動又檢測到微小滑動，滑動發(fā)生期間的轉(zhuǎn)矩控制可對應(yīng)于在圖5所示滑動發(fā)生狀態(tài)控制程序的步驟S150和S152處設(shè)定的角加速度α的峰值αpeak[rpm/8msec]與在圖11所示程序的步驟S200處輸入的轉(zhuǎn)矩限制量δ2的總和設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax(Tmax←g(αpeak+δ2))，并用該最大轉(zhuǎn)矩Tmax控制原動機(jī)12。轉(zhuǎn)矩控制可選擇性地對應(yīng)于角加速度α的峰值αpeak與轉(zhuǎn)矩限制量δ2之間的較大者設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax，并用該最大轉(zhuǎn)矩Tmax控制原動機(jī)12?；瑒邮諗科陂g的轉(zhuǎn)矩控制可對應(yīng)于在圖7所示程序的步驟S178處設(shè)定的轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1[rpm/8msec]與在圖13所示程序的步驟S236處設(shè)定的轉(zhuǎn)矩限制量δ2的和設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax，并用該最大轉(zhuǎn)矩Tmax控制原動機(jī)12。轉(zhuǎn)矩控制可選擇性地對應(yīng)于轉(zhuǎn)矩恢復(fù)限制量δ1與轉(zhuǎn)矩限制量δ2之間的較大者設(shè)定最大轉(zhuǎn)矩Tmax，并用該最大轉(zhuǎn)矩Tmax控制原動機(jī)12。如果不需要，可省略基于輪速差ΔV變化對微小滑動的檢測。
本實施例的原動機(jī)控制裝置20求角加速度α在角加速度α一旦超過預(yù)設(shè)閾值αslip與角加速度α再次小于預(yù)設(shè)閾值αslip的積分區(qū)域上的積分以算出時間積分αint。一個可能變化是求角加速度α在角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip與角加速度α減小到0以下的另一積分區(qū)間上的積分。另一可能變化是求角加速度α在從角加速度α大于預(yù)設(shè)閾值αslip起的預(yù)設(shè)時間段上的積分。
在本實施例的原動機(jī)控制裝置20中，當(dāng)從基于角加速度α的變化檢測到滑動發(fā)生起負(fù)角加速度α已經(jīng)保持預(yù)設(shè)時間段時，圖4所示滑動狀態(tài)判定程序判定滑動收斂?？身憫?yīng)于檢測到滑動抑制趨勢，例如當(dāng)角加速度α小于預(yù)設(shè)閾值αslip時或者當(dāng)角加速度α減小到0以下時，判定滑動收斂?；蛘撸稍趶慕羌铀俣圈列∮陬A(yù)設(shè)閾值αslip起經(jīng)過預(yù)設(shè)時間段之后，判定滑動收斂。
上述實施例有關(guān)對安裝在車輛10上且同與驅(qū)動輪18a和18b連接的驅(qū)動軸機(jī)械連接以給該驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)12的控制。本發(fā)明技術(shù)可應(yīng)用于任何其它結(jié)構(gòu)的具有可直接給驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)的車輛。例如，本發(fā)明的一個可能應(yīng)用是包括發(fā)動機(jī)、與該發(fā)動機(jī)的輸出軸連接的發(fā)電機(jī)、利用該發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能充電的電池、以及同與驅(qū)動軸連接的驅(qū)動軸機(jī)械連接且利用來自該電池的電力供應(yīng)驅(qū)動的原動機(jī)的串聯(lián)型混合動力車。本發(fā)明的另一種可能應(yīng)用是包括發(fā)動機(jī)111、與該發(fā)動機(jī)111連接的行星齒輪117、與該行星齒輪117連接且可產(chǎn)生電能的原動機(jī)113、以及也與該行星齒輪117連接且同與驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸機(jī)械連接以直接給該驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)112的機(jī)械分配型混合動力車110，如圖21所示。本發(fā)明的又一種可能應(yīng)用是包括具有同發(fā)動機(jī)211的輸出軸連接的內(nèi)轉(zhuǎn)子213a以及同與驅(qū)動輪218a和218b連接的驅(qū)動軸連接以驅(qū)動該驅(qū)動輪218a和218b的外轉(zhuǎn)子213b且經(jīng)由內(nèi)轉(zhuǎn)子213a與外轉(zhuǎn)子213b之間的電磁作用相對轉(zhuǎn)動的原動機(jī)213以及與該驅(qū)動軸機(jī)械連接以直接給該驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)212的電力分配型混合動力車210，如圖22所示。本發(fā)明的另一種可能應(yīng)用是包括經(jīng)由變速器314(例如，無級變速器或者自動變速器)同與驅(qū)動輪318a和318b連接的驅(qū)動軸連接的發(fā)動機(jī)311以及放置在發(fā)動機(jī)311之后且經(jīng)由變速箱314與驅(qū)動軸連接的原動機(jī)312(或者直接與該驅(qū)動軸連接的原動機(jī))的混合動力車310，如圖23所示。如果驅(qū)動輪上發(fā)生滑動，轉(zhuǎn)矩控制主要控制與驅(qū)動軸機(jī)械連接的原動機(jī)，因為該原動機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出響應(yīng)高。此原動機(jī)的控制可與其它原動機(jī)的控制或者發(fā)動機(jī)的控制相結(jié)合。
上述實施例和其變化例在所有方面都應(yīng)被認(rèn)為是示意性的而非限制性的?？梢杂性S多其它變形、改變和替換，而不脫離本發(fā)明主要特征的范圍或精神。
工業(yè)應(yīng)用性本發(fā)明技術(shù)可有效應(yīng)用于汽車及火車的相關(guān)行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種原動機(jī)控制裝置，它驅(qū)動和控制安裝在車輛上且向與驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)，所述原動機(jī)控制裝置包括測量所述驅(qū)動軸或所述原動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的角加速度的角加速度測量模塊；基于所測量的角加速度檢測由所述驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)造成的滑動的第一滑動檢測模塊；響應(yīng)于所述第一滑動檢測模塊的滑動的檢測而限制轉(zhuǎn)矩輸出并用所限制的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)以抑制所述滑動的第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊；對由所述角加速度測量模塊測量的所述角加速度求積分以算出所述角加速度從所述第一滑動檢測模塊的所述滑動的檢測起的時間積分的第一積分模塊；以及響應(yīng)于所述滑動的至少抑制趨勢，根據(jù)由所述第一積分模塊算出的所述角加速度的所述時間積分恢復(fù)由所述第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊限制的所述轉(zhuǎn)矩輸出并用所恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)的第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第一滑動檢測模塊比較由所述角加速度測量模塊測量的所述角加速度與一預(yù)設(shè)閾值以檢測滑動，以及所述第一積分模塊在所述測量的角加速度一旦超過所述預(yù)設(shè)閾值與所述測量的角加速度再次減小到所述預(yù)設(shè)閾值以下時的積分區(qū)間上對所述角加速度求積分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2中任一項所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊根據(jù)所述角加速度的所述時間積分改變所述限制的轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度，并用所恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出的改變程度控制所述原動機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，相對于所述角加速度的時間積分的增大，所述第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊以所述限制的轉(zhuǎn)矩輸出的更低的恢復(fù)程度控制所述原動機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3和4中任一項所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊基于所述角加速度的所述時間積分設(shè)定在所述限制的轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)時的最大轉(zhuǎn)矩，并用所設(shè)定的所述最大轉(zhuǎn)矩作為上限值而控制所述原動機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊響應(yīng)于所述角加速度測量模塊在一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的所述角加速度的負(fù)值的持續(xù)測量而恢復(fù)所述限制的轉(zhuǎn)矩輸出，并用所恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)所測量的角加速度改變所述轉(zhuǎn)矩輸出的限制程度，并用所限制的轉(zhuǎn)矩輸出的改變程度控制所述原動機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，相對于所測量的角加速度的增大，所述第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊以所述轉(zhuǎn)矩輸出的更高的限制程度控制所述原動機(jī)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8中任一項所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)矩限制控制模塊基于所測量的角加速度設(shè)定在所述轉(zhuǎn)矩輸出的限制時的最大轉(zhuǎn)矩，并用所設(shè)定的所述最大轉(zhuǎn)矩作為上限值而控制所述原動機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述車輛具有由所述驅(qū)動輪驅(qū)動的從動輪，所述原動機(jī)控制裝置還包括測量所述驅(qū)動輪的轉(zhuǎn)速的驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速測量模塊；測量所述從動輪的轉(zhuǎn)速的從動輪轉(zhuǎn)速測量模塊；基于所述驅(qū)動輪的所測量的轉(zhuǎn)速與所述從動輪的所測量的轉(zhuǎn)速之間的輪速差檢測由所述驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)造成的滑動的第二滑動檢測模塊；以及響應(yīng)于所述第二滑動檢測模塊的滑動的檢測，限制所述轉(zhuǎn)矩輸出并用所限制的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)以抑制所述滑動的第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述原動機(jī)控制裝置還包括對所述驅(qū)動輪的所測量的轉(zhuǎn)速與所述從動輪的所測量的轉(zhuǎn)速之間的所述輪速差求積分以算出所述輪速差從所述第二滑動檢測模塊的所述滑動的檢測起的時間積分的第二積分模塊，并且，所述第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)所述輪速差的所述時間積分限制所述轉(zhuǎn)矩輸出，并用所限制的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第二滑動檢測模塊比較所述輪速差與一預(yù)設(shè)閾值以檢測滑動，以及所述第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)從所述輪速差大于所述預(yù)設(shè)閾值起的所述輪速差的所述時間積分限制所述轉(zhuǎn)矩輸出，并用所限制的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11和12中任一項所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊根據(jù)所述輪速差的所述時間積分改變所述轉(zhuǎn)矩輸出的限制程度，并用所限制的轉(zhuǎn)矩輸出的改變程度控制所述原動機(jī)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，相對于所述輪速差的時間積分的增大，所述第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊以所述轉(zhuǎn)矩輸出的更高的限制程度控制所述原動機(jī)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的原動機(jī)控制裝置，其特征在于，所述原動機(jī)控制裝置還包括在所述第二滑動檢測模塊的比較結(jié)果顯示所述輪速差減小到所述預(yù)設(shè)閾值以下時，恢復(fù)由所述第二轉(zhuǎn)矩限制控制模塊限制的所述轉(zhuǎn)矩輸出并用所恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)的第二轉(zhuǎn)矩恢復(fù)控制模塊。
16.一種車輛，它配備有原動機(jī)和根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項所述的原動機(jī)控制裝置。
17.一種原動機(jī)控制方法，它驅(qū)動和控制安裝在車輛上且向與驅(qū)動輪連接的驅(qū)動軸輸出動力的原動機(jī)，所述原動機(jī)控制方法包括步驟(a)測量所述驅(qū)動軸或所述原動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的角加速度；(b)基于所測量的角加速度檢測由所述驅(qū)動輪的空轉(zhuǎn)造成的滑動；(c)響應(yīng)于所述步驟(b)的滑動的檢測，限制轉(zhuǎn)矩輸出并用所限制的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)以抑制所述滑動；(d)對由所述步驟(a)測量的所述角加速度求積分，以算出所述角加速度從所述步驟(b)的所述滑動的檢測起的時間積分；以及(e)響應(yīng)于所述滑動的至少抑制趨勢，根據(jù)由所述步驟(d)算出的所述角加速度的所述時間積分恢復(fù)由所述步驟(c)限制的所述轉(zhuǎn)矩輸出，并用所恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的原動機(jī)控制方法，其特征在于，所述步驟(b)比較由所述步驟(a)測量的所述角加速度與一預(yù)設(shè)閾值以檢測滑動，以及所述步驟(d)在所述測量的角加速度一旦超過所述預(yù)設(shè)閾值與所述測量的角加速度再次減小到所述預(yù)設(shè)閾值以下時的積分區(qū)間上對所述角加速度求積分。
19.根據(jù)權(quán)利要求17和18中任一項所述的原動機(jī)控制方法，其特征在于，所述步驟(e)根據(jù)所述角加速度的所述時間積分改變由所述步驟(c)限制的所述轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)程度，并用所恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出的改變程度控制所述原動機(jī)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的原動機(jī)控制方法，其特征在于，相對于所述角加速度的時間積分的增大，所述步驟(e)以所述限制的轉(zhuǎn)矩輸出的更低的恢復(fù)程度控制所述原動機(jī)。
21.根據(jù)權(quán)利要求19和20中任一項所述的原動機(jī)控制方法，其特征在于，所述步驟(e)基于所述角加速度的所述時間積分設(shè)定在所述限制的轉(zhuǎn)矩輸出的恢復(fù)時的最大轉(zhuǎn)矩，并用所設(shè)定的所述最大轉(zhuǎn)矩作為上限值而控制所述原動機(jī)。
22.根據(jù)權(quán)利要求17和21中任一項所述的原動機(jī)控制方法，其特征在于，所述步驟(e)響應(yīng)于所述步驟(a)在一預(yù)設(shè)時間段內(nèi)的所述角加速度的負(fù)值的持續(xù)測量而恢復(fù)所述限制的轉(zhuǎn)矩輸出，并用所恢復(fù)的轉(zhuǎn)矩輸出控制所述原動機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及原動機(jī)控制裝置和原動機(jī)控制方法。該方法包括步驟在與驅(qū)動軸連接的原動機(jī)的轉(zhuǎn)動軸的角加速度(α)大于一閾值(αslip)時指示發(fā)生滑動；通過利用角加速度(α)越大轉(zhuǎn)矩上限值(Tmax)越小以使轉(zhuǎn)矩上限值(Tmax)保持在當(dāng)角加速度(α)由于滑動而變?yōu)橐环逯禃r獲得的一值的映射圖設(shè)定轉(zhuǎn)矩上限值(Tmax)而限制原動機(jī)的轉(zhuǎn)矩；在從角加速度(α)超過閾值(αslip)時的時間點到角加速度(α)由于原動機(jī)的轉(zhuǎn)矩限制而減小到閾值(αslip)以下時的時間點的積分區(qū)域上對角加速度(α)求積分以算出角加速度(α)的時間積分；及在原動機(jī)轉(zhuǎn)矩限制使滑動收斂時，用基于角加速度(α)的積分計算結(jié)果計算的轉(zhuǎn)矩上限值(Tmax)恢復(fù)由與角加速度(α)的峰值對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩上限值限制的轉(zhuǎn)矩。
文檔編號F02D41/14GK1678474SQ0382058
公開日2005年10月5日 申請日期2003年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者本美明, 浜島清高, 灘光博 申請人:豐田自動車株式會社