專利名稱：用于車輛的控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制裝置，具體而言，涉及用于包括驅(qū)動多個車輪的多個 動力源的車輛的控制裝置，并涉及其控制方法。
背景技術(shù)：
公知包括驅(qū)動多個車輪的多個動力源的車輛以及用于這種車輛的控制
裝置。例如，日本專利申請公開號JP-A-2001-171378公開了一種用于四輪 驅(qū)動車輛的控制裝置，在該車輛中，前輪及后輪中任何一組能夠被第一電 動機(jī)驅(qū)動，而另一組能夠被第二電動機(jī)驅(qū)動。
該控制裝置根據(jù)駕駛員對輸出操作裝置的操作程度以及車輛速度來確 定目標(biāo)驅(qū)動力。然后，控制裝置根據(jù)車輛狀態(tài)或車輛運轉(zhuǎn)狀態(tài)來對前輪驅(qū) 動力及后輪驅(qū)動力進(jìn)行控制以從前輪側(cè)及后輪側(cè)輸出目標(biāo)驅(qū)動力。
在上述四輪驅(qū)動車輛中，通過將目標(biāo)驅(qū)動力分配至前輪側(cè)及后輪側(cè)來 確定前輪驅(qū)動力及后輪驅(qū)動力。基于此分配的驅(qū)動力被傳遞至前輪及后 輪。但是，在上述四輪驅(qū)動車輛中，考慮到當(dāng)驅(qū)動力傳遞至前輪及后輪時 車輛穩(wěn)定性以及對車輛行為的影響，驅(qū)動力隨時間的改變率受到特定恒定 值的限制。在一些情況下，前輪與后輪的驅(qū)動力改變率不同。
如果以上述方式對驅(qū)動力進(jìn)行控制，則會發(fā)生以下情況，即在對車輛 進(jìn)行加速或減速時，前輪與后輪的驅(qū)動力的符號不同(例如，前輪驅(qū)動力 的符號為負(fù)，而后輪驅(qū)動力的符號為正)。例如，在目標(biāo)驅(qū)動力從負(fù)值變 為正值以對車輛進(jìn)行加速的情況下，前輪驅(qū)動力及后輪驅(qū)動力也從負(fù)值變 為正值。如果后輪驅(qū)動力比前輪驅(qū)動力改變得更快，則易于發(fā)生以下情 況，即盡管后輪驅(qū)動力為正值，但前輪驅(qū)動力保持為負(fù)值。
如果前輪和后輪的轉(zhuǎn)矩的符號不同，并且前輪與后輪之間的轉(zhuǎn)矩差異 較大，則可以想到，例如在車輛在摩擦系數(shù)fi極低的道路上轉(zhuǎn)彎的情況
下，車輛穩(wěn)定性會降低。但是，日本專利申請公開號JP-A-2001-171378并
未揭示對上述問題的具體解決方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠改進(jìn)車輛穩(wěn)定性的用于車輛的控制裝 置，以及其控制方法。
本發(fā)明的情況可以概括為一種用于包括驅(qū)動多個車輪的多個動力源的 車輛的控制裝置。該控制裝置包括要求驅(qū)動力計算部分以及驅(qū)動力控制部 分。所述要求驅(qū)動力計算部分根據(jù)所述車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，來分別計算對所 述多個動力源所要求的多個要求驅(qū)動力。所述驅(qū)動力控制部分根據(jù)所述多 個要求驅(qū)動力，來對所述多個動力源分別輸出多個命令驅(qū)動力。如果所述 多個要求驅(qū)動力的至少一個要求驅(qū)動力的符號發(fā)生改變，則所述驅(qū)動力控 制部分將與所述至少一個要求驅(qū)動力對應(yīng)的所述命令驅(qū)動力改變?yōu)轭A(yù)定范 圍內(nèi)的驅(qū)動力。在所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力改變?yōu)樗鲱A(yù)定范圍內(nèi)的所述驅(qū) 動力之后，所述驅(qū)動力控制部分對所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力的改變進(jìn)行限 制，直至所述多個命令驅(qū)動力的另一命令驅(qū)動力達(dá)到所述預(yù)定范圍。在所 述另一命令驅(qū)動力達(dá)到所述預(yù)定范圍之后，所述驅(qū)動力控制部分解除對對 應(yīng)的所述命令驅(qū)動力的改變的限制，并使對應(yīng)的所述命令驅(qū)動力遵循所述 至少一個要求驅(qū)動力。
預(yù)定范圍內(nèi)的驅(qū)動力可以包括零。優(yōu)選地，多個命令驅(qū)動力在隨時間 經(jīng)過的改變率方面彼此不同。
更優(yōu)選地，多個動力源是第一動力源及第二動力源。第一動力源對多 個車輪的兩個前輪進(jìn)行驅(qū)動。第二動力源對多個車輪的兩個后輪進(jìn)行驅(qū) 動。
根據(jù)本發(fā)明，能夠使包括驅(qū)動多個車輪的多個動力源的車輛的車輛穩(wěn) 定性得到改進(jìn)。


參考附圖，本發(fā)明的上述及其他目的、特征以及優(yōu)點將通過以下對優(yōu)
選實施例的描述變得清楚，其中使用類似的標(biāo)號來表示類似的元件，其 中
圖1是框圖，示出了由根據(jù)本發(fā)明實施例的車輛的控制裝置控制的車 輛的整體結(jié)構(gòu)；
圖2是圖1所示的控制裝置90的控制框圖3是流程圖，示出了在圖2所示的轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96中執(zhí)行
的處理；
圖4是示意性地示出由圖2所示的控制裝置90控制的前輪命令轉(zhuǎn)矩 Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的改變的圖5是以表的形式示出了圖2所示的轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96的處理 條件的圖6是示出在未執(zhí)行轉(zhuǎn)矩改變限制處理的情況下對圖1所示的混合動 力車輛100的前輪及后輪的轉(zhuǎn)矩改變的模擬結(jié)果的圖；以及
圖7是示出在執(zhí)行了轉(zhuǎn)矩改變限制處理的情況下對圖1所示的混合動 力車輛100的前輪及后輪的轉(zhuǎn)矩改變的模擬結(jié)果的圖。
具體實施例方式
以下將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例。在附圖中，相同的參考標(biāo) 號表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠帧?br> 圖1是框圖，示出了由根據(jù)本發(fā)明的實施例的車輛的控制裝置控制的 車輛的整體結(jié)構(gòu)。
參見圖l，混合動力車輛100包括蓄電池10、電力轉(zhuǎn)換部分20、電機(jī) (電動機(jī))30、發(fā)動機(jī)40、動力分配機(jī)構(gòu)50、電力產(chǎn)生器(發(fā)電機(jī)) 60、減速器70以及前輪80a， 80b?；旌蟿恿囕v100還包括電動發(fā)電機(jī) 75、后輪85a， 85b以及控制裝置90。混合動力車輛100還包括加速器踏 板裝置110、加速器操作量傳感器120以及車速傳感器130。
由可充電二次蓄電池(例如，鎳金屬氫化物型或鋰離子型二次蓄電 池)來構(gòu)造蓄電池IO。電力轉(zhuǎn)換部分20包括將從蓄電池IO供應(yīng)的直流電 壓轉(zhuǎn)換為交流電壓以驅(qū)動電動機(jī)30及電動發(fā)電機(jī)75的逆變器(未示
出)。因為該逆變器被構(gòu)造為能夠進(jìn)行雙向電力轉(zhuǎn)換，故其也具有將由電
動機(jī)30或電動發(fā)電機(jī)75的再生制動操作產(chǎn)生的電力(交流電壓)以及由 發(fā)電機(jī)60產(chǎn)生的電力(交流電壓)轉(zhuǎn)換為直流電壓以對蓄電池IO進(jìn)行充 電的功能。
電力轉(zhuǎn)換部分20還可包括對直流電壓進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的升降壓轉(zhuǎn)換器 (未示出)。設(shè)置上述升降壓轉(zhuǎn)換器使得能夠用其振幅為高于來自蓄電池 10的供應(yīng)電壓的電壓的交流電壓來對電動機(jī)30及電動發(fā)電機(jī)75進(jìn)行驅(qū) 動。因此，可以改進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動效率。
發(fā)動機(jī)40是使用汽油等作為燃料、將由燃料燃燒提供的熱能轉(zhuǎn)換為 變?yōu)轵?qū)動力的動能、并由此輸出動能的內(nèi)燃機(jī)。動力分配機(jī)構(gòu)50能夠?qū)?來自發(fā)動機(jī)40的輸出分配至經(jīng)由減速器70傳遞至前輪80a， 80b的路徑， 并分配至傳遞至發(fā)電機(jī)60的路徑。通過從發(fā)動機(jī)40經(jīng)由動力分配機(jī)構(gòu)50 傳遞的輸出，發(fā)電機(jī)60旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生電力。電力轉(zhuǎn)換部分20使用由發(fā)電機(jī) 60產(chǎn)生的電力作為用于蓄電池IO的充電電力或者作為用于電動機(jī)30及電 動發(fā)電機(jī)75的驅(qū)動電力。
通過從電力轉(zhuǎn)換部分20供應(yīng)的交流電電壓，電動機(jī)30旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。 電動機(jī)30的輸出經(jīng)由減速器70傳遞至前輪80a， 80b。此外，在電動機(jī)30 處于再生制動操作狀態(tài)(電動機(jī)30隨著前輪80a， 80b的減速而旋轉(zhuǎn))期 間，電動機(jī)30起發(fā)電機(jī)的作用。
與電動機(jī)30類似，通過從電力轉(zhuǎn)換部分20供應(yīng)的交流電電壓，電動 發(fā)電機(jī)75旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動。電動發(fā)電機(jī)75的輸出經(jīng)由減速器(未示出)傳遞 至后輪85a， 85b。此外，在電動發(fā)電機(jī)75處于再生制動操作狀態(tài)(電動 發(fā)電機(jī)75隨著后輪85a， 85b的減速而旋轉(zhuǎn))期間，電動發(fā)電機(jī)75起發(fā)電 機(jī)的作用。
加速器踏板裝置IIO設(shè)定與由駕駛員下壓的加速器踏板裝置105上的 下壓力對應(yīng)的加速器操作量。加速器操作量傳感器120連接至加速器踏板 裝置110，并向控制裝置90發(fā)送與加速器操作量a對應(yīng)的輸出電壓。
車速傳感器130向控制裝置90發(fā)送與混合動力車輛100的車速V對 應(yīng)的輸出電壓。
在車輛起動時，或在低速行駛時，或當(dāng)車輛下緩坡輕載時，混合動力
車輛100僅使用來自電動機(jī)30及電動發(fā)電機(jī)75的輸出而不使用發(fā)動機(jī)40 輸出而行駛，以避免發(fā)動機(jī)效率較低的區(qū)域。在此情況下，除非需要曖機(jī) 運轉(zhuǎn)，否則發(fā)動機(jī)40的運轉(zhuǎn)停止。在需要暖機(jī)運轉(zhuǎn)的情況下，發(fā)動機(jī)40 在怠速狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。
在車輛通常行駛期間，發(fā)動機(jī)40起動，且來自發(fā)動機(jī)40的輸出被動 力分配機(jī)構(gòu)50分配為用于前輪80a， 80b的驅(qū)動力以及用于在發(fā)電機(jī)60處 發(fā)電的驅(qū)動力。由發(fā)電機(jī)60產(chǎn)生的電力被用于驅(qū)動電動機(jī)30。因此，在 車輛通常行駛期間，發(fā)動機(jī)40的輸出與來自電動機(jī)30的輔助輸出相結(jié)合 被用于驅(qū)動前輪80a， 80b?？刂蒲b置90控制動力分配機(jī)構(gòu)50的動力分配 比率，使得總效率變?yōu)樽畲蟆?br> 在加速期間，發(fā)動機(jī)40的輸出增大。發(fā)動機(jī)40的輸出被動力分配機(jī) 構(gòu)50分配為用于前輪80a， 80b的驅(qū)動力以及用于在發(fā)電機(jī)60處發(fā)電的驅(qū) 動力。由發(fā)電機(jī)60的發(fā)電提供的電力被用于驅(qū)動電動機(jī)30及電動發(fā)電機(jī) 75。即，在加速期間，電動機(jī)30以及電動發(fā)電機(jī)75的驅(qū)動力被加到發(fā)動 機(jī)40的驅(qū)動力中，由此獲得的驅(qū)動力被用于驅(qū)動前輪80a， 80b及后輪 85a， 85b。
在減速及制動期間，電動機(jī)30通過前輪80a， 80b旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，并產(chǎn) 生電力。類似的，電動發(fā)電機(jī)75通過后輪85a， 85b旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動，并產(chǎn)生 電力。通過電動機(jī)30以及電動發(fā)電機(jī)75的再生發(fā)電而回收的電力被電力 轉(zhuǎn)換部分20轉(zhuǎn)換為直流電電壓，并被用于對蓄電池IO充電。
由此，混合動力車輛100具有發(fā)動機(jī)40、電動機(jī)30、發(fā)電機(jī)60以及 電動發(fā)電機(jī)75作為多個動力源。多個動力源通過由發(fā)動機(jī)40、電動機(jī)30 以及發(fā)電機(jī)60構(gòu)成的動力源65 (第一動力源)以及電動發(fā)電機(jī)75 (第二 動力源)構(gòu)成。動力源65對混合動力車輛100的多個車輪的兩個前輪 80a， 80b進(jìn)行驅(qū)動。電動發(fā)電機(jī)75對多個車輪的兩個后輪85a， 85b進(jìn)行 驅(qū)動。
圖2是圖1所示控制裝置90的控制框圖。參見圖2，控制裝置90包 括驅(qū)動力計算部分卯A以及驅(qū)動力控制部分90B。
驅(qū)動力計算部分90A包括要求轉(zhuǎn)矩確定部分91、后輪轉(zhuǎn)矩分配比率 計算部分92、相乘部分93以及加減部分94。
要求轉(zhuǎn)矩確定部分91根據(jù)圖1所示的混合動力車輛100的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來 確定要求驅(qū)動力(要求轉(zhuǎn)矩F)。作為與混合動力車輛100的"運轉(zhuǎn)狀態(tài)" 相關(guān)的信息，與來自圖1所示的加速器操作量傳感器120以及車速傳感器 130的加速器操作量q;以及車速v相關(guān)的信息分別被發(fā)送至要求轉(zhuǎn)矩確定 部分91。要求轉(zhuǎn)矩確定部分91對其中加速器操作量仏車速V以及要求 轉(zhuǎn)矩F對應(yīng)地設(shè)置的映射圖進(jìn)行預(yù)存儲，并通過參考此映射圖來判定要求 轉(zhuǎn)矩F。
后輪轉(zhuǎn)矩分配比率計算部分92根據(jù)各種傳感器(包括圖1所示的加 速器操作量傳感器120及車速傳感器130)的輸出來計算后輪轉(zhuǎn)矩分配比 率r，以在前輪與后輪之間實現(xiàn)理想的驅(qū)動力分配。
相乘部分93將后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq計算為要求轉(zhuǎn)矩F與后輪轉(zhuǎn)矩分配比 率r的乘積(rrq=Fxr)。加減部分94通過從要求轉(zhuǎn)矩F減去后輪要求轉(zhuǎn) 矩rrq來計算前輪要求轉(zhuǎn)矩frq (frq=F-rrq)。
驅(qū)動力控制部分90B包括校正處理部分95f， 95r、轉(zhuǎn)矩改變限制處理 部分96、保護(hù)處理部分97f， 97r以及動力源控制部分98。
校正處理部分95f根據(jù)前輪要求轉(zhuǎn)矩frq的值來改變前輪命令轉(zhuǎn)矩 Tfcm的值。類似的，校正處理部分95r根據(jù)后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq的值來改變 后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值。
在本實施例中，在校正處理部分95f處確定前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的改 變率，在校正處理部分95r處確定后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的改變率，使得隨 時間經(jīng)過的改變率(命令轉(zhuǎn)矩值的改變量的大小)彼此不同。因此，例 如，當(dāng)圖l所示的混合動力車輛100加速或減速時，可以考慮車輛穩(wěn)定性 及車輛行為來改變前輪的轉(zhuǎn)矩以及后輪的轉(zhuǎn)矩。
以下描述基于以下前提后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的隨時間經(jīng)過的改變率 比前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的要大。在這里要注意，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的隨時 間經(jīng)過的改變率也可比后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的要大，或者改變率也可彼此 相同。
如果來自校正處理部分95f的前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值以及來自校正 處理部分95r的后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值滿足轉(zhuǎn)矩限制條件，則轉(zhuǎn)矩改變 限制處理部分96進(jìn)行下述的轉(zhuǎn)矩改變限制處理。
如果前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm超過上限值(下限值)，則保護(hù)處理部分97f 將前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm限制在上限值(下限值)內(nèi)。類似的，如果后輪命 令轉(zhuǎn)矩Trcm超過上限值(下限值)，則保護(hù)處理部分97r將后輪命令轉(zhuǎn) 矩Trcm限制在上限值(下限值)內(nèi)。
動力源控制部分98根據(jù)前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值以及后輪命令轉(zhuǎn)矩 Trcm的值來對圖1所示的動力源65及電動發(fā)電機(jī)75進(jìn)行控制。具體而 言，動力源控制部分98向這些動力源輸出前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令 轉(zhuǎn)矩Trcm。
因此，控制裝置90包括驅(qū)動力計算部分90A及驅(qū)動力控制部分 90B。驅(qū)動力計算部分90A根據(jù)車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)來對多個動力源(圖1中 的動力源65及電動發(fā)電機(jī)75)所要求的多個要求驅(qū)動力(前輪要求轉(zhuǎn)矩 frq以及后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq)進(jìn)行計算。
驅(qū)動力控制部分90B根據(jù)前輪要求轉(zhuǎn)矩frq以及后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq來向 多個動力源輸出多個命令驅(qū)動力(前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm以及后輪命令轉(zhuǎn)矩 Trcm)。
在前輪要求轉(zhuǎn)矩frq以及后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq中至少一者的符號(例如， 正或負(fù))改變的情況下，驅(qū)動力控制部分90B將與符號改變的要求轉(zhuǎn)矩相 應(yīng)的命令轉(zhuǎn)矩改變?yōu)轭A(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)定轉(zhuǎn)矩(例如，零)。在相應(yīng)命令轉(zhuǎn) 矩已經(jīng)改變?yōu)轭A(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)定轉(zhuǎn)矩之后，驅(qū)動力控制部分90B限制相應(yīng) 命令轉(zhuǎn)矩的改變，直至前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm中的另一 命令轉(zhuǎn)矩達(dá)到預(yù)定范圍(+Tpxnoarea或者-Tpxnoarea)。在另一命令轉(zhuǎn)矩 達(dá)到預(yù)定范圍之后，驅(qū)動力控制部分90B解除對相應(yīng)命令轉(zhuǎn)矩改變的限 制，并使相應(yīng)命令轉(zhuǎn)矩遵循要求轉(zhuǎn)矩。
艮口，在車輛加速或減速的情況下，會發(fā)生前輪要求轉(zhuǎn)矩frq (以及后 輪要求轉(zhuǎn)矩rrq)的符號的改變。驅(qū)動力控制部分90B首先改變前輪命令 轉(zhuǎn)矩Tfcm以及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm，使得每一個命令轉(zhuǎn)矩均達(dá)到預(yù)定范圍
內(nèi)的預(yù)定轉(zhuǎn)矩。例如，在后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm先于前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm達(dá)到 預(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)定轉(zhuǎn)矩的情況下，驅(qū)動力控制部分90B對后輪命令轉(zhuǎn)矩 Trcm的改變進(jìn)行限制(保持后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm恒定)，直至前輪命令轉(zhuǎn) 矩Tfcm達(dá)到預(yù)定范圍。在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm以及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm已 經(jīng)進(jìn)入預(yù)定范圍之后，驅(qū)動力控制部分90B解除對后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的 改變的限制。因此，能夠改進(jìn)圖1所示混合動力車輛100的車輛穩(wěn)定性。 此外，在已經(jīng)解除了對后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的改變的限制之后，后輪命令 轉(zhuǎn)矩Trcm的符號改變到與后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq相同的符號。
圖3是流程圖，示出了在圖2所示的轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96中進(jìn)行 的處理。參見圖3及圖2，當(dāng)該處理開始時，在步驟S1，分別從校正處理 部分95f， 95r將前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值以及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值輸入 至轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96。在步驟S2，轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96判定 前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm和后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的轉(zhuǎn)矩改變限制條件是否得到滿 足。
如果滿足轉(zhuǎn)矩改變限制條件(步驟S2為是)，處理進(jìn)行至步驟S3。 在步驟S3，轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96執(zhí)行對前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命 令轉(zhuǎn)矩Trcm中的一者的改變進(jìn)行限制的轉(zhuǎn)矩改變限制處理。另一方面， 如果不滿足轉(zhuǎn)矩改變限制條件(步驟S2為否)，則處理進(jìn)行至步驟S4。 在步驟S4，轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96不執(zhí)行轉(zhuǎn)矩改變限制處理，而是將 輸入的前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值以及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值立即輸出。在 步驟S3或步驟S4的處理結(jié)束后，處理整體返回至步驟S1。
圖4是示意性地示出由圖2所示的控制裝置90控制的前輪命令轉(zhuǎn)矩 Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的改變的圖。
參見圖4，在時刻tO之前，加速器操作量o;為0%。此時的前輪命令 轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm均為負(fù)。此外，在時刻t0之前，確定前 輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm與后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm之間的分配，使得前輪命令轉(zhuǎn)矩 Tfcm的絕對值大于后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的絕對值。
在時刻t0之后，加速器操作量a從0%變?yōu)?00%以使混合動力車輛加 速。因為圖2所示的要求轉(zhuǎn)矩F的符號從負(fù)變?yōu)檎?，故前輪要求轉(zhuǎn)矩frq
以及后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq的符號均從負(fù)變?yōu)檎?。因此，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm以 及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm均變?yōu)檎颉?br> 歸因于在圖2所示的校正處理部分95f， 95r處的上述處理，相較于前 輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm，后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的命令轉(zhuǎn)矩值隨時間經(jīng)過的改變率 更大。在時刻tO與時刻tl之間，后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值先于前輪命令轉(zhuǎn) 矩Tfcm的值達(dá)到轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域中的值。圖4所示的"轉(zhuǎn)矩反向允許 區(qū)域"是跨過零的預(yù)定范圍(從-Tpxnoarea至+Tpxnoarea的范圍)。
在時刻tl，后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值達(dá)到零。另一方面，在時間點 tl ，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值是轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域之外的值 (Tfcm<-Tpxnoarea)。因此，圖2所示的轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96限制 后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的升高，直至前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm進(jìn)入轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū) 域。因此，在時刻tl至?xí)r刻t2的時段期間，使后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm保持不 變?yōu)榱恪?br> 當(dāng)前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值在時刻t2達(dá)到-Tpxnoarea時，轉(zhuǎn)矩改變限 制處理部分96解除對后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm改變的限制。轉(zhuǎn)矩改變限制處理 部分96升高后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm以遵循后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq。此外，轉(zhuǎn)矩改 變限制處理部分96持續(xù)升高前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm。因此，在時刻t3，前輪 命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值以及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值達(dá)到滿足特定分配比率的 值。
在時刻t4之后，加速器操作量o;從100%變?yōu)?%以使混合動力車輛減 速。此時，因為要求轉(zhuǎn)矩F的符號從正變?yōu)樨?fù)，故前輪要求轉(zhuǎn)矩frq以及 后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq的符號均從正變?yōu)樨?fù)。因此，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm以及后 輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm均變?yōu)樨?fù)向。但是，此時，歸因于在圖2所示校正處理 部分95f， 95r處的處理，相較于前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm，后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm 的命令轉(zhuǎn)矩值隨時間經(jīng)過的改變率也更大。
在時刻t5，后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的值達(dá)到零。另一方面，在時間點 t5 ，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值是轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域之外的值 (Tfcm>+Tpxnoarea)。因此，類似于車輛加速時的情況，圖2所示的轉(zhuǎn) 矩改變限制處理部分96限制后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的下降，直至前輪命令轉(zhuǎn)
矩Tfcm進(jìn)入轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域。因此，在時刻t5至?xí)r刻t6的時段期間， 后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm保持不變?yōu)榱恪?br> 當(dāng)前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的值在時刻t6達(dá)到+Tpxnoarea時，轉(zhuǎn)矩改變限 制處理部分96解除對后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的改變的限制。轉(zhuǎn)矩改變限制處 理部分96使后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm下降并遵循后輪要求轉(zhuǎn)矩rrq。此外，轉(zhuǎn) 矩改變限制處理部分96繼續(xù)使前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm下降。
如圖4所示，在時刻t2之后的時段期間或在時刻t6之后的時段期 間，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm與后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的符號變成相反。但是，即 使兩個命令轉(zhuǎn)矩的符號相反，通過設(shè)定轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域的合適寬度，也 可使前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm與后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm之間的差減小。因此，根據(jù) 本發(fā)明，能夠使包括對多個車輪進(jìn)行驅(qū)動的多個動力源的車輛的車輛穩(wěn)定 性得到改進(jìn)。
如果在圖4所示的轉(zhuǎn)矩改變限制處理中禁止后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的升 高及下降直至前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm達(dá)到零，則完全可以防止前輪與后輪之 間轉(zhuǎn)矩符號不同這種情況。但是，在此情況下，存在車輛相對于駕駛員對 加速器踏板的操作而響應(yīng)延遲的可能性。通過如圖4所示設(shè)定轉(zhuǎn)矩反向允 許區(qū)域作為跨過零范圍，可在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm以及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm 變?yōu)榱阒爱a(chǎn)生驅(qū)動力，由此能夠改進(jìn)車輛的響應(yīng)性。
圖5是以表的形式示出了圖2所示的轉(zhuǎn)矩改變限制處理部分96的處理 條件的圖。
參見圖5，條件1至4是在要求轉(zhuǎn)矩F (即，前輪要求轉(zhuǎn)矩frq以及后 輪要求轉(zhuǎn)矩rrq)為正的情況下的處理條件，而條件5至8是在要求轉(zhuǎn)矩F 為負(fù)的情況下的處理條件。也將參考圖4來描述圖5所示的條件。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm 20，后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm <-Tpxnoarea的情況下 (條件l)，禁止前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的升高。如果在圖4中前輪命令轉(zhuǎn)矩 Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm互換，則在后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm升高的同時在 時刻tl至?xí)r刻t2的時段期間禁止前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的升高。此時，條件 得到滿足。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm 20，后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm 2-Tpxnoarea的情況下
(條件2)，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm升高而不受處理。 如果在圖4中前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm與后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm互換，則前輪命令 轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm從時刻t2起升高。此時，條件2得到滿 足。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm <-Tpxnoarea并且后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm》0的情況 下(條件3)，禁止后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm升高。在圖4中，在時刻tl至?xí)r 刻t2的時段期間，禁止后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm升高，且前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm 升高。此時，條件3得到滿足。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm 2-Tpxnoarea并且后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm 20的情況 下(條件4)，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm升高而不受處 理。從圖4中的時刻t2起，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm升 高。此時，條件4得到滿足。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm 3并且后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm >Tpxnoarea的情況 下(條件5)，禁止前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的下降。如果在圖4中前輪命令轉(zhuǎn) 矩Tfcm與后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm互換，則在后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm下降的同 時，在時刻t5至?xí)r刻t6的時段期間禁止前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm的下降。此 時，條件5得到滿足。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm 3并且后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm《pxnoarea的情況 下(條件6)，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm下降而不受處 理。如果在圖4中前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm與后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm互換，則前輪 命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm從時刻t6起下降。此時，條件6得 到滿足。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm〉Tpxnoarea并且后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm 3的情況下 (條件7)，禁止后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的下降。在圖4中，在時刻t5至?xí)r 刻t6的時段期間，禁止后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm的下降，并且前輪命令轉(zhuǎn)矩 Tfcm下降。此時，條件7得到滿足。
在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm《pxnoarea并且后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm 的情況 下(條件8)，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm下降而不受處 理。在圖4中從時刻t6起，前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm下
降。此時，條件8得到滿足。
圖6是示出在未執(zhí)行轉(zhuǎn)矩改變限制處理的情況下對圖1所示的混合動
力車輛100的前輪及后輪的轉(zhuǎn)矩改變的模擬結(jié)果的圖。
參見圖6，示出了在加速器操作量從某個值返回至0%時發(fā)生的前輪轉(zhuǎn) 矩的改變(前輪要求轉(zhuǎn)矩及前輪命令轉(zhuǎn)矩)以及后輪轉(zhuǎn)矩的改變(后輪要 求轉(zhuǎn)矩及后輪命令轉(zhuǎn)矩)。此外，時刻tO是起轉(zhuǎn)矩改變的基準(zhǔn)的作用的時 刻。
在時刻t0至?xí)r刻tl的時段期間，加速器操作量a>0。在此時段期間， 前輪要求轉(zhuǎn)矩及前輪命令轉(zhuǎn)矩均為正值，后輪要求轉(zhuǎn)矩及后輪命令轉(zhuǎn)矩均 為零。
從時刻tl起，前輪要求轉(zhuǎn)矩根據(jù)加速器操作量a的急劇減小而急劇下 降。在時刻tll，前輪要求轉(zhuǎn)矩達(dá)到零，但前輪命令轉(zhuǎn)矩的符號仍然為 正。對此的原因是前輪命令轉(zhuǎn)矩的改變受到圖2中校正處理部分95f的限 制(執(zhí)行校正處理)。
在時刻tll至?xí)r刻t12的時段期間，后輪要求轉(zhuǎn)矩及后輪命令轉(zhuǎn)矩均 從零下降。因此，后輪命令轉(zhuǎn)矩為負(fù)。另一方面，在此時段期間，前輪命 令轉(zhuǎn)矩是下降的正值。即，在此時段期間，前輪命令轉(zhuǎn)矩的符號與后輪命 令轉(zhuǎn)矩的符號相反。
圖7是示出在執(zhí)行了轉(zhuǎn)矩改變限制處理的情況下對圖1所示的混合動 力車輛100的前輪及后輪的轉(zhuǎn)矩改變的模擬結(jié)果的圖。在圖7中，時刻 t0， tl， tll， tl2分別與圖6中的時刻t0， tl， tll， tl2對應(yīng)。
類似于圖6所示的結(jié)果，當(dāng)加速器操作量a在時刻tl時急速下降時， 在時刻tll到時刻t12的時段期間，后輪要求轉(zhuǎn)矩從零下降。此時，歸因 于轉(zhuǎn)矩改變限制處理，后輪命令轉(zhuǎn)矩的值繼續(xù)保持為零，直至前輪命令轉(zhuǎn) 矩達(dá)到轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域內(nèi)的值。
當(dāng)前輪命令轉(zhuǎn)矩在時刻t12達(dá)到轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域內(nèi)的值時，后輪命 令轉(zhuǎn)矩的值開始下降(變?yōu)樨?fù)向)。在時間點t12，盡管前輪和后輪的命 令轉(zhuǎn)矩的符號不同，但相較于圖6，兩者之間的命令轉(zhuǎn)矩的差較小。在圖 6及圖7中，前輪命令轉(zhuǎn)矩的值及后輪命令轉(zhuǎn)矩的值在時刻t2均為負(fù)。
如上所述，根據(jù)本實施例，控制裝置90在改變前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及 后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm時對兩個命令轉(zhuǎn)矩中的一者的改變進(jìn)行限制，直至另 一者達(dá)到預(yù)定范圍(假定命令轉(zhuǎn)矩的前者達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)定轉(zhuǎn)矩 值)。因此，根據(jù)本實施例，能夠使包括對多個車輪進(jìn)行驅(qū)動的多個動力 源的車輛的車輛穩(wěn)定性得到改進(jìn)。
此外，根據(jù)本實施例，通過將轉(zhuǎn)矩反向允許區(qū)域設(shè)定為跨過零范圍， 能夠在前輪命令轉(zhuǎn)矩Tfcm及后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm變?yōu)榱阒爱a(chǎn)生驅(qū)動力。 因此，可以改進(jìn)車輛的響應(yīng)性。
在以上描述中，多個動力源由驅(qū)動兩個前輪的第一動力源以及驅(qū)動兩 個后輪的第二動力源構(gòu)成。但是，本發(fā)明還可應(yīng)用于設(shè)置了分別對多個車 輪(例如，四個車輪)進(jìn)行驅(qū)動的多個動力源(例如，四個動力源)的車 輛。
應(yīng)當(dāng)理解，本申請中揭示的實施例在各個方面均非限制性的而是示例 性的。本發(fā)明的范圍并非由以上描述，而是由本申請的權(quán)利要求界定，并 意在包括落入與本申請的權(quán)利要求等同的含義及范圍內(nèi)的各種修改。
權(quán)利要求
1. 一種用于車輛的控制裝置，所述車輛包括對多個車輪進(jìn)行驅(qū)動的多個動力源，所述控制裝置包括要求驅(qū)動力計算部分以及驅(qū)動力控制部分，所述要求驅(qū)動力計算部分根據(jù)所述車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，來分別計算對所述多個動力源要求的多個要求驅(qū)動力，所述驅(qū)動力控制部分根據(jù)所述多個要求驅(qū)動力，來對所述多個動力源分別輸出多個命令驅(qū)動力，所述控制裝置的特征在于如果所述多個要求驅(qū)動力的至少一個要求驅(qū)動力的符號發(fā)生改變，則所述驅(qū)動力控制部分將與所述至少一個要求驅(qū)動力對應(yīng)的命令驅(qū)動力改變?yōu)轭A(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)定驅(qū)動力，在所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力改變?yōu)樗鲱A(yù)定范圍內(nèi)的所述預(yù)定驅(qū)動力之后，所述驅(qū)動力控制部分對所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力的改變進(jìn)行限制，直至所述多個命令驅(qū)動力的另一命令驅(qū)動力達(dá)到所述預(yù)定范圍，在所述另一命令驅(qū)動力達(dá)到所述預(yù)定范圍之后，所述驅(qū)動力控制部分解除對所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力的改變的限制，并使所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力遵循所述至少一個要求驅(qū)動力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的控制裝置，其中 所述預(yù)定范圍內(nèi)的所述預(yù)定驅(qū)動力包括零。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于車輛的控制裝置，其中 所述多個命令驅(qū)動力在對隨時間經(jīng)過的改變率方面彼此不同。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于車輛的控制裝置，其中 所述多個動力源是第一動力源及第二動力源，其中，所述第一動力源對所述多個車輪的兩個前輪進(jìn)行驅(qū)動，而所述第二動力源對所述多個車輪 的兩個后輪進(jìn)行驅(qū)動。
5. —種用于車輛的控制裝置，包括要求驅(qū)動力計算部分，其根據(jù)包括對多個車輪進(jìn)行驅(qū)動的多個動力源 的所述車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，來分別計算對所述多個動力源所要求的多個要求 驅(qū)動力，以及驅(qū)動力控制部分，其根據(jù)所述多個要求驅(qū)動力，對所述多個動力源分 別輸出多個命令驅(qū)動力，其中如果所述多個要求驅(qū)動力的至少一個要求驅(qū)動力的符號發(fā)生改變，則 所述驅(qū)動力控制部分將與所述至少一個要求驅(qū)動力對應(yīng)的命令驅(qū)動力改變 為預(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)定驅(qū)動力，在所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力改變?yōu)樗鲱A(yù)定范 圍內(nèi)的所述預(yù)定驅(qū)動力之后，所述驅(qū)動力控制部分對所述對應(yīng)的命令驅(qū)動 力的改變進(jìn)行限制，直至所述多個命令驅(qū)動力的另一命令驅(qū)動力達(dá)到所述 預(yù)定范圍，在所述另一命令驅(qū)動力達(dá)到所述預(yù)定范圍之后，所述驅(qū)動力控 制部分解除對所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力的改變的限制，并使所述對應(yīng)的命令 驅(qū)動力遵循所述至少一個要求驅(qū)動力。
6. —種用于車輛的控制方法，所述車輛包括對多個車輪進(jìn)行驅(qū)動的多個動力源，所述控制方法包括以下步驟根據(jù)所述車輛的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，來分別計算對所述多個動力源要求的多個要求驅(qū)動力；如果所述多個要求驅(qū)動力的至少一個要求驅(qū)動力的符號發(fā)生改變，則 將與所述至少一個要求驅(qū)動力對應(yīng)的命令驅(qū)動力改變?yōu)轭A(yù)定范圍內(nèi)的預(yù)定驅(qū)動力；在所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力改變?yōu)樗鲱A(yù)定范圍內(nèi)的所述預(yù)定驅(qū)動力之 后，對所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力的改變進(jìn)行限制，直至另一命令驅(qū)動力達(dá)到 所述預(yù)定范圍；并且在所述另一命令驅(qū)動力達(dá)到所述預(yù)定范圍之后，解除對所述對應(yīng)的命 令驅(qū)動力的改變的限制，并使所述對應(yīng)的命令驅(qū)動力遵循所述至少一個要 求驅(qū)動力。
全文摘要
驅(qū)動力控制部分(90B)首先改變前輪命令轉(zhuǎn)矩(Tfcm)及后輪命令轉(zhuǎn)矩(Trcm)，使得每一個命令轉(zhuǎn)矩均達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩。例如，如果后輪命令轉(zhuǎn)矩(Trcm)先于前輪命令轉(zhuǎn)矩(Tfcm)達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩，則驅(qū)動力控制部分(90B)對后輪命令轉(zhuǎn)矩(Trcm)的改變進(jìn)行限制(保持后輪命令轉(zhuǎn)矩Trcm恒定)，直至前輪命令轉(zhuǎn)矩(Tfcm)達(dá)到預(yù)定范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)矩。在前輪命令轉(zhuǎn)矩(Tfcm)及后輪命令轉(zhuǎn)矩(Trcm)已經(jīng)進(jìn)入預(yù)定范圍之后，驅(qū)動力控制部分(90B)解除對后輪命令轉(zhuǎn)矩(Trcm)的改變的限制。因此，能夠使包括對多個車輪進(jìn)行驅(qū)動的多個動力源的車輛的車輛穩(wěn)定性得到改進(jìn)。
文檔編號B60K6/445GK101378926SQ200780004888
公開日2009年3月4日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月8日
發(fā)明者增田英二, 山口勝彥, 牟田浩一郎 申請人:豐田自動車株式會社