專利名稱：車輛滑動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛滑動控制系統(tǒng)。
有一種牽引控制系統(tǒng)已投入使用，用它來探測主動輪的打滑量并控制發(fā)動機的輸出和/或給主動輪施加制動力，以使主動輪的滑動量集中在一個目標值上，從而防止由于傳送到主動輪的過度驅(qū)動轉(zhuǎn)矩而使車輛的加速性能變壞。許多車輛都有牽引控制系統(tǒng)以及防滑制動系統(tǒng)。例如，見日本未審查的專利申請公開號為1(1989)-197160。
例如，在爬上坡主動輪的打滑量增加時，就要啟動牽引控制以抑制發(fā)動機機輸出。發(fā)動機輸出的抑制會減小發(fā)動機轉(zhuǎn)速，這能導致發(fā)動機失速，并使車輛的加速性能變壞。當路面的摩擦系數(shù)μ很高時，這種趨勢就增大。
如果牽引控制系統(tǒng)被設計成當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低于某一預定值時牽引控制就要中斷，那么，主動輪的滑動量會由于發(fā)動機輸出的抑制不佳而在牽引控制恢復時再次增加，這就導致加速性能的變壞。
此外，如果當路面的摩擦系數(shù)μ很小要中斷牽引控制，那么，滑動量就要增加，而且不僅不能改進加速性能，反而會由于過度打滑而失去驅(qū)動穩(wěn)定性。
在公開號為4(1992)-32930的日本專利申請中，公開了一種車輛牽引控制系統(tǒng)，其中通過當發(fā)動機轉(zhuǎn)速低時比高發(fā)動機轉(zhuǎn)速高時較少地抑制發(fā)動機轉(zhuǎn)速來防止主動輪的輪矩從低發(fā)動機轉(zhuǎn)速開始發(fā)生過分的下降。
然而，對于一個給定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速來講，由于主動輪的滑動量依路面的摩擦系數(shù)μ而有所不同，因此發(fā)動機轉(zhuǎn)矩的減小程度只取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速的牽引控制系統(tǒng)就不能實現(xiàn)即防止發(fā)動機失速同時又確保良好的加速性能的精細控制。
這樣，就需要一種根據(jù)路面的摩擦系數(shù)μ而實現(xiàn)精細的滑動控制的滑動控制系統(tǒng)，以便在不損失加速性能的情況下能有效地防止發(fā)動機失速。
特別地，在手動傳動車輛中，當車輛開始上坡掛上離合器同時車輛稍微后退時，主動輪的打滑量突然增加，啟動牽引控制，這就導致減少了發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機失速。
鑒于上述現(xiàn)象和描述，本發(fā)明的主要目的是要提供一種避免上述問題的滑動控制系統(tǒng)。
按本發(fā)明的一個方面，滑動控制系統(tǒng)包含有一個牽引控制系統(tǒng)，它探測車輛的主動輪相對于路面的滑動量，并用一個預定的控制變量抑制發(fā)動機的輸出以便使主動輪的滑動量集中在一個目標值上，其特征在于，當確定了路面的摩擦系數(shù)μ為高、而且在進行牽引控制時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不高于一個預定的值時，控制變量受到限制，而當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從由于牽引控制使其下降的最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加一個預定值時，解除對控制變量的限制。
當控制變量受到限制時，較少地抑制發(fā)動機的輸出，而且將更多的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳送到主動輪，從而改進了加速性能并防止了發(fā)動機失速。
按本發(fā)明的一個實施例，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速由于牽引控制而下降時則可確定路面的摩擦系數(shù)μ為高。
在牽引控制中斷期間，最好連續(xù)計算控制變量，而且一旦解除對控制變量的限制，就用最終的控制變量來恢復牽引控制，以使能用一種最佳的方式來盡快制止主動輪的打滑。
在本發(fā)明的另一方面，提供了一種車輛滑動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含有一個實現(xiàn)牽引控制的牽引控制裝置，在該牽引控制裝置中探測車輛主動輪相對于路面的滑動量，并用一個預定的控制變量控制發(fā)動機輸出以使得主動輪的滑動量集中在一個目標值上，其中的改進包括一個后退探測裝置，它探測車輛在開始上坡時開始向前行駛之前的一度后退，和一個第一限制裝置，當后退探測裝置探測到車輛在開始上坡時開始向前行駛之前曾后退時，它限制所述牽引控制的控制變量。
本發(fā)明的再一方面，提供了一種車輛滑動控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含有一個實現(xiàn)牽引控制的牽引控制裝置，在該牽引控制裝置中探測車輛主動輪相對于路面的滑動量，并用一個預定的控制變量控制發(fā)動機輸出以使得主動輪的打滑量集中在一個目標值上，其中的改進包括一個測定路面摩擦系數(shù)μ是高還是低的摩擦系數(shù)測定裝置一個限制裝置，當摩擦系數(shù)測定裝置測定路面的摩擦系數(shù)μ為高時比當摩擦系數(shù)測定裝置測定路面的摩擦系數(shù)μ為低時它對所述牽引控制的控制變量進行更多的限制；以及一個禁止裝置，它禁止摩擦系數(shù)測定裝置在測定路面摩擦系數(shù)為μ低之后馬上又測定出路面摩擦系數(shù)μ為高，直到當前的牽引控制結(jié)束為止。


圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的具有滑動控制系統(tǒng)的車輛的一個示意圖，圖2是說明滑動控制程序的流程圖，圖3是說明圖2所示流程圖的步驟S3的程序的流程圖，圖4是說明圖2所示流程圖中步驟S5的程序的流程圖，圖5是說明圖2所示流程圖中步驟S9的程序的流程圖，
圖6是說明圖5所示流程圖中步驟S134的程序的流程圖，圖7是說明圖5所示的流程圖的步驟S135的程序的流程圖，圖8是說明圖5所示流程圖的步驟S137的程序的流程圖，圖9是說明后退確定過程的程序的流程圖，圖10是說明圖5所示流程圖的步驟S138的程序的流程圖，圖11是說明在開始上坡時發(fā)動機轉(zhuǎn)速、μ確定標志F等之間關(guān)系的時間圖，圖12是表示控制電平和點火時間的延遲量之間關(guān)系的圖，圖13是表示發(fā)動機轉(zhuǎn)速和點火時間延遲量之間關(guān)系的圖，圖14是表示禁止切斷燃油區(qū)域的圖，以及圖15是表示整個滑動控制作用的時間圖。
在圖1中，按本發(fā)明的一個實施例提供的具有滑動控制系統(tǒng)的車輛1有左前輪2a和右前輪2b以及左后輪3a和右后輪3b。來自v-6型發(fā)動機4的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩輸出通過一個手動傳動裝置5、一個分速器6以及左驅(qū)動軸7a和右驅(qū)動軸7b傳送到左前輪2a和右前輪2b。即，在車輛1中，前輪2a和2b是主動輪以及后輪3a和3b是從動輪3a和3b。
控制器8完成發(fā)動機4的燃油噴射控制和點火定時控制以及車輛1的滑動控制(牽引控制)?？刂破?有一個實現(xiàn)燃油噴射控制和點火定時控制的發(fā)動機控制部分和一個實現(xiàn)滑動控制的滑動控制部分。來自分別探測車輪2a，2b，3a和3b速度的車輪速度傳感器9a至9d的探測信號，來自探測方向盤轉(zhuǎn)動角度的轉(zhuǎn)向角度傳感器10的探測信號，來自發(fā)動機速度傳感器11的探測信號，以及來自分別探測車輪2a，2b，3a的3b的制動狀態(tài)的制動傳感器的探測信號都輸入到控制器8中。
控制器8包括一個接受上述各傳感器的探測信號的輸入接口，兩個包括CPU，ROM和RAM的微型電子計算機，一個輸出接口，用于點火器和燃油噴射閥等的驅(qū)動電路等。在用于發(fā)動機控制部分的微型電子計算機的ROM中存儲燃油噴射控制和點火定時控制的程序和用于相同目的表格和圖形。在用于滑動控制部分的微型電子計算機的ROM中存儲滑動控制的程序和用于同一目的表格和圖形。在RAM中有各種存儲器，軟件計數(shù)器等。
下面將簡短描述由控制器8的滑動控制部分實現(xiàn)的滑動控制?；瑒涌刂撇糠质紫雀鶕?jù)來自上述傳感器的探測信號計算實際的轉(zhuǎn)動半徑Rr，基于轉(zhuǎn)向角度的轉(zhuǎn)動半徑Ri(以后將描述)，車輛速度V(車身速度)，以及路面的摩擦系數(shù)μ，滑動控制部分計算橫向加速度G并根據(jù)橫向加速度G計算用于校正確定滑動的閾值的校正系數(shù)K以及目標控制值T，以便當橫向加速度G增加時使它們減小。
然后，滑動控制部分計算滑動量，實現(xiàn)滑動的確定，設置目標控制值T，并計算控制發(fā)動機輸出的控制電平FG，并將進行滑動控制的控制信號輸出給發(fā)動機控制部分。
滑動控制主要用于當車輛在具有高的路面摩擦系數(shù)μ的斜坡開始爬坡或正在爬坡時防止發(fā)動機失速并改善加速性能，并且用于當路面摩擦系數(shù)μ低時抑制滑動和改善驅(qū)動穩(wěn)定性。
下面將參考圖2至15描述由滑動控制部分進行的滑動控制(牽引控制)。
圖2所示的流程圖中，發(fā)動機4一經(jīng)啟動就開始滑動控制，滑動控制部分首先讀取探測信號，例如來自上述傳感器的表示轉(zhuǎn)向角度θ的探測信號(步驟S1)。然后在步驟S2，滑動控制部分根據(jù)探測信號計算實際轉(zhuǎn)動半徑Rr，基于轉(zhuǎn)向角度的轉(zhuǎn)動半徑Ri，車輛速度V(車身速度)以及路面摩擦系數(shù)μ。實際轉(zhuǎn)動的半徑Rr按照下面公式(1)根據(jù)由輪速傳感器9c和9d探測的從動輪3a和3b的輪速V1和V2來計算。
Rr=Min(V1，V2)×Td÷|V1-V2|+0.5Td…(1)其中Td代表車輛的輪距(例如，1.7m)。
基于轉(zhuǎn)向角度的轉(zhuǎn)動半徑Ri實際上對應于當轉(zhuǎn)向趨勢是似轉(zhuǎn)非轉(zhuǎn)時車輛移動的圓周半徑并且是根據(jù)探測到的轉(zhuǎn)向角θ的絕對值由下面表1通過線性內(nèi)插而獲得的。
表1
由輪速傳感器9c的9d探測的從動輪3a和3b的輪速V1的V2中的較高者，被確定為車輛速度V。
路面摩擦系數(shù)μ根據(jù)車輛速度V和車身加速度Vg來計算。
在計算路面的摩擦系數(shù)μ時，使用100毫秒計數(shù)計時器和500毫秒計數(shù)計時器。每隔100msec根據(jù)每100msec內(nèi)車輛速度V的變化按下面的公式(2)計算車身加速度Vg，直到在車身加速度Vg不是足夠大時起動滑動控制后經(jīng)過500msec為止。在起動滑動控制后經(jīng)過500msec之后而車身加速度已變得足夠大時，每隔100msec根據(jù)每500msec內(nèi)車速V的變化按下面的公式(3)計算車身加速度Vg。在公式(2)和(3)中，V(k)代表目前車輛速度，V(K-100)代表此前100msec的車輛速度，V(K-500)代表此前500msec的車輛速度，用K1和K2分別代表預定常數(shù)。
Vg=K1×{V(K)-V(K-100)}…(2)Vg=K2×{V(K)-V(K-500)}…(3)根據(jù)所得到的車輛速度V的車身加速度Vg用下面表2中所示的摩擦系數(shù)表用三維內(nèi)插法計算路面的摩擦系數(shù)μ。
表2<
>然后在步驟S3，計算橫向加速度G和以橫向加速度為基礎的校正系數(shù)K。將在下面參照圖3描述這個程序。
根據(jù)轉(zhuǎn)動半徑和車輛速度V來確定橫向加速度G。在本實施例中，實際轉(zhuǎn)動半徑Rr和以轉(zhuǎn)向角度為基礎的轉(zhuǎn)動半徑Ri都有選擇地用作轉(zhuǎn)動半徑。即，車輛偏離由以轉(zhuǎn)向角為基礎的轉(zhuǎn)動半徑Ri確定的線的趨勢的程度要根據(jù)路面和驅(qū)動情況而定。當該偏離趨勢的程度高時，選用以轉(zhuǎn)向角為基礎的轉(zhuǎn)動半徑Ri，而當這一程序低時，就用實際轉(zhuǎn)動半徑Rr。
滑動控制部分在S41步(圖3)確定轉(zhuǎn)向角θ的絕對值是否不小于預定的值θ0，確定車輛速度V是否不低于預定值V0(S42步)，確定路面的摩擦系數(shù)μ是否不大于預定值μ0(S43步)。當確定轉(zhuǎn)向的角θ的絕對值不小于預定值θ0，車輛速度V不低于預定值V0和路面的摩擦系數(shù)μ不大于預定值μ0時，就用以轉(zhuǎn)向角為基礎的轉(zhuǎn)動半徑Ri(S44)來計算橫向加速度G，否則，用實際轉(zhuǎn)動半徑Rr來計算橫向加速度G(S45步)。然后，滑動控制部分根據(jù)在S44步或S45步中計算的橫向加速度G來計算以橫向加速度為基礎的校正系數(shù)K(S46步)。
按照下式(4)，根據(jù)轉(zhuǎn)動半徑R(以轉(zhuǎn)向角為基礎的轉(zhuǎn)動半徑Ri或?qū)嶋H轉(zhuǎn)動半徑Rr)和車速V計算橫向加速度G。
G=V×V×(1/R)×(1/127)…(4)在S46步中，根據(jù)校正系數(shù)表(表3)計算以橫向加速度為基礎的校正系數(shù)K。
表3
然后，在S4步(圖2)滑動控制部分為確定滑動而設置閾值。用于確定滑動的閾值定為基礎閾值與以橫向加速度為基礎的校正系數(shù)K的乘積。基礎閾值根據(jù)以車輛速度V和路面的摩擦系數(shù)μ為基礎的表4所示的第一基礎閾值表或表5所示的第二基礎閾值表用三維內(nèi)插值法進行計算。第一基礎閾值表用于確定滑動控制是否啟動。第二基礎閾值表用于確定滑動控制是否繼續(xù)。
表4
表5
然后在S5步，滑動控制部分計算滑動量。
在這一步中，通過從兩個前輪的輪速Vha和Vhb減去車輛速度V來計算左前輪2a和右前輪2b的實際滑動量SL和SR，然后計算滑動量SL和SR的平均值SAV，并且滑動量SL和SR中的較大者被確定為最大滑動SHi。(圖4中的S51至S53步)。
在S6步，滑動控制部分完成滑動的確定?；瑒涌刂撇糠执_定，當滿足下式(5)時滑動控制是必須的并且置滑動標志SFL為1。
SHi≥用于確定滑動的閾值…(5)當已確定在如圖5(將在后面討論)所示的步驟134中不實行滑動控制(控制標志CFL為0)時，使用用于確定起動滑動控制的表4中的第一基礎閾值表中所確定的閾值來確定滑動的閾值，而當在步驟134中已確定要實現(xiàn)滑動控制(標志CFL為1)時，使用用于確定滑動控制持續(xù)的表5中的第二基礎閾值表中所確定的閾值來確定滑動的閾值。
然后在S7步，滑動控制部分確定控制標志CFL是否為1，當確定控制標志CFL不是1(等于0)時，即，當確定沒有實現(xiàn)滑動控制時，滑動控制部分立即返回。另一方面，當在S7步確定正在實現(xiàn)滑動控制(控制標志CFL為1)時，在S8步由滑動控制部分設置目標控制值T。
目標控制值T是前輪2a和2b滑動量的目標值，它由下式(6)通過用基礎目標控制值與以橫向加速度為基礎的校正系數(shù)K相乘來計算。基礎目標控制值根據(jù)表6所示的基礎目標控制值表用三維內(nèi)插值法計算而得。
T=基礎目標控制值×K…(6)表6
然后在步驟S9，滑動控制部分計算控制電平FC。
控制電平FC設置在0到15范圍內(nèi)，其方法是根據(jù)滑動量SL和SR的平均值SAv與目標控制值T的偏差EN以及它的變化率DEN確定基礎控制電平FCB，并考慮第一次控制校正值和根據(jù)控制值FC的前一個值FC(K-1)的反饋校正值對基礎控制電平FCB進行調(diào)整。第一次控制校正值保持為+5直到滑動量SL和SR平均值SAv的變化率DSAv第一次減少到0為止，接著第一次控制校正值保持為+2直到第一次控制標志STEL隨后變成0為止。參考圖5所示的流程圖將更詳細地描述在步驟S9中的程序。
滑動量SL和SR的平均值SAv與目標控制值T的偏差EN以及它的變化率DEN首先按下式(7)和(8)計算。(步驟S131)EN=SAv(K)-T…(7)DEN=DSAv=SAv(K)-SAv(K-1)…(8)然后，根據(jù)偏差EN和它的變化率DEN按表7中所示的基礎控制電平表計算基礎控制電平FCB(步驟S132)。
在S133步中，將前一控制電平FC(K-1)加到所獲得的基礎控制電平FCB(反饋校正)中，在S134中，實現(xiàn)滑動控制確定。然后，在S135中實現(xiàn)第一次滑動控制確定，而在S136中，計算第一次修正值以使控制電平增加，直到第一滑動被取消時為止。
表7
將參考圖6所示的流程圖更詳細地描述步驟S134中的程序。
滑動控制部分確定是否滑動標志SFL為1和是否還沒有使用剎車。(步驟S140)當確定滑動標志SFL為1并且沒有使用剎車時，將控制標志CFL設置為1以表示正進行滑動控制(步驟S141)，接著滑動控制部分進行步驟S135。當在步驟S140沒有確定滑動標志SFL為1和沒有使用剎車時，則在步驟S142讀出在滑動控制部分提供的并對滑動標志SFL保持為0的時間進行計數(shù)的一個第一計數(shù)器的計數(shù)t1和在滑動控制部分提供的并對保持滿足條件FC≤3、DSAv≤0.3g的時間進行計數(shù)的一個第二計數(shù)器的計數(shù)t2。當計數(shù)t1不小于1000msec或計數(shù)t2不小于500msec時，控制標志CFL復位為0，接著滑動控制部分進行步驟S135。
將參考圖7所示的流程圖更詳細地描述步驟S135的程序。
當目前的控制標志CFL(K)是1并且同時在前的控制標志CFL(K-1)是0(步驟S150)時，滑動控制部分在步驟S151將第一次滑動控制標志STEL置1，之后進入步驟S136。否則在步驟S152滑動控制部分確定目前的滑動標志SFL(K)是否為0和同時確定在前的滑動標志SFL(K-1)為1時，滑動控制部分在經(jīng)過步驟S153將第一次滑動控制標志STEL復位為0之后進入步驟S136。否則，滑動控制部分直接進入步驟S136。
在步驟S136，當?shù)谝淮位瑒涌刂茦酥緸?并且滑動量SL和SR的平均值SAv的變化速率DSAv(公式8)小于0時，置第一次校正值為+2。
在步驟S137，滑動控制部分設置μ確定標志F，并且在步驟S138，滑動控制部分通過將第一次校正值加到校正反饋基準控制電平FCB來計算控制電平FC，并根據(jù)μ確定標志F通過校正控制電平FC計算最后控制電平FC。
將參考圖8所示的流程圖更詳細地描述在步驟S137中的程序。
當車輛開始上坡時或正在上坡時，根據(jù)在滑動控制期間的路面摩擦系數(shù)μ將μ確定標志F設置為0、1或2。在該特定實施例中，由發(fā)動機速度的變化確定路面摩擦系數(shù)μ。
滑動控制部分首先確定控制標志FCL是否為1，即是否正進行滑動控制(步驟S160)。當確定控制標志FCL不是1，在步驟S161滑動控制部分置μ確定標志F為0并返回。
當確定控制標志FCL為1，滑動控制部分確定后退標志FgB是否為1(步驟S162)。當車輛在開始上坡時一旦后退之后向前行駛時使后退標志設置為1，并且通過由中斷操作程序單獨完成的在圖9所示的開始上坡時的后退確定過程來確定后退標志FgB。
當確定后退標志FgB不是1時，當發(fā)動機速度N不高于2500rpm時滑動控制部分進入步驟S165，而發(fā)動機速度N高于2500rpm時則滑動控制部分進入步驟S176(步驟S163)。
當確定后退標志FgB為1時，即當車輛在開始上坡時向前行駛之前后退時(在這種情況下發(fā)動機容易失速并且加速性能易變壞)，滑動控制部分在步驟S164確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否高于2800rpm。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速不高于2800rpm時滑動控制部分進入步驟S165，否則進入步驟S176。
在步驟S165，滑動控制部分確定μ確定標志F是否為2。當確定μ確定標志F為2時，滑動控制部分進入步驟S161，否則進入步驟S166。在步驟S166，滑動控制部分確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的上升速率dN/dt是否不低于一個預定值C，C是一個相當大的正值。當確定dN/dt不低于C時，滑動控制部分確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速N由于主動輪的滑動已快速增加，這表明路面摩擦系數(shù)低，此時將μ確定標志F設置為2(步驟S167)。當μ確定標志F一旦設置為2，滑動控制部分在經(jīng)過步驟S165之后進入步驟S161。
當在步驟S166確定發(fā)動機速度N的增加速率dN/dt低于預定值C時，滑動控制部件在步驟S163確定發(fā)動機速度N變化的速率dN/dt是否小于0。當在爬上坡時通過滑動控制抑制發(fā)動機輸出時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速N下降。根據(jù)這個事實，當發(fā)動機速度N的變化速率dN/dt為負時滑動控制部分確定路面摩擦系數(shù)為高，并且在步驟S169將μ確定標志F置1。此后，滑動控制部分返回。
在μ確定標志F置1之后，通過滑動控制進行的對發(fā)動機輸出的抑制被中斷(滑動控制的計算繼續(xù)進行)，發(fā)動機轉(zhuǎn)速在此后的幾個控制循環(huán)中開始增加。當對步驟S168中的問題的答案為否時，滑動控制部分在步驟S170確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的變化速率是否為0。當確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的變化速率dN/dt為0時，此時的發(fā)動機轉(zhuǎn)速N作為最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nm被存儲，即更新了最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nm(步驟S171)。在步驟S170或S171之后，滑動控制部分進入步驟S172，并確定μ確定標志F是否為1。當確定μ確定標志F為1時，滑動控制部分進入步驟S173，否則返回。在步驟S173，滑動控制部分確定后退標志FgB是否為1。
當車輛的開始上坡期間沒有后退時，后退標志FgB一直置0。因此，當確定后退標志FgB不是1時，滑動控制部分確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否由最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nm開始增加了一個預定值α(例如，α=200rpm)。當確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速度還沒有增加預定值α時，滑動控制部分返回。另一方面，當確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速已增加了預定值α時，滑動控制部分置μ確定標志F為0并進行正常牽引控制(步驟S176)。亦即，μ確定標志F保持在0，直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速N增加到Nm+α時為止。
當在步驟S173確定倒退標志FgB為1時，滑動控制部分在步驟S175確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速是否從最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nm開始增加了一個預定值β(例如，β=300rpm)。當確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速沒有增加預定值β時，滑動控制部分返回。另一方面，當確定發(fā)動機轉(zhuǎn)速已增加了預定值β時，滑動控制部分置μ確定標志F為0，并進行正常牽引控制(步驟S176)。亦即，μ確定標志F保持為0，直到發(fā)動機轉(zhuǎn)速N增加到Nm+β時為止。在圖11中也出示了μ確定標志F的設置情況。
下面將參考圖9描述在開始上坡時的倒退確定過程。
在步驟S180，滑動控制部分確定是否在接通點火開關(guān)后的一個預定時間(例如，60秒)內(nèi)。當確定不在預定時間內(nèi)，滑動控制部分在步驟S181確定車速是否為正。(由輪速傳感器的特性，只要車輛正在行駛不管其方向是向前還是后退，車速V就為正。)由于當車輛停止時不會進行滑動控制，因此車輛開始移動并且啟動滑動控制后對步驟181中的問題的首次回答是“肯定”的，因此滑動控制部分的步驟182確定標志FgA是否為1。對在步驟182中問題的回答首先是否定，這在以后會變得明顯，從而使滑動控制部分首先返回。當車速V隨后變成不是正值和變成0時，滑動控制部分置標志FgA為1(步驟S184和S185)。然后當車速V后來再變?yōu)檎禃r，滑動控制部分經(jīng)過步驟S182后進入步驟S183，并置后退標志FgB為1。從而，將表示車輛在開始上坡時其開始向前行駛之前車輛曾后退的后退標志FgB設置為1。然而當車輛沒有后退而開始向前行駛時，不設置后退標志FgB(即保持為0)。
下面將參考圖10描述最后控制電平設置過程。在圖10中，F(xiàn)C(K)表示目前的最后控制電平，F(xiàn)C(K-1)表示作為反饋值的前面的最后控制電平，δ表示在此時要加上去的基本控制電平FCB，而且有時可能包括第一次校正值。
當μ確定標志F保持在0值和要執(zhí)行正?；瑒涌刂茣r，滑動控制部分執(zhí)行步驟S190，S193和S197。
另一方面，當μ確定標志已置為1(路面摩擦系數(shù)μ高)時，最后控制電平FC(K)被置為0(步驟S191和S192)，以中斷滑動控制，不抑制發(fā)動機輸出。
即，當抑制發(fā)動機的輸出以限制車輪滑動時，由于高的路面摩擦系數(shù)μ使發(fā)動機轉(zhuǎn)速變低，這將導致發(fā)動機失速或加速性能變壞。因此，中斷滑動控制以避免這些問題。然而，即使由計算獲得的當前的最后控制電平FC(K)輸出為0也要將其存儲起來，并且根據(jù)存儲的當前的最后控制電平FC(K)來計算下一個最后控制電平FC(K-1)。
當發(fā)動機轉(zhuǎn)速N增加到Nm+α或Nm+β并且將μ確定標志F由1復位為0時，滑動控制部分在步驟S193確定在μ確定標志F變?yōu)?后是否經(jīng)過了預定時間ta(圖11)。使用沒有圖示的軟件計數(shù)器做這種確定。
直到預定時間ta結(jié)束，對在步驟S193中的回答都為否定，滑動控制部分進入步驟S194并確定后退標志FgB是否為1。當確定后退標志FgB不為1時，這表明車輛在開始上坡時沒有后退，為了抑制滑動和改善加速性能，按照所示的公式，在步驟S195通過加上一個第一校正值a(例如，a=+1)來計算目前的最后控制電平FC(K)。即，僅在μ確定標志F由1變?yōu)?后的預定時間ta內(nèi)才加上第一校正值a。
另一方面，當在步驟S194確定后退標志FgB為1時，這表示車輛在開始上坡時有后退并需要一個大的驅(qū)動力，在步驟S196按照所示公式通過加上一個第一校正值a(例如，a=-1)來計算目前的最后控制電平FC(K)。
在經(jīng)過預定時間ta之后，滑動控制部分進入步驟S197，并且按照所示公式用與正?；瑒涌刂葡嗤姆绞皆O置目前的最后控制電平FC(K)，當然在進入步驟S197后的第一循環(huán)中要減去第一校正值a(在步驟S195的情況下)或加上第一校正值a(在步驟S196的情況下)。
當在步驟S190確定標志F不為0并且同時確定μ確定標志F不為1時，即μ確定標志F為2(路面摩擦系數(shù)μ低)時，在步驟S198滑動控制部分確定在μ確定標志F變?yōu)?后是否經(jīng)過了一個預定時間tb(圖11)。直到預定時間tb結(jié)束對步驟S198中問題的回答都為否定，因而，滑動控制部分進入步驟S200。
在步驟S200，為了更多地抑制滑動并改善加速性能，按照所示的公式通過加上一個第二校正值b(例如，b=+2)來計算目前最后控制電平FC(K)。即，第二校正值b僅在預定時間tb才加入。
在經(jīng)過預定時間tb后，滑動控制部分進入步驟S199，并且即使在進入步驟S199后在第一循環(huán)中要減去第二校正值，打滑控制部分也用與正?；瑒涌刂葡嗤姆绞桨凑账镜墓皆O置目前最后控制電平FC(K)。
在圖2所示的步驟S10，滑動控制部分輸出控制信號給發(fā)動機控制部分?？刂菩盘柊ㄊ拱l(fā)動機控制部分延遲點火時間的、和使發(fā)動機控制部分實現(xiàn)切斷燃油的信號。
將點火時間延遲一個根據(jù)控制電平FC、按圖12所示的圖確定的量。在高的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，根據(jù)圖13所示的圖來限制點火時間的最大延遲量。
根據(jù)控制電平FC通過選擇表8(燃油切斷表)中所示的編號1至編號12樣品之一來實現(xiàn)燃油切斷。隨著控制電平FC變高，選擇更大的樣品編號。在表8中，“X”表示切斷來自噴油器的燃料噴射。在圖14所示的每個控制電平FC確定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，禁止切斷燃油。
表8
<p>將滑動控制系統(tǒng)的操作概括如下。如圖11中時間圖所示，當開始上坡或正在上坡期間，滑動控制抑制發(fā)動機輸出，并且發(fā)動機轉(zhuǎn)速N低于一個預定值(2500rpm或2800rpm)時，發(fā)動機可能失速，或加速性能可能大大變壞，尤其是在車輛有手動傳動裝置時更是如此。
在本實施例中，為了防止發(fā)動機失速和改進加速性能，通過滑動控制期間發(fā)動機轉(zhuǎn)速的狀態(tài)確定路面摩擦系數(shù)μ并按由路面摩擦系數(shù)μ設定的μ確定標志F設置最后控制電平FC(K)。
即，當由于在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的滑動控制使發(fā)動機轉(zhuǎn)速N趨于減小時，確定路面摩擦系數(shù)μ為高，并置μ確定標志F為1，滑動控制被中斷并且發(fā)動機輸出增加，從而防止發(fā)動機失速。
當發(fā)動機轉(zhuǎn)速N響應于滑動控制的中斷從發(fā)動機轉(zhuǎn)速N最小時對應的時間B1開始增加并且從最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速Nm增加了預定值α(=200rpm)時，將μ確定標志F復位為0以恢復滑動控制。然而即使當μ確定標志F為1時，仍連續(xù)計算最終控制電平FC(K)，并將計算的最后控制電平FC(K)存儲起來，并根據(jù)存儲的最后控制電平FC(K-1)設置恢復時的最終控制電平FC(K)(在預定時間ta內(nèi)加上第一校正值或減去第一校正值)，從恢復滑動控制開始用高的控制電平能有效抑制車輪打滑，從而有效地改善加速性能。
另一方面，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速N的增加速率在發(fā)動機轉(zhuǎn)速減為最小的時刻B2之后增加到一個預定值C(在時刻P)時，確定路面的摩擦系數(shù)μ為低，并置μ確定標志F為2以恢復滑動控制。當滑動控制恢復時，根據(jù)存儲的最后控制電平FC(K-1)設置最后控制電平FC(K)(在預定時間tb內(nèi)要加上第二校正值)，從恢復滑動控制開始用高的控制電平能更有效地抑制車輪打滑，從而有效地改善了可驅(qū)動性和加速性能。
當車輛在開始上坡時向前行駛之前稍有后退時，將預定的發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加到2800rpm，并且在同時當發(fā)動機轉(zhuǎn)速N從最小發(fā)動機速度Nm開始增加了預定值β(＝300rpm)時，使μ確定標志F復位為0，(預定值β比α大)，從而進一步加強了防止發(fā)動機失速和改善加速性能的功能。
由于發(fā)動機隨著斜坡的坡度的增加、車輛負載的增多、高度的增加、以及發(fā)動機冷卻液溫度變低更容易失速，所以預定發(fā)動機速度(2500rpm或2800rpm)最好能改變，第一校正值a沿能增加發(fā)動機輸出的方向改變，和/或第二校正值沿按照這些因數(shù)能更多地抑制車輪打滑的方向改變。
進一步地如圖15所示，將確定滑動控制是否開始的閾值sh設置得相當高，并且即使主動輪的輪速由于外力等而增加，只要輪速不超過閾值sh就不起動滑動控制。當主動輪的輪速超過閾值sh，將滑動標志SFL置1，并且當還沒有使用制動器時，控制標志CFL和第一次滑動控制標志STEL都置1，并且起動滑動控制。
當確定在轉(zhuǎn)變期間汽車轉(zhuǎn)向不足的趨勢很高時，根據(jù)基于轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)動半徑Ri計算車輛的橫向加速度G。由于基于轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)動半徑Ri小于實際轉(zhuǎn)動半徑Rr，根據(jù)基于轉(zhuǎn)向角的轉(zhuǎn)動半徑Ri計算的車輛橫向加速度G變得較大，并且較正值K變得較小，這將導致確定滑動控制是否起動的一個相當?shù)偷拈撝祍h。所以，要較早地起動滑動控制，并要較早地抑制主動輪的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，從而能防止汽車的轉(zhuǎn)向不足傾向變得過大。
另一方面，當轉(zhuǎn)向不足傾向相當?shù)蜁r，根據(jù)實際轉(zhuǎn)動半徑Rr計算車輛的橫向加速度G。因此要精確地校正確定滑動控制是否起動的閾值sh和目標控制值T，以適合于實際的橫向加速度。
本發(fā)明也能用于有自動傳動裝置的車輛。
權(quán)利要求
1.一種車輛滑動控制系統(tǒng)，包括一個實現(xiàn)牽引控制的牽引控制裝置，在所述牽引控制裝置中探測車輛主動輪相對于路面的滑動量并用一個預定的控制變量控制發(fā)動機的輸出，以使得主動輪的滑動量集中在一個目標值上，其特征在于包括。一個確定路面的摩擦系數(shù)μ為高的第一確定裝置，一個限制裝置，當?shù)谝淮_定裝置確定路面的摩擦系數(shù)μ為高時，并且發(fā)動機速度不高于預定值時，同時正進行牽引控制，它限制所述牽引控制的控制變量，以及一個限制解除裝置，當發(fā)動機速度從最小發(fā)動機速度增加預定值時它解除對控制變量的限制，由于在限制控制變量之前牽引控制的結(jié)果，發(fā)動機速度下降到該最小發(fā)動機速度。
2.如權(quán)利要求1所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于當由于牽引控制的結(jié)果使發(fā)動機速度趨于下降時所述第一確定裝置確定路面摩擦系數(shù)μ為高。
3.如權(quán)利要求1所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于其中所述牽引控制裝置在中斷牽引控制期間連續(xù)計算控制變量，并且一旦解除對控制變量的限制時，以最后控制變量來恢復牽引控制。
4.如權(quán)利要求1所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于進一步包括一個確定當由于限制裝置限制控制變量的結(jié)果使發(fā)動機速度增加速率高于一個預定值時的路面摩擦系數(shù)μ為低的第二確定裝置，以及一個禁止裝置，禁止裝置在第二確定裝置確定路面摩擦系數(shù)μ為低之后禁止第一確定裝置確定路面摩擦系數(shù)μ為高，直到目前的牽引控制結(jié)束。
5.如權(quán)利要求1所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于其中所述的車輛有手動傳動裝置。
6.一種車輛滑動控制系統(tǒng)，包括一個實現(xiàn)牽引控制的牽引控制裝置，在所述牽引控制裝置中探測車輛主動輪相對于路面的滑動量并用一個具有預定變量控制發(fā)動機輸出，以使得主動輪的滑動量集中在一個目標值上，其特征在于包括一個后退探測裝置，它探測車輛在開始駛向上坡之前的一度后退，以及一個第一限制裝置，當后退探測裝置探測到車輛在開始駛向上坡之前曾后退時它限制所述牽引控制的控制變量。
7.如權(quán)利要求6所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于其中設有一個確定裝置，當發(fā)動機轉(zhuǎn)速由于在上坡的起始時牽引控制的結(jié)果而下降時，它確定路面的摩擦系數(shù)μ為高，所述的第一限制裝置僅當后退探測裝置探測到車輛在開始運行上坡起始之前曾后退時才限制所述牽引控制的控制變量，并且在同時確定裝置確定路面摩擦系數(shù)μ為高。
8.如權(quán)利要求7所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于進一步包括一個當所述的確定裝置確定路面的摩擦系數(shù)μ為高而發(fā)動機速度不比預定的發(fā)動機速度高時限制牽引控制的控制變量的第二限制裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于其中所述預定發(fā)動機速度在通過第一限制裝置進行控制變量限制之后將上升。
10.如權(quán)利要求8所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于進一步包括一個限制解除裝置，當由于第二限制裝置限制控制變量的結(jié)果使發(fā)動機速度從最小發(fā)動機速度增加一個預定值時，限制解除裝置解除通過第二限制裝置產(chǎn)生的對控制變量的限制，在限制控制變量之前由于牽引控制而使生的發(fā)動機速度下降到該最小發(fā)動機速度。
11.如權(quán)利要求10所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于其中與不進行用第一限制裝置對控制變量進行限制相比，在進行用第一限制裝置對控制變量進行限制之后延遲解除通過第二限制裝置進行的限制。
12.如權(quán)利要求11所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于還包括一個校正裝置，校正裝置在限制解除裝置解除了通過第二限制裝置對控制變量進行的限制后使牽引控制的控制變量減小。
13.如權(quán)利要求6所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于其中所述車輛有手動傳動裝置。
14.一種車輛滑動控制系統(tǒng)，包括一個實現(xiàn)牽引控制的牽引控制裝置，在所述牽引控制裝置中探測車輛主動輪相對于路面的滑動量，并通過一個預定控制變量控制發(fā)動機的輸出，以使得主動輪的滑動量集中在一個目標值上，其特征在于包括一個確定路面摩擦系數(shù)μ是高還是低的摩擦系數(shù)確定裝置，一個限制裝置，限制裝置當摩擦系數(shù)確定裝置確定路面的摩擦系數(shù)μ為高比當摩擦系數(shù)確定裝置確定路面的摩擦系數(shù)μ為低時更多地限制所述牽引控制的控制變量，以及一個禁止摩擦系數(shù)確定裝置在測定路面摩擦系數(shù)μ為低之后確定路面摩擦系數(shù)μ為高，直到當前的牽引控制終止的禁止裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于進一步包括一個在限制裝置的限制解除之后的一個第一預定周期內(nèi)使牽引控制的控制變量增加一個第一校正值的第一校正裝置，以及一個在所述摩擦系數(shù)確定裝置確定路面摩擦系數(shù)μ為低的時間之后的一個第二預定周期內(nèi)使牽引控制的控制變量增加一個第二校正值的第二校正裝置。
16.如權(quán)利要求15所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述的第二校正值比第一校正值大。
17.如權(quán)利要求14所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述摩擦系數(shù)確定裝置當發(fā)動機速度由于在上坡運行期間牽引控制的結(jié)果而趨于下降時確定路面摩擦系數(shù)μ為高，并且當由于在上坡運行期間牽引控制的結(jié)果發(fā)動機速度增加速率不低于預定值時確定路面摩擦系數(shù)μ為低。
18.如權(quán)利要求14所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述限制裝置當發(fā)動機速度從由于限制控制變量前的牽引控制結(jié)果下降到的最小速度增加一個預定值時解除對控制變量的限制。
19.如權(quán)利要求14所述的滑動控制系統(tǒng)，其特征在于所述車輛有手動傳動裝置。
全文摘要
一種車輛牽引控制系統(tǒng)，探測車輛主動輪相對于道路表面滑動量，并用一個預定控制變量控制發(fā)動機的輸出以便使主動輪的滑動量集中在一個目標值上。當確定路面的摩擦系數(shù)μ為高、正在實現(xiàn)牽引控制、而且發(fā)動機的轉(zhuǎn)速不高于一個預定值時，牽引控制的控制變量受到限制。而當發(fā)動機轉(zhuǎn)速從由于限制控制變量前牽引控制的結(jié)果下降到的最小發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加一個預定值時，對控制變量的限制就被解除。
文檔編號B60K28/16GK1100691SQ9410265
公開日1995年3月29日 申請日期1994年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月27日
發(fā)明者山下哲弘 申請人:馬自達汽車株式會社