车辆驱动力控制装置的制作方法

文档序号:3852787阅读:137来源:国知局
专利名称:车辆驱动力控制装置的制作方法
技术领域
本发明一般地涉及车辆的车辆驱动力控制装置,所述的车辆中一对驱动轮由从电动机发出的驱动转矩驱动。优选地,电动机用由内燃机驱动的发电机发的电驱动。电动机借助于发电机发出的电动力把驱动转矩传送给副车轮。
背景技术
一种车辆驱动力控制装置公开于日本专利公开公报第11-243608号,其中内燃机驱动前轮而电动机驱动后轮。离合器和减速齿轮安装在从电动机到后轮轴的转矩传动路径中。在电动机转速达到与车辆速度相当的速度之前允许电动机空转,然后离合器接合,而暂时地切断电动机的电源,然后电动机重新起动,并且输出转矩逐渐地上升。
鉴于以上所述,领域内普通技术人员从该公开会理解存在有改进的车辆驱动力控制装置的需要。本发明针对领域内这种需要以及其它的需要,领域内普通技术人员将从该公开中清楚。

发明内容
人们发现在上述的常规例子中,离合器接合时发生的接合震动可以通过在电动机的转速与车辆速度相符时接合离合器来防止。然而,上述的常规例子没有考虑从接合状态分开离合器时发生的震动。当分开此离合器时,电动机的离合器的转速与车辆的转速相等。为了一般地保证正常的电枢电流的控制稳定性,控制增益设定得小。因此,存在有未解决的问题,其中,在从降低电枢电流的降低控制改变到把该电流保持在固定值的固定值控制时,由于电枢电流向小的方向下冲(undershoot)造成电动机的驱动转矩量不够,在分开离合器时发生震动。
因此,本发明的目的是对于上述的常规例子的未解决的问题加以注意并且提供一种车辆驱动力控制装置,所述车辆驱动力控制装置在从电动机电枢电流的降低控制改变到固定值控制时可靠地控制电枢电流不发生下冲。
为了达到上述的目的,提供了一种车辆的车辆驱动力控制装置,所述的车辆具有向第一车轮传动驱动转矩的电动机,和安装在电动机和第一车轮之间的离合器。车辆驱动力控制装置基本上含有离合器控制部分和电动机控制部分。离合器控制部分配置用于控制离合器的接合和分开。电动机控制部分配置用于通过当离合器控制部分分开离合器时,把电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性,控制电动机的响应特性。
本发明的这些以及其它的目标、特征和优点将会通过以下的详细说明使领域内普通技术人员清楚,下面参照附图详细地说明本发明的优选实施形式。


下面参照形成本原始公开的一部分的附图图1是示意性方框图,示出装备有根据本发明的优选实施形式的车辆驱动力控制装置的车辆;图2是方框图示出图1所示的根据本发明的实施形式的车辆驱动力控制装置的控制系统的构形;图3是功能方框图示出图1所示的根据本发明的实施形式的车辆驱动力控制装置的4WD控制器;图4是流程图示出由图1所示的根据本发明的实施形式的车辆驱动力控制装置的4WD控制器执行的处理程序;图5是流程图示出由图1所示的根据本发明的实施形式的车辆驱动力控制装置的4WD控制器的过剩转矩计算部分执行的处理程序;图6是流程图出由图1所示的根据本发明的实施形式的车辆驱动力控制装置的4WD控制器的目标转矩控制(限制)部分执行的处理程序;图7是发动机转矩计算图,示出不同发动机转速Ne的节流阀角度θ和发动机转矩Te之间的关系;图8是流程图示出由图1所示的根据本发明的第一实施形式的车辆驱动力控制装置的4WD控制器的过剩转矩转换部分执行的处理程序;图9是电枢电流目标值计算图示出不同电动机励磁电流目标值的电动机转矩目标值和电枢电流目标值之间的关系;图10是流程图,示出由图1所示的根据本发明的第一实施形式的车辆驱动力控制装置的图8所示的离合器分开处理部分执行的处理程序;图11是一系列时序图,提供图1所示的根据本发明的第一实施形式的车辆驱动力控制装置的操作的说明。
具体实施例方式
下面参照

本发明的优选实施形式。领域内普通技术人员从该公开会理解,以下对本发明的说明仅供阐述而不用于限制由权利要求限定的本发明以及其等同。
首先参见图1和2,下面说明根据本发明的第一实施形式的车辆驱动力控制装置。由图1中可见,四轮驱动车辆图示地示出装备有根据本发明的车辆驱动力控制装置。如图1中所示的,根据该实施形式的车辆具有左和右前轮1L和1R,由内燃机或主驱动源2驱动;以及左和右后轮3L和3R,由电动机或副驱动源4驱动,所述电动机优选地是直流(DC)电动机。从而,前轮1L和1R用作主驱动轮,而后轮3L和3R用作副驱动轮。
一部分内燃机2的发动机输出转矩Te通过自动传动装置5传动到左和右前轮1L和1R,所述的自动传动装置5以常规的方式装备有转矩变换器和差动齿轮5a。环形传动皮带6从内燃机2向发电机7传动动力,发电机7向电动机4供电。从而,内燃机2的发动机输出转矩Te的一部分通过环形传动皮带6传动到发电机7以向电动机4供电。
发电机7以等于内燃机2的转速Ne与环形传动皮带6的传动比的乘积相应的转速Ng旋转。发电机7加在内燃机2上的负载由于发电机7的励磁电流Ifg用4WD控制器8调节,以产生与负载转矩相对应的电压。发电机7然后产生与此负荷转矩成比例的电动力。发电机7发出的电压可以经过电线9供给电动机4。接线盒10设在在电动机4和发电机7之间的电线9的中间点。电动机4的传动轴可以经减速齿轮11、离合器12和差动齿轮13以常规方式连接到后轮3L和3R。每个差动齿轮13的左和右输出端分别地通过驱动轴13L和13R连接到左和右后轮3L和3R。
离合器12优选地是电磁离合器,它响应于从4WD控制器8发出的离合器控制命令接合及分开。当然,液压的离合器可以用作离合器12是实施本发明的某种情况。从而,离合器12以相应于从4WD控制器8发出的离合器控制命令的转矩传动比从电动机4向后轮3L和3R传动转矩。离合器12具有经减速齿轮11连接到电动机4的输入轴12a,以及经差动齿轮13连接到后轮3L和3R的输出轴12b。优选地,接通离合器12以进行接合操作,其中连接输入和输出轴12a和12b,从而使得电动机4的驱动转矩被传动到后轮3L和3R。当关闭离合器12时,发生分离或分开操作,其中输入和输出轴12a和12b被分开,从而使得电动机4的驱动转矩不再传动到后轮3L和3R。从而,当离合器12接合时,车辆处于四轮(多车轮)驱动状态,其中所有的车轮1L、1R、3L和3R都受驱动。当分开离合器12时,车辆处于两轮(非全部车轮)驱动状态,其中只有前轮1L和1R由内燃机2驱动。
主节流阀15和副节流阀16布置进内燃机2的进油通道14(例如,进油岐管)的内部。主节流阀15的节流阀开度根据踩加速器踏板17的量受调节控制,根据踩加速器踏板17的量还构成或用作加速器位置检测装置或传感器,或节流阀开度指示装置或传感器。为了调节主节流阀15的节流阀开度,主节流阀15要么机械地与踩下加速器踏板17的量关联,要么根据从加速器传感器17a发出踩下加速器的量的检测值电气地受发动机控制器18调节/控制,所述的加速器传感器17a检测踩下加速器踏板17的量或主节流阀15的开度。踩下加速器的量的检测值从加速器传感器17a被输出成对4WD控制器8的控制信号。加速器传感器17a构成加速度或节流阀指示传感器。从而,短语″加速器位置开度″在本文中用于或指主节流阀15的节流阀开度量或指踩加速器踏板17或类似的加速器装置的量。
副节流阀16使用步进电动机19作为致动器,用于响应于从电动机控制器20发出的驱动信号调节其节流阀开度。特别地,副节流阀16的节流阀开度量受相应于步计数的步进电动机19的转角调节和控制。步进电动机19的转角受电动机控制器20发出的驱动信号调节和控制。副节流阀16设有图2中所示的节流阀传感器19a。步进电动机19的步计数基于由该节流阀传感器19a检测的节流阀开度检测值受反馈-控制。可以独立于司机的加速器踏板17的操作通过把副节流阀16的节流阀开度调节到小于主节流阀15的节流阀开度,控制(降低)内燃机2的输出转矩。
该装置还装备有发动机转速传感器21,其检测内燃机2的转速Ne。发动机转速传感器21向发动机控制器18和4WD控制器8两者输出指示发动机转速Ne的控制信号。
另外,安装档位传感器25,起检测自动传动装置5的档位的变速比检测装置或部分的作用。档位传感器25检测的档位输入到4WD控制器8。进一步地,4WD开关26安装在接近司机座的位置,司机选择驱动状态或方式。该4WD开关26的开关信号输入到4WD控制器8。4WD开关26形成本发明的驱动方式选择部分的一部分。
车轮1L、1R、3L和3R分别地设有车轮速度传感器24FL、24FR、24RL和24RR。每个速度传感器24FL、24FR、24RL和24RR将相应于相应车轮1L,1R,3L和3R的转速的脉冲信号输出给4WD控制器8。从而,由这些车轮速度传感器24FL、24FR、24RL和24RR检测的车轮速度VWFL~VWRR也输出到4WD控制器8。每个脉冲信号都分别用作指示相应车轮1L,1R,3L和3R的转速的车轮速度检测值。车轮速度传感器24RL和24RR构成输出轴转速检测器或离合器12的传感器。
如图2中所示,发电机7具有以三角形连接方式连接的三相定子线圈SC和励磁线圈FC。定子线圈SC的每个连接节点连接到二极管组成的整流电路30,并且整流电路30发出例如,42V的最大的DC电压Vg。
励磁线圈FC的一端通过二极管D1连接到整流电路30的输出端,并且通过反向的二极管D2和4WD或12伏特继电器31连接到规定的电压(例如,12伏特)的电池32。励磁线圈FC的另一端通过反向偏置的续流二极管DF连接到二极管D1和D2的阴极端,并且通过含有电压调整器的双极晶体管33接地。
12伏特电池32用12伏特继电器31向4WD控制器8提供工作电源,12伏特继电器31安装在12伏特电源线中,以连接和断开离合器12的电源,所述的离合器优选地是电磁离合器。
经整流电路30和二极管D1提供励磁电流Ifg的电路形成自励电路,并且通过电池32和二极管D2提供励磁电流Ifg的电路形成他励电路。二极管D1和D2起高选机构的作用,它在自励电路的电压与他励电路的电压之间选择较高的电压。
4WD或12伏特继电器31配置得用于使其继电器线圈的一端连接到点火线圈或者继电器35的输出端,所述的继电器35通过点火开关34连接到电池32,继电器线圈的另一端连接到4WD控制器8。
发电机7施加在发动机2上的发电机负荷转矩Tg和发出的电压Vg,通过调节励磁电流Ifg流经励磁线圈FC受4WD控制器8的控制。双极晶体管33从4WD控制器8接收脉冲宽度调制的(PWM)发电机控制命令(占空比或励磁电流值)C1,和根据发电机控制命令C1调节发电机7的励磁电流Ifg的值。
电动机继电器36和电流传感器37串联地连接在接线盒10内。电动机继电器36根据从4WD控制器8发出的命令,接合及分开向电动机4供电的电源。电流传感器37检测从发电机7向电动机4供电的电枢电流Ia,并且向4WD控制器8输出检测的电枢电流Ia。在4WD控制器8检测电动机4的电动机电压Vm。
如前面所述,电动机4的励磁电流Ifm由脉冲宽度调制的励磁电流控制命令控制,即,由从4WD控制器8发出的电动机输出转矩命令控制,并且驱动转矩Tm通过调节励磁电流Ifm调节。电动机4的温度由热敏电阻38检测,并且把温度检测值馈送到4WD控制器8。由电动机转速传感器39检测电动机4的输出轴转速Nm,并且还把检测出的转速Nm馈送到4WD控制器8。
电离合器12具有励磁线圈12c,其一端连接到4WD继电器31输出端,而另一端连接到4WD控制器8。取代于4WD控制器8,励磁线圈12c的另一端经开关晶体管40接地,所述的开关晶体管40用作开关元件。励磁线圈12c的电流受提供到晶体管40的基极的脉冲宽度调制的离合器控制命令CL控制。结果,从电动机4传动到后轮3L和3R(副驱动轮)的转矩受到控制。
另外安装刹车传感器42,所述刹车传感器检测是刹车踏板41的行程,还是刹车灯开关的开关信号。该刹车传感器的检测信号输入到4WD控制器8。
另外,提供有刹车踏板41,所述的刹车踏板41构成刹车指示/操作部分。刹车踏板41的行程量或刹车灯开关的开关信号由刹车传感器42检测,所述的刹车传感器42构成刹车操作量传感器。刹车传感器42向4WD控制器8输出其检测的刹车行程量或刹车灯开关的开关信号。
4WD控制器8是控制单元,它优选地包括微计算机,带有4WD控制程序,所述的微计算机操作地连接到内燃机2和电动机4,以控制内燃机2施加在左和右前轮1L和1R上的转矩,以及电动机4施加在左和右后轮3L和3R上的转矩,如下文所讨论。4WD控制器8还可以包括其它的常规部件譬如输入接口电路、输出接口电路和存储器装置譬如ROM(只读存储器)装置和RAM(随机存取存储器)装置。存储器电路存储处理结果和控制程序。4WD控制器8的RAM存储操作标志的状态和控制程序的各种控制数据。4WD控制器8的ROM8存储备种控制程序的操作。4WD控制器8能够根据控制程序选择性地控制任何的驱动力控制装置的部件。领域内普通技术人员从该公开会理解,4WD控制器8的准确的结构和算法可以是实施本发明的功能的任何硬件和软件的组合。换言之,″装置加功能″语句用在权利要求书应当包括任何结构包括,但是不限于,可以被用于实施″装置加功能″语句的功能的硬件和/或算法或软件。而且,用在权利要求书中的术语″装置″和″部分″应当包括结构,即,单独的硬件,单独的软件,或硬件和软件的组合。
如图3中所示,4WD控制器8设有发电机控制部分8A,继电器控制部分8B,电动机控制部分8C,离合器控制部分8D,过剩转矩计算部分8E,目标转矩限制部分8F,过剩转矩转换部分8G和离合器分开处理部分8H。
如图4中所示,在规定的采样时间周期,4WD控制器8基于输入信号顺序地执行过剩转矩计算部分8E、目标转矩限制部分8F和过剩转矩转换部分8G的处理。共同地,过剩转矩计算部分8E、目标转矩限制部分8F和过剩转矩转换部分8G构成4WD控制器8的输出转矩控制部分。
通过电压调节器22的双极型晶体管45,发电机控制部分8A监视发电机7发出的电压V,并且通过调节发电机7的励磁电流Ifg把发电机7发出的电压Vg调节到所需要的电压。从而,发电机控制部分8A起发电负荷转矩调节部分的作用。
继电器控制部分8B控制关断和连接从发电机7向电动机4提供的电源。
电动机控制部分8C基于电动机目标励磁电流Ifmt调节电动机4的励磁电流Ifm,以将电动机4的转矩调节到需要值。电动机目标励磁电流由过剩转矩转换部分8G计算(稍后讨论)。
电动机控制部分8C基于过剩转矩转换部分8G计算发电机负荷转矩目标值Tgt,计算相应的电动机转矩目标值Tm(如以下所讨论)。从而,离合器控制部分8D通过向离合器12输出离合器控制命令控制离合器12的状态。离合器控制部分8D构成本发明的离合器接合控制部分。然后离合器控制部分8D通过基于电动机转矩目标值Tm执行以下所示的公式(1),计算电动离合器12的离合器传动转矩TCL。接着,离合器控制部分8D把离合器传动转矩TCL转换成离合器电流命令值ICL。离合器控制部分8D然后把离合器电流命令值ICL脉冲宽度调制(PMW),并且计算具有相应于离合器电流命令值ICL的占空比的离合器电流控制输出CL。把离合器电流控制输出CL发送到开关晶体管40。
TCL=Tmt×KDEF×KTM+TCL0(1)在此公式(1),KDEF是差动齿轮13的减速比,KTM是离合器转矩边缘值而TCL0是离合器初始转矩。
下面讨论执行图5中所示处理的过剩转矩计算部分8E。首先,在步骤S1,用基于从车轮速度传感器24FL,24FR,24RL和24RR发出的信号计算的车轮速度从前轮1L和1R(主驱动轮)的车轮速度减去后轮3L和3R的车轮速度(副驱动轮),并且得出错动速度ΔVF,所述的错动速度ΔVF是前轮1L和1R的加速度错动的幅度。然后,4WD控制器8转向步骤S2。
错动速度ΔVF可以被如下计算。平均前车轮速度VWf(这是前轮1L和1R的平均的左和右车轮速度)和平均后轮速度Vwr(这是后轮3L和3R的平均左和右车轮速度)使用以下两个公式(2)和(3)计算VWf=(VWfl+VWfr)/2(2)Vwr=(Vwrl+VWrr)/2(3)下面,前或主驱动轮1L和1R的错动速度(加速度错动幅度)ΔVF通过平均前车轮速度VWF和平均后轮速度Vwr计算,如以下的公式(4)中所定义ΔVF=VWf-VWr(4)在步骤S2,4WD控制器8判断计算出错动速度ΔVF是否超过规定的值,譬如零。从而,步骤S1和S2构成加速度错动检测部分,所述的加速度错动检测部分评估在由内燃机2驱动的前轮1L和1R是否发生加速度错动。如果判断错动速度ΔVF是零或很小,就评估前轮1L和1R没有经受加速度错动,并且4WD控制器8转向步骤S3,在步骤S3把目标发电机负荷转矩Tgt设定为零。4WD控制器8然后转向目标转矩限制部分8F的处理。
相反,如果在步骤S2中判断错动速度ΔVF大于零,就评估前轮1L和1R在经受加速度错动,并且从而,控制转向步骤S4。
在步骤S4,使用以下的公式(5)计算抑制前轮1L和1R的加速度错动所需要的吸收转矩TΔVF,并且4WD控制器8转向步骤S5。吸收转矩TΔVF是加速度错动幅度成比例的量,如以下的公式(5)所定义TΔVF=K1×ΔVF(5)式中K1是通过实验等得出的增益。
在步骤S5中,基于以下的公式(6)计算发电机7的电流负荷转矩TG,然后4WD控制器8转向步骤S6。
TG=K2Vg×IaK3×Ng---(6)]]>式中Vg发电机7的电压,Ia发电机7的电枢电流,Ng发电机7的转速,K3效率,而K2系数。
在步骤S6中,基于下文所述的公式(7)得出过剩转矩,即,发电机7应当施加的目标发电机负荷转矩Tgt,并且4WD控制器8返回控制循环的开始。
Tgt=TG+TΔVF(7)下面,将参照图6说明由目标转矩(控制)限制部分8F执行的处理。图6中的流程图中的目标发电机负荷转矩Tgt的处理构成发电机控制部分,所述的发电机控制部分配置用于,当加速度错动检测部分评估在驱动轮发生加速度错动时把发电机7的发电负荷转矩控制到实质上相应于驱动轮加速度差动幅度。
首先,在步骤S11中,4WD控制器8的目标转矩限制部分8F判断目标发电机负荷转矩Tgt是否大于发电机7的最大的负荷容量HQ。如果4WD控制器8判断目标发电机负荷转矩Tgt小于或等于发电机7的最大的负荷容量HQ,4WD控制器8转向控制程序的开始以重复处理。相反,如果4WD控制器8判断标发电机负荷转矩Tgt大于发电机7的最大的负荷容量HQ,4WD控制器8转向步骤S12。
在步骤S12,目标发电负荷转矩Tgt超过最大负荷容量HQ的部分,即过盈转矩ATb,根据以下的公式(8)得出ΔTb=Tgt-HQ(8)然后,4WD控制器8转向步骤S13。
在步骤S13中,基于节流阀传感器19a和发动机转速传感器21发出的信号使用发动机转矩计算图,计算当前的发动机转矩Te。然后,4WD控制器8转向步骤S14。
在步骤S14中,通过从发动机转矩Te减去过盈转矩ΔTb计算发动机转矩上限值TeM,如在以下的公式(9)中所定义TeM=Te-ΔTb(9)在把发动机转矩上限值TeM输出到发动机控制器18后,4WD控制器8转向步骤S15。
在此公式(9)中,发动机控制器18与操作人员进行加速器踏板17的操作不相关,但是限制该发动机转矩Te,从而使得输入发动机转矩上限值TeM变成为发动机转矩Te的上限值。
在步骤S15中,把最大负荷容量HQ指定为目标发电负荷转矩Tgt,然后4WD控制器8处理结束,并且转向过剩转矩转换部分86处理。
下面,将参照图8说明过剩转矩转换部分8G由执行的处理。
首先,在步骤S20中,4WD控制器8通过判断错动速度ΔVF是否大于零判断车辆是否经受加速度错动。如果判断错动速度ΔVF大于零,4WD控制器8转向步骤S21,因为前轮1L和1R在经受加速度错动。如果4WD控制器8判断错动速度ΔVF小于或等于零,然后4WD控制器8不转向步骤S21,因为前轮1L和1R没有经受加速度错动。相反,如果车辆不是经受加速度错动,4WD控制器8转向过剩转矩计算部分8E(图5)。
在步骤S21,输入由电动机转速传感器39检测的电动机4的转速Nm,然后基于电动机4的转速Nm,参照图8中所示的电动机励磁电流目标值计算图计算电动机励磁电流目标值Ifmt,把计算出的电动机励磁电流目标值Ifmt输出到电动机控制部分8C。
在步骤S21,4WD控制器8接收由电动机转速传感器39检测的电动机4的转速Nm,并且基于电动机4的转速Nm,使用图8中所示的电动机励磁电流目标值计算图计算电动机励磁电流目标值Ifmt。计算出的电动机励磁电流目标值Ifmt然后输出到电动机控制部分8C。
基于自动传动装置5的驱动范围(D)的第一档,产生目标电动机励磁电流计算图,第一档是在该范围中的有最高变速比的档。电动机励磁电流目标值Ifmt遵守从如8图中所示的特性曲线,在此特性曲线上电动机转速Nm画在水平轴而电动机励磁电流目标值Ifmt画在垂直轴。在电动机转速Nm从零到第一预定值N1的范围,电动机励磁电流目标值Ifmt保持在预设的最大的电流值IMAX。如果电动机转速增加超过预定值N1,电动机励磁电流目标值Ifmt因此以较大的斜率下降。然后,在大于第一预定值N1的第二预定值N2与大于第二预定值N2的第三预定值N3之间的转速,电动机励磁电流目标值Ifmt保持在小于初始电流值IIN的电流值1L。如果电动机转速Nm进一步地增加,并且超过第三预定值N3,电动机励磁电流目标值Ifmt以更大的斜率下降直到达到0。
从而,在从0到预定值N1的转速Nm的范围,把电动机4励磁电流保持在固定的规定的电流值IMAX,和在电动机以高于预定值N1速度旋转时使用公知的弱磁场控制方法降低(参见图8)。简单地说,由于电动机4中的感生电压E上升,当电动机4以高速度旋转时电动机转矩下降。因此,如前文讨论,当电动机4的转速Nm达到或超过规定的值N1时,流向电动机4的电流增加,并且通过降低电动机4的励磁电流Ifm和降低感生电压F得到所需要的电动机转矩Tm。结果,即使电动机4以高速度旋转,也可以得到所需要的电动机转矩Tm,因为电动机感生电压E保持不上升和防止电动机转矩下降。还有,与连续的励磁电流控制比较,电子控制电路的成本可以被降低,这是因为用两个阶段控制电动机励磁电流Ifm一个阶段用在转速低于规定的值时,而另一个阶段用于转速处于或高于规定的值时。
下面,处理转向步骤S22。在步骤S22,4WD控制器8基于电动机转速Nm和在步骤S21中计算的电动机励磁电流目标值Ifmt,使用图8中所示的电动机感生电压计算图,计算电动机感生电压E。电动机感生电压计算图配置得使不同电动机励磁电流目标值Ifmt曲线画在一个图表上,其中电动机转速Nm在水平轴,而电动机感生电压E在垂直轴上。电动机感生电压实质上线性地随着的电动机转速Nm增加而增加,并且电动机感生电压E随着电动机励磁电流目标值Ifmt增加而增加。
下面,处理转向步骤S23。在此步骤中23,4WD控制器8判断4WD驱动状态是否已经结束并且在向两轮驱动状态改变。这个判断通过判断驱动状态标志F是否已经从″1″改变到″0″。在把该驱动状态操作标志F设定为″1″时4WD驱动状态继续,然后处理转向步骤S24,和基于通过过剩转矩计算部分8E计算出的发电负荷转矩目标值Tgt计算相应的电动机转矩目标值Tmt。处理然后转向步骤S26。然后4WD驱动状态改变到两轮(2WD)驱动状态,处理转向步骤S25执行图10中所示的离合器分开(在下文讨论),并且处理转向步骤S26。
在此,在离合器12处于分开的状态时,把该驱动状态标志F复位到″0″。在把离合器12从该分开的状态控制到离合器接合状态时,把该驱动状态标志F设定为″1″。而且,当电动机转矩目标值Tmt继续降低状态,和还等于或小于电动机转矩阈值Th1,该阈值定义由电动机转矩目标值Tmt预先设定的结束4WD驱动状态的条件,且向两轮驱动状态转变时,把该驱动状态标志F复位为″0″。
在步骤S26,基于电动机转矩目标值Tmt和电动机励磁电流目标值Ifmt,并且使用图9中所示的电枢电流目标值计算图,4WD控制器8计算电枢电流值Iat。电枢电流目标值计算图配置得使不同电动机励磁电流目标值Ifmt的曲线画在图表上,其中电动机转矩目标值Tmt在水平轴上,而电枢电流目标值lat在垂直轴上。当电动机输出转矩Tmt为零时,电枢电流目标值Iat是零,不论电动机励磁电流目标值Ifmt的值大小如何。随着电动机输出转矩Tm增加,电枢电流目标值Iat增加,但是随着电动机励磁电流目标值Ifmt增加电枢电流目标值Iat下降。当电动机输出转矩Tmt变得较大时,电枢电流目标值lat接着从最小的电动机励磁电流目标值Ifmt变成为零。
接着,处理转向步骤S27。在此步骤中进行是否在驱动控制中已经把驱动状态标志F设定到″1″的判断。当在驱动控制中已经把该驱动状态标志F设定到″1″时,处理转向步骤S28。然后,在设定正常响应值Kp1(考虑到稳定性的较小的值)作为控制增益K以后,处理转向步骤S29。当向两轮驱动状态改变的过程中已经把该驱动状态标志F设定到″0″时,处理转向步骤S29然后在设定高的响应值Kp2以后,处理转向步骤S29,所述的高的响应值Kp2设定为大于正常响应值Kp1的值,以考虑响应度和得到高的响应度作为控制增益K。
在步骤S30,通过把控制增益K乘以电流偏差(从电枢电流目标值Iat减去电流传感器37检测的电枢电流Ia)计算电枢电流控制值Iap,如以下的公式(10)所定义。
Iap=(Iat-Ia)K (10)接着,处理转向步骤S31。在此步骤S31中,在基于以下的公式(11),从电枢电流控制值lap计算发电机7的电压目标值VG、电线9的电阻R和电动机4的线圈电阻R的复合电阻,以及感生电压E以后,向发电机控制部分8A输出发电机7的电压目标值VG,处理结束,然后返回到过剩转矩计算部分8E。
VG=lapxR+E (11)在上述步骤S25的离合器分开处理中,执行如图10中所示的离合器分开处理。首先,在步骤S41中进行初步地判断,上个电动机转矩目标值Tmt(n-1)是否超过电动机转矩阈值Th2,所述的电动机转矩阈值Th2是向离合器12输出分开命令所要求的。该电动机转矩阈值Th2小于电动机转矩阈值Th1,所述的电动机转矩阈值Th1设定用以判断较大的驱动力结束的转换条件,从而使得控制进行四轮(4WD)驱动状态向两轮(2WD)驱动状态的转换。当上个电动机转矩目标值Tmt(n-l)超过电动机转矩阈值Th2时,判断正在执行电动机转矩降低处理,并且电动机转矩还在向电动机转矩阈值Th2降低,并且处理转向步骤S42。
在步骤S42,通过减去固定的值ΔTmt1,把当前的电动机转矩目标值Tmt(n)设定为较低的值,所述的固定的值ΔTmt1是以固定斜率从上述电动机转矩目标值Tmt(n-l)使用以下的公式(12)确定的。
Tmt(n)=Tmt(n-l)-ΔTmt1 (12)然后,图10的离合器分开处理结束,并且处理转向图8中所示的步骤S26。
在步骤S41的判断结果是上个电动机转矩目标值Tmt(n-1)小于或等于电动机转矩阈值Th2时,处理转向步骤S43,以及进行判断是否刹车在接通。这个判断基于刹车传感器42的检测信号进行。如果这个判断是刹车在接通,即,在受控制状态,然后处理直接跳到步骤S45。如果这个判断是刹车关断,然后处理转向步骤S44,在步骤S44向离合器控制部分8D输出离合器分开命令,然后处理转向步骤S45。在此不是一经发出离合器分开命令就立即分开离合器。而是,在经历过离合器12操作延迟以后再分开离合器12。换言之,存在有离合器响应时延,所述的离合器响应时延是在发出离合器分开命令的时间与实际上分开离合器12的时间之间的时间,如图11所示。这个离合器响应时延事先确定。
在步骤S45,进行判断是否上个电动机转矩目标值Tmt(n-1)等于或小于离合器分开转矩Tf。离合器分开转矩Tf是电磁离合器12从接合状态分开时不造成震动的电动机转矩。在此,离合器分开转矩Tf是或通过使用测图与车辆加速度或在电动机方向的转矩传动路径上磨擦力成比例地计算,或由实验得出的值。特别地,离合器分开转矩Tf在车辆行驶中把在离合器12上的转矩带入到零所需要的电动机转矩值,如以上所述。从而,把离合器分开转矩Tf评估为″电动机和减速齿轮的磨擦力矩Tf1″与″把电动机和减速齿轮加速到等于后轮的加速度的力矩Tf2″的和(Tf=Tf1+Tf2)。相应的固定的Tf1的值可以通过磨擦得到,并且可以在此离合器分开转矩Tf大于由于磨擦加速转矩Tf1的转矩Tf2时通过实验得到。
如果步骤S45的判断中判断上个电动机转矩目标值Tmt(n-l)大于离合器分开转矩Tf,处理就转向步骤S46。换言之,判断逐渐的转矩降低控制,其中转矩逐渐地向离合器分开转矩Tf移动。
在步骤S46,按固定的降低值ΔTmt2降低上个电动机转矩目标值Tmt(n-l)。所述固定的降低值ΔTmt2是小于固定的降低值Δtmt1的值。从而,由上个电动机转矩目标值Tmt(n-l)计算新的电动机转矩目标值Tmt(n),以低于在步骤S42中的速率降低电动机转矩目标值Tmt(n)。然后,离合器分开处理结束并且处理转向图8的步骤S26。
相反,如果在步骤S45电动机转矩目标值Tmt(n)判断达到或者下降到低于离合器分开转矩Tf,处理就转向步骤S47。
在步骤S47,进行判断在上次处理中是否电动机转矩目标值Tmt(n-1)等于或小于离合器分开转矩Tf。在上次处理中,在上个电动机转矩目标值Tmt(n-1)大于离合器分开转矩Tf,此时如果判断电动机转矩目标值Tmt(n-1)达到或者下降到低于初始的离合器分开转矩Tf,处理转就向步骤S48。
在步骤S48,把离合器分开时钟计数器的计数值NCL设定为规定的值,然后处理转向步骤S49。在上次处理中,在电动机转矩目标值Tmt(n-l)等于或小于离合器分开转矩Tf时,处理直接地跳到步骤S49。
在步骤S49,基于刹车传感器42的检测信号进行判断是否刹车是接通(ON)。当信号指示刹车是接通时,处理直接地跳到步骤S52。当信号指示刹车是关断(OFF)时,处理转向步骤S50。
在步骤S50,进行判断是否离合器分开时钟计数器计数值NCL为″0″。当判断的结果是计数值NCL大于零时,处理转向步骤S51。
在步骤S52,只用″1″减少计数值NCL,然后处理转向步骤S52。
在步骤S52,把离合器分开转矩Tf设定为当前的电动机转矩目标值Tmt(n)。然后离合器分开处理结束并且处理转向图8的步骤S26。
在步骤S50的判断结果是NCL=0时,处理转向步骤S53,在步骤S53把当前的电动机转矩目标值Tmt(n)设定为″0″。然后,离合器分开处理结束并且处理转向图8的步骤S26。
在图8的处理中,步骤S27到S29的处理相应于可变的响应度方法,而步骤S22到S26、S30和S31的处理相应于电动机(电枢电流)控制部分或方法。在这些步骤中,步骤S24的处理相应于电动机转矩计算部分或方法,步骤S25的处理以及图10的处理相应于离合器分开方法,步骤S26和处理相应于电流或者说电枢电流目标值计算部分或方法,步骤S330和步骤S31和处理相应于发电机输出控制部分或方法。
下面,参照图11的时序图讨论该实施形式的操作。
现在,通过把自动传动装置的选择器杆置于停车位置(P)并且把点火开关打开,在车辆处于停止的状态起动内燃机2。
如果在此停车的状态,操作人员把4WD开关26设定为开或四轮驱动方式,因为把选择器杆设定在停车位置(P),继电器控制部分8B控制4WD继电器31到关闭状态(OFF),电源系统停止对4WD控制器8的电源输入。与此一起从电池32向发电机7的励磁线圈FC、接线盒10的电动机继电器36和电磁离合器12的离合器线圈12c提供的电源也都停止。
从此停止的状态,操作人员然后把选择器杆从停车位置(P)通过倒车位置(R)和中间位置(N)设定到驱动范围(D)并选择驱动范围(D)。通过了例如,约0.05秒的固定的时间后,通过继电器控制部分8B把4WD继电器31控制到接通状态(ON)。
因为车辆在此状态是停止的,前轮1L和1R的平均前车轮速度Vwf和后轮3L和3R的平均后轮速度Vwr都是″0″,并且错动速度ΔVF也是″0″。因此,在图8由过剩转矩转换部分8G执行的处理中,结束处理并且返回到过剩转矩计算部分8E,从步骤20起不执行步骤21至步骤S25的处理。
因此,发电机控制输出C1和电动机励磁输出MF都由发电机控制部分8A基于发电电压目标值VG设定到关断。离合器控制输出CL还通过离合器控制部分8D设定到关断。因此,发电机7发的电和电动机4的驱动也随着离合器12被设定到离合器分开状态一起停止。
从此状态,如果由于车辆正向行驶在低磨擦系数的路面上时,譬如雨水、雪或者雾水弄湿的道路上,在前轮1L和1R(主驱动轮)发生加速度错动,前轮和后轮的车轮速度差会使错动速度ΔVF是正值,不论是猛踩加速器踏板17并且迅速地加速车辆,还是不猛踩加速器踏板17。
此时,通过离合器控制部分8D把离合器12设定到接合状态,把离合器控制输出CL控制到规定的占空比,同时把驱动状态操作标志F设定到“1”。因为与此同时,图5的过剩转矩计算部分8E的处理中,错动速度ΔVF改变到正值,处理从步骤S2转向到步骤S4。然后,计算所需要的吸收转矩TΔVF,以用增益K1乘以错动速度ΔVF并且限制加速度错动。下面,基于当前的发电电压Vg、电枢电流Ia和发电机转速Ng,用前文讨论的公式(6)计算当前的发电负荷转矩TG(步骤5)。因为该当前发电负荷转矩TG,在车辆行驶中具有较小的发电机转速Ng,它将与发电电压Vg和电枢电流Ia成比例地增加。还有,因为吸收转矩TΔVF和当前的发电负荷转矩TG相乘以计算发电负荷转矩目标值Tgt,该发电负荷转矩目标值Tgt也增加。
由发电机7发出的发电电压Vg通过图8的过剩转矩转换部分8G处理控制,尽管这是通过把行驶电阻R乘以通过基于电动机转矩目标值Tmt参照图9的电枢电流目标值计算图计算出的电枢电流目标值Iat得到电压值,以及将电动机励磁电流目标值Ifmt加到电动机4感生电压E中,并且得出其和。
此后,图8的处理中在步骤S23,参照电动机励磁电流目标值计算图,基于电动机转速Nm,计算电动机励磁电流目标值Ifmt。因为在车辆行驶中电动机转速Nm还是低,电动机励磁电流目标值Ifmt此时设定为最大的电流值IMAX。
另外把步骤21中计算出的电动机励磁电流目标值Ifmt输出到电动机控制部分8C,而不对其进行任何改变,这转而开始驱动电动机4。
因为在步骤S22计算的电动机感生电压E也在此时增加,在步骤S26计算的电枢电流目标值Iat,随着时间的推移而上升,使之可以保证所需要的电动机转矩Tm。电动机4的转速也与前轮1L和1R中的加速度错动成比例地增加。
结果,当快速加速,或在具有低摩擦系数的路面上行驶时,前轮1L和1R(主驱动轮)发生加速度错动时,后轮3L和3R(副驱动轮)由电动机4驱动,从而消除前轮1L和1R的加速度错动,从而可以稳定地行驶车辆。
通过在车辆开始引起此加速度错动时的行驶时,把操作状态标志F设定到″1″,处理从步骤S27转向步骤S28。然后,把正常响应值Kp1(考虑到稳定性时的较小的值)设定为控制增益K,并且基于在此控制增益K与电枢电流目标值lat之间的电流偏差以及实际的电枢电流Ia,计算电枢电流控制值lap。因此,基于发电机7发出的电压Vg计算电枢电流控制值lap,并且把此值输出到发电机控制部分8A。通过使用此动作,把从此发电机控制部分8A输出的发电机控制信号C1输出到晶体管33作用电压调整部分,使之可以保证电动机4所需要的电枢电流Ia。此时把控制增益设定为正常响应值Kp1(较小的值),从而使之可以提供稳定的电枢电流Ia,而不产生大的、由发电机7发出的并且提供到电动机4的电枢的发电电流的波动。
此后,在抑制加速度错动后,电动机转矩目标值Tmt连续地降低,如图11的图表(a)所示,并且电枢电流目标值Iat也成比例地降低如图11的图表(g)所示。当所述的值在时间t1等于或小于电动机转矩阈值Th1时,操作状态标志F将从″1′改变到″0″,如图11的图表(f)所示,并且该驱动状态将改变到两轮驱动状态。因此,处理从步骤S23转向图8中的步骤S25,并且执行图9中所示的离合器分开处理。
在此离合器分开处理中,于电动机转矩目标值Tmt等于或小于电动机转矩阈值Th1以后,上个电动机转矩目标值Tmt(n-1)立即超过电动机转矩阈值Th2。因此,处理从步骤S41转向步骤S42,然后在把从上个电动机转矩目标值Tmt(n-1)减去固定的值ΔTmt1设定为当前的电动机转矩目标值Tmt(n)值以后,处理转向图8的步骤S26。
因此,降低控制开始以较大的固定的斜率降低电动机转矩目标值Tmt(n),如图11的图表(a)所示。还有,如图11的图表(g)所示,电枢电流目标值Iat降低控制还以与电动机转矩目标值Tmt(n)的降低率成比例的固定的斜率降低。
下面,因为在图8的处理中在步骤S27操作状态标志F从″1″改变到″0″,处理转向步骤S29。从而,代替使用正常响应值Kp1,选择高的响应值Kp2作为大于正常响应值Kp1的值,然后把它设定为控制增益K。因此,在步骤S30计算的电枢电流控制值lap一般地是较大的放大的电流偏差值ΔI,所述的电流偏差值ΔI是从电枢电流目标值Iat减去实际的电枢电流值Ia。这转而增加了实际电枢电流Ia对于电枢电流目标值Iat的跟踪能力。
此后,当在时间t2电动机转矩目标值Tmt(n)达到电动机转矩阈值Th2时,在图9的离合器分开处理中处理从步骤S41转向步骤S43。如果分开刹车踏板41并且刹车传感器42检测信号继续是处于关断状态如图11的图表(e)所示,处理转向步骤S44并且发出离合器控制部分8D的离合器分开命令。因此,通过离合器12的离合器控制输出CL,离合器控制部分8D关闭电力,从而使得在经过了规定的响应时延后,离合器12改变到分开的状态,如图11的图表(d)所示,而不是立即地分开离合器12。
下面,处理转向步骤S45,在步骤S45,电动机转矩目标值Tmt(n-1)是大于离合器分开转矩Tf的值。因此处理转向步骤S46,在该步骤把从上个电动机转矩目标值Tmt(n-1)减去较小的固定值Δtmt的值设定为当前的电动机转矩目标值Tmt(n),从而使电动机转矩目标值Tmt(n)的降低斜率不如图11中的图表(a)陡。
通过以此方式大幅地改变电动机转矩目标值Tmt(n)的降低斜率,电枢电流目标值lat的降低斜率还急剧地被搞得不如图11的图表(g)陡。如以上所讨论,然而,把控制增益K设定到较高响应值Kp2造成从发电机7输出的电枢电流Ia,随着电枢电流目标值lat的改变,伴随着高的响应度,而没有下冲,如图11所示,实际的电动机转矩也会是跟随电动机转矩目标值Tmt(n)的值。
此后,在电动机转矩目标值Tmt(n-1)达到离合器分开转矩Tt时。在图9的离合器分开处理中处理从步骤S45转向步骤S47,离合器分开时间测量计数器的计数值NCL预设到规定的值,然后分开刹车踏板41。从而处理转向步骤S50,并且只计数值NCL设定到规定的值。处理然后转向步骤S51,和在计数值NCL减量后处理转向步骤S52,在该步骤把当前的电动机转矩目标值Tmt(n)设定为离合器分开转矩Tf,如图11的图表(a)所示。
此后,如图11的图表(a)所示,在此时直到计数值NCL达到″0″,电动机转矩目标值Tmt(n)保持在离合器分开转矩Tf。在保持此离合器分开转矩Tf时,离合器12在时间t4分开,这时经过了离合器12的响应时延。此时实际的电动机转矩还保持在离合器分开转矩Tf,如图11的图表(b)所示。因此,在实际分开离合器12时无震动发生。
此后,如果在时间t5计数值NCL是″0′,在图10中的处理中处理从步骤S50转向步骤S53,并且把电动机转矩目标值Tmt(n)设定为″0″。结果,图8的步骤S26的处理中把电枢电流目标值Iat设定为″0″,电枢电流Ia也改变到″0″,和把发出的电压Vg设定为电动机感生电压E。这把发电机7产生的电流改变到″0″,以停止驱动电动机12。
根据以上讨论的实施形式,因为把电枢电流的控制系统的控制增益K设定为较小的正常值Kp1,于这样的驱动状态其中电动机4的电动机转矩目标值Tmt(n-1)是大于电动机转矩阈值Th1的值,达到了考虑到稳定性的电枢电流控制。然后,当电动机转矩目标值Tmt(n-1)等于或者小于电动机转矩阈值Th1,并且电动机转矩目标值Tmt受到降低控制以把控制改变到两轮驱动状态时,把控制增益K设定为高响应值Kp2,这是大于正常响应值Kp1的值。因此,当从降低控制改变到把电动机转矩目标值Tmt(n)保持在离合器分开转矩Tf的状态时,实际的电枢电流Ia将随着对于电枢电流目标值Iat有高响应度,从而使之可以可靠地防止下冲的发生,这转而允许电动机4产生的实际电动机转矩可靠地跟随电动机转矩目标值Tmt(n),然后可靠地防止由于电动机转矩不足而分开电磁离合器时产生震动。
与此相关联,当在时间t2把控制增益K保持在正常响应值Kp1时,在使电动机转矩目标值Tmt(n)的降低斜率不如图11的图表(h)那样陡时,实际的电枢电流Ia下冲,电枢电流目标值Iat、电动机4产生的电动机转矩Tm也与此下冲成比例地下降,并且此值下降到离合器分开转矩Tf以下,在此下冲状态分开离合器12,由于转矩不足将不可能在电动机端的离合器12与后轮之间达到平衡加速度,所以将发生震动。在此实施形式中,然而,因为电枢电流Ia的下冲可以被可靠地防止,如上文所述,可以没有任何震动发生地分开离合器12,并且不会对乘客传递异常的感觉。
在踩刹车踏板41时,于电动机转矩目标值Tmt(n-1)等于或小于电动机转矩阈值Th2,并且控制改变到图10的离合器分开处理中的转矩降低控制时,会产生这样一种刹车状态输出离合器分开命令将被禁止,离合器分开时间计数器计数值NCL减量将会被停止在离合器分开转矩受保持的状态。因此,可以分开离合器并且刹车中当发电机7发电不足并且由于发动机转速降到低于允许量控制电动机转矩时,可以可靠地防止产生震动。
而且,在以上讨论的实施形式中,控制电动机4的电枢电流的电动机电枢电流控制方法,电动机由主驱动源(内燃机2)驱动,并且具有发电机7,所述的发电机7向电动机4提供电枢电流。含有控制方法从而使得借助于控制发电机7的励磁电流,控制要输出的电枢电流。因此,发电机7的过剩的电力驱动电动机4,让后轮3L和3R(副驱动轮)可以受到驱动,使之可以改善车辆的加速度性能。
更进一步,在以上讨论的实施形式中,电动机电枢电流控制方法含有检测电动机4的电枢电流的电枢电流检测方法,计算电动机4的电枢电流目标值的电枢电流目标值计算方法,和发电机输出控制方法,所述的发电机输出控制方法把控制增益乘以在电枢电流目标值和电枢电流之间的偏差,以产生发电机7的励磁控制信号,并且然后向发电机7输出该励磁控制信号。含有响应特性变化方法,从而在四轮驱动状态中,把控制增益保持到正常的设定值,然后在主驱动轮改变到两轮驱动状态时,改变成比正常的设定值高的响应设定值。这种构成执行考虑到瞬态驱动状态的稳定性的电枢电流控制,使之在改变到诸如两轮驱动之类的驱动状态时,可以考虑稳定地控制电枢电流,并且响应于该驱动状态的达到优化的电枢控制。
更进一步,此构成包括过剩转矩计算部分,所述的过剩转矩计算部分计算主驱动轮的过剩转矩,和电动机转矩计算部分,所述的电动机转矩计算部分基于过剩转矩计算部分计算的过剩转矩计算电动机转矩。含有离合器分开方法,从而检测一种行驶状态其中当电动机转矩计算部分计算的电动机转矩下降到等于或小于设定的阈值的值时,主驱动轮从四轮驱动状态改变到两轮驱动状态。因此,超过主驱动轮1L,1R的道路表面作用力限度转矩的过剩转矩驱动电动机4从而改善能量效率和减少油耗。
在此,如果总是后轮3L和3R受驱动,发生几个能量转换(机械能→电能→机械能),产生与转换效率成比例的能量损耗。因此,车辆的加速度性能会比只有前轮1L和1R受驱动的情况下降。因此,一般地希望后轮3L和3R驱动受到抑制。对比而言,该实施形式考虑到当行驶在防滑路面等上时,即使把内燃机2的所有输出力矩Te都传送到前轮1L和1R,也不是所有的转矩都会用作驱动力。不能够有效地由前轮1L和1R使用的驱动力被输出到后轮3L和3R,所以提高了加速度性能。
该实施形式讨论了这样的情况电动机4由内燃机2转动的发电机7旋转。然而,本发明不限于这种方法并且可以被施加于其中从独立的电池向电动机4供电的情况,并且在此电源供电途径中设有电枢电流控制电路,以控制电枢电流。
该实施形式还讨论了使用自动传动装置5的情况。但是本发明不限于这样的方法。也可以使用皮带驱动的无级传动装置或者扭矩形(toroidal type)的无级传动装置。
更进一步,该实施形式还讨论了这样的情况执行所谓的比例(P)控制,这种控制基于控制增益K和在电枢电流目标值Iat与电枢电流Ia之间的偏差计算电枢电流控制值Iap,尽管本发明不限于此方法。也可以使用以下所示的公式(13)的比例/积分控制,并且对此可以附加差分控制。
Iap=(Iat-Ia)K+S(Iat-Ia)dt*Ki(13)进一步地,该实施形式还讨论这样的情况,基于电枢电流控制值Tap和感生电压E计算发电机7发出的电压Vg的,此发出的电压Vg然后控制发电机7的励磁控制输出MF,但是本发明不限于这样的方法。还可以计算与电枢电流控制值Iap成比例的占空比,然后向双极晶体管33提供给调整产生的该占空比输出。
更进一步,该实施形式还讨论了这样的情况,其中把电磁离合器12用作离合器但是本发明不限于这样的方法。还可以使用液压离合器。对于这样的情况,离合器接合力可以借助于电控制压力控制阀门控制,所述的压力控制阀门控制向液压离合器提供的液压。还可以使用可以电气地控制离合器接合力的任何类型的其它的离合器。
更进一步,该实施形式还讨论了这样的情况,其中发电机7的输入轴通过皮带6连接到内燃机2,但是本发明不限于这样的方法。发电机7的输入轴可以从传动箱的输出端一直连接到前轮1L和1R。对于这样的情况,在空转时还降低了发动机的负荷。
更进一步,该实施形式还讨论这样的情况,其中电动机转速传感器39用作电动机转速检测方法,并且使用这种电动机转速传感器39直接地检测电动机转速Nm,但是本发明不限于这样的方法。可以基于车轮速度传感器24RL和24RR检测的车轮速度VWRL和VWRR和差动齿轮13的减速比评估电动机转速。
更进一步,该实施形式还讨论这样的情况,其中向驱动状态改变与前轮的加速度错动成比例,但是本发明不限于这样的方法。向驱动状态的改变还可以与加速器位置开度成比例。
另外,以上讨论的实施形式,说明了这样的情况,其中本发明使用于驱动车辆,其中前轮1L和1R是主驱动轮,并且后轮3L和3R是副驱动轮,但是本发明不限于这样的方法。后轮3L和3R可以是主驱动轮而前轮1L和1R是副驱动轮。
另外,该实施形式还讨论了这样的情况,其中本发明用于驱动车辆,但本发明不限于这样的方法。本发明可用于包括两个或多个车轮的车辆中,其中主驱动轮的一部分由内燃机驱动,其它的副驱动轮由电动机驱动。本发明还用于电驱动设备,所述电驱动设备使用发电机,驱动电动机,电动机驱动车轮,发电机由另一个旋转驱动源,例如内燃机旋转。
在本文中所使用的,以下的方向术语″前向,后向,上,下,竖直,水平,在下和横向″以及其它任何类似的方向术语都参照装备有本发明的车辆。因此,这些术语,在用于说明本发明时应当被解释为相对于装备本发明的车辆。
而且在以上的每个实施形式中,术语″配置″在本文中使用时,描述构成和/或编程以执行所希望的功能的装置的成分,部件或部分,包括硬件和/或软件。
而且在权利要求中表达为″装置加功能″的术语应当包括任何可以用于执行本发明的部分的功能的结构。
而且程度术语,譬如″实质上″,″大约″和″大约是″在本文中指所指修饰的术语使最后的结果没有显著的改变的合理的偏差量。例如,如果该偏差不对其修饰的词的含义有负面的影响,这些术语可以构成为包括至少有±5%的修改量。
本申请要求日本专利申请第2002-159157号。日本专利申请第2002-259157号在此全文引作参考。
尽管只用选择出的实施形式说明本发明,领域内普通技术人员从本文的公开中可以理解,能够做出各种改变和修改而不偏离权利要求书所定义的本发明的范围。而且以上的对根据本发明的实施形式只供阐述,而不是要用于限制如权利要求中所定义的本发明能其等同。从而,本发明不限于所揭示的实施形式。
权利要求
1.一种用于车辆的车辆驱动力控制装置,所述车辆具有向第一车轮传动驱动转矩的电动机和安装在电动机与第一车轮之间的离合器,所述的车辆驱动力控制装置含有离合器控制部分,配置用于控制离合器的接合和分开;和电动机控制部分,配置用于通过在离合器控制部分分开离合器时,把电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性,控制电动机的响应特性。
2.如权利要求1所述的车辆驱动力控制装置,其中,所述电动机控制部分配置用于至少控制电动机的电枢电流和电动机的励磁电流之一,从而在离合器控制部分分开离合器时,使得电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性。
3.如权利要求1所述的车辆驱动力控制装置,还含有主驱动源,配置用于驱动不由电动机驱动的第二车轮。
4.如权利要求3所述的车辆驱动力控制装置,还含有方式选择部分,配置用于选择多车轮驱动方式和非全车轮驱动方式之一,在多车轮驱动方式中第一车轮和第二车轮都被驱动,而非全车轮驱动方式中,第一车轮不由电动机驱动。
5.如权利要求3所述的车辆驱动力控制装置,其中,电动机控制部分,配置用于至少控制电动机的电枢电流和电动机的励磁电流之一,从而在离合器控制部分分开离合器时,使得电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性。
6.如权利要求5所述的车辆驱动力控制装置,其中,电动机控制部分还配置用于通过控制车辆的发电机的励磁电流控制电动机的电枢电流,所述发电机由主驱动源驱动向电动机提供电枢电流。
7.如权利要求6所述的车辆驱动力控制装置,其中,电动机控制部分还包括电枢电流检测部分,配置用于检测电动机的电枢电流;电枢电流目标值计算部分,配置用于计算电动机的电枢电流目标值;和发电机输出控制部分,配置用于把控制增益乘以电枢电流目标值和电枢电流之间的偏差以产生励磁控制信号,所述的励磁控制信号输出到发电机;以及电动机控制部分还配置用于在离合器接合方式转换到离合器分开方式时,把控制增益从离合器接合模式的正常值改变到高于正常响应值的高响应值。
8.如权利要求1所述的车辆驱动力控制装置,还含有过剩转矩计算部分,配置用于与接合离合器无关地,计算由主驱动源驱动的第二车轮的过剩转矩;和电动机转矩计算部分,配置用于基于过剩转矩计算电动机转矩;和方式选择部分,配置用于当电动机转矩高于预定的阈值时,选择多车轮驱动方式,和当电动机转矩等于或低于预定的阈值时,选择非全车轮驱动方式。
9.如权利要求8所述的车辆驱动力控制装置,其中,电动机控制部分还配置用于当电动机转矩等于或低于预定的阈值时,开始把电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性。
10.如权利要求8所述的车辆驱动力控制装置,其中,主驱动源配置用于驱动向电动机供电的发电机。
11.如权利要求10所述的车辆驱动力控制装置,其中,所述主驱动源是内燃机。
12.如权利要求10所述的车辆驱动力控制装置,还含有方式选择部分,配置用于选择多车轮驱动方式和非全车轮驱动方式之一,在多车轮驱动方式中第一车轮和第二车轮都被驱动,而非全轮驱动方式中,第一车轮不由电动机驱动。
13.如权利要求12所述的车辆驱动力控制装置,其中,电动机控制部分配置用于至少控制电动机的电枢电流和电动机的磁电流之一,从而在离合器控制部分分开离合器时,使得电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性。
14.如权利要求12所述的车辆驱动力控制装置,其中,电动机控制部分还配置用于通过控制车辆的发电机的励磁电流控制电动机的电枢电流,所述发电机由主驱动源驱动向电动机提供电枢电流。
15.如权利要求14的车辆驱动力控制装置,其中,电动机控制部分还包括电枢电流检测部分,配置用于检测电动机的电枢电流;电枢电流目标值计算部分,配置用于计算电动机的电枢电流目标值;和发电机输出控制部分,配置用于把控制增益乘以电枢电流目标值和电枢电流之间的偏差以产生励磁控制信号,所述的励磁控制信号输出到发电机;并且电动机控制部分还配置用于在离合器接合方式转换到离合器分开模式时,把控制增益从离合器接合模式的正常值改变到高于正常响应值的高响应值。
16.如权利要求15所述的车辆驱动力控制装置,还含有过剩转矩计算部分,配置用于与接合离合器无关地,计算由主驱动源驱动的第二车轮的过剩转矩;和电动机转矩计算部分,配置用于基于过剩转矩计算电动机转矩;和方式选择部分,配置用于当电动机转矩高于预定的阈值时,选择多车轮驱动方式,和当电动机转矩等于或低于预定的阈值时,选择非全车轮驱动方式。
17.如权利要求15所述的车辆驱动力控制装置,其中方式选择部分包括一个开关,用于手动地选择多车轮驱动方式和非全车轮驱动方式之一。
18.一种用于车辆的车辆驱动力控制装置,所述车辆具有向第一车轮传动驱动转矩的电动机、和安装在电动机和第一车轮之间的离合器,所述的车辆驱动力控制装置含有离合器控制装置,配置用于控制离合器的接合和分开;和电动机控制装置,配置用于通过在离合器控制装置分开离合器时,把电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性,控制电动机的响应特性。
19.控制车辆的方法,所述的车辆具有向第一车轮传动驱动转矩的电动机、和安装在电动机和第一车轮之间的离合器,所述方法含有当确定离合器分开方式时,分开离合器;并且通过在分开离合器时,把电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性,控制电动机的响应特性。
全文摘要
本发明提供了一种用于车辆的车辆驱动力控制装置,所述车辆具有向第一车轮传动驱动转矩的电动机、和安装在电动机和第一车轮之间的离合器。所述的车辆驱动力控制装置基本地含有离合器控制部分和电动机控制部分。所述的离合器控制部分配置用于控制离合器的接合和分开。所述的电动机控制部分配置用于通过在离合器控制部分分开离合器时把电动机的电动机响应特性从第一响应特性增加到第二响应特性,控制电动机的响应特性。
文档编号B60K17/356GK1496889SQ0315806
公开日2004年5月19日 申请日期2003年9月4日 优先权日2002年9月4日
发明者门田圭司, 镰田达也, 岩田泰明, 中村公尚, 也, 尚, 明 申请人:日产自动车株式会社
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