车辆驱动控制装置的制作方法

专利名称：车辆驱动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆的车辆驱动控制装置。更具体地说，本发明涉及装有发电机和当产生发电机输出不足时消除发电机输出不足的增压电路的车辆驱动控制装置。
背景技术：
在利用发动机和电动机驱动的混合车辆中，当发动机的转速较低时，例如当车辆从停止状态开始起动时，发电机输出，从而提供给电动机的电力常常不足。一个典型的例子是当车辆在上坡上开始起动时(其它例子包括在泥泞道路上，在沙路上，或者在雪路上开始起动)，并且由于发动机转速较低，发电机不能产生足够的电力。这种情况下，车辆不会按照驾驶员所要求的加速度，恰当地开始起动。
在美国专利公布No.2004/0044458(以日本专利公布No.2002-259160为基础)中，公开一种车辆驱动力控制设备，借助该设备，通过增大采用发电机和电动机的四轮驱动系统中的发动机转速，消除发电机输出不足。由于发电机由发动机驱动，如果发动机转速较低，那么它不能产生足够的电力。于是，车辆驱动力控制设备被配置成通过在不上移变速器的齿轮比的情况下，保持高的发动机转速，从而防止发电机输出下降。
鉴于此，对于本领域的技术人员来说，根据本公开内容，显然需要一种改进的车辆驱动控制装置。本发明解决了本领域中的这种需要以及其它需要，根据本公开内容，所述其它需要对本领域的技术人员来说是显而易见的。

发明内容
已发现在上在提及的技术中，当车速已被升高到一定程度，并且变速器被换到第二齿轮或更高齿轮时，发电机输出能够防止发电机输出降低，但是当车辆首次起动，和发动机转速较低时，这并不有效。在低转速下增大发电机输出的一种可行方法是增大发电机的尺寸，从而增大磁铁的数目和/或尺寸，但是这种方案存在缺点。即，如果发电机过大，它将不能装入发动机舱中。另外，增大磁铁的数量会导致成本较高。
鉴于这些问题，想出了本发明。本发明的一个目的是提供一种车辆驱动控制装置(发电机输出不足消除装置)，它能够解决上面提及的现有技术的缺点。
鉴于前述内容，提供一种车辆驱动控制装置，它基本上包括确定部分和发电机增压部分。确定部分被配置成确定和基于驾驶员的加速操作的所需加速度量相比，实际的车辆加速度是否不足。发电机增压部分被配置成依据确定部分确定的与要求的加速度量相比实际的车辆加速度不足的确定结果，增大发电机的励磁线圈电压的供给。
根据结合附图，公开本发明的优选实施例的下述详细说明，对本领域的技术人员来说，本发明的这些及其它目的，特征，方面和优点将是显而易见的。


现在参考构成本原始公开内容的一部分的附图图1是根据本发明的优选实施例，装有发电机和车辆驱动控制装置的四轮驱动车辆的示意方框图；图2是表示根据本发明的例证实施例，装有图1中图解说明的车辆驱动控制装置的四轮驱动车辆的控制系统结构的方框图；图3是表示根据本发明的优选实施例，图1中图解说明的四轮驱动车辆的驱动控制装置(4WD控制器)的方框图；图4是根据本发明的一个实施例，概述车辆驱动控制装置的基本组件的方框图；图5是表示根据本发明的例证实施例，由图1中图解说明的车用4WD控制器执行的处理序列的流程图；
图6是根据本发明的另一实施例，装入4WD控制器中的车辆驱动控制装置的系统结构图；图7是表示在根据本发明的驱动控制装置被装入图1中所示的车辆体系中的情况下，4WD控制器执行的处理的例子的流程图；图8是表示图7中所示的处理的变化的流程图；图9是表示图7中所示的处理的另一变化的流程图；图10是图解说明根据本发明的，已被装入带有发电机的车辆中的，并且其中增压电路不被起动的车辆驱动控制装置的操作的例子的时间图；图11是图解说明根据本发明的，已被装入带有发电机的车辆中的，并且其中由于车辆处于积雪中或者陡坡上，或者由于来自发电机和/或电池的电力较小，必须从日常电压增大该电压，因此增压电路被起动的车辆驱动控制装置的操作的另一例子的时间图；图12是图解说明根据本发明的，已被装入带有发电机的车辆中的车辆驱动控制装置的操作的另一例子的时间图；和图13表示当由根据本发明的车辆驱动控制装置升高的电压被施加于发电机的励磁线圈时，发电机的输出电流值。
具体实施例方式
下面将参考附图，说明本发明的选择实施例。对本领域的技术人员来说，根据本公开内容，本发明的实施例的下述说明显然只是对本发明的举例说明，而不是对由附加权利要求及其等同物限定的发明的限制。
首先参见图1和2，根据本发明的第一实施例说明车辆驱动力控制设备。如图1中所示，示意图解表示了一个四轮驱动车辆V，它装有一个发电机和根据本发明的驱动控制装置。如图1中所示，根据本实施例的车辆V具有由内燃机或主驱动源2驱动的左前轮1FL和右前轮1FR，以及由DC电动机或辅助驱动源3驱动的左后轮1RL和右后轮1RR。从而，前轮1FL和1FR充当主驱动轮，而后轮1RL和1RR充当辅助驱动轮。在经过自动变速器4和差动齿轮5之后，发动机2的输出扭矩Te被传递给左前轮1FL和右前轮1FR。环形驱动带6把来自内燃机2的动力传送给发电机7，发电机7向DC电动机3供给电力。从而，发动机2的一部分输出扭矩Te通过环形驱动带6被传递给发电机7。换句话说，发电机7以转速Ng旋转，转速Ng是通过把发动机2的转速Ne乘以环形驱动带6的带轮比(pulley ratio)得到的。发电机7根据由4WD控制器8调节的励磁电流Ifg，把负载施加于发动机2上。发电机7产生与它施加在发动机2上的负载扭矩对应的电力量。电池(车辆电源)B也被配置和安排成向DC电动机3和发电机7供给电力。
4WD控制器8是最好包括具有4WD控制程序的微计算机的控制单元，4WD控制器8在操作上与内燃机2和电动机4耦接，以便控制内燃机2施加给左前轮1L和右前轮1R的扭矩，和电动机4施加给左后轮3L和右后轮3R的扭矩，如下所述。4WD控制器8还可包括其它常规组件，例如输入接口电路，输出接口电路，和诸如ROM(只读存储器)器件与RAM(随机读取存储器)器件之类的存储装置。存储电路保存处理结果和控制程序。4WD控制器8的RAM保存操作标记的状态和控制程序的各种控制数据。4WD控制器8的ROM保存控制程序的各种操作。4WD控制器8能够根据控制程序，有选择地控制驱动力控制设备的任意组件。根据本公开内容，对本领域的技术人员来说，4WD控制器8的准确结构和算法显然可以是实现本发明的功能的硬件和软件的任意组合。换句话说，权利要求中使用的“装置加功能”子句应包括可被用于实现“装置加上功能”子句的功能的任意结构，包括(但不限于)硬件和/或算法或软件。此外，权利要求中使用的术语“装置”和“部分”应包括任意结构，即，硬件、软件或者硬件和软件的组合。
发电机7产生的电力通过电线9和接线盒10，被传递给DC电动机3。DC电动机3的输出轴与减速齿轮11，电磁离合器12和差动齿轮13连接。差动齿轮13的左右输出端通过驱动轴13L和13R，与左后轮1RL和右后轮1RR连接。
内燃机2具有进气道14(例如，进气歧管)，进气道14包括主节气门15和辅助节气门16。根据油门踏板(accelerator pedal)17的压下量调节/控制主节气门15的节气门开度。特别地，油门传感器(acceleratorsensor)18被安排和配置成检测油门踏板17的压下量。来自油门传感器18的压下量检测值作为控制信号被输出给4WD控制器8。油门踏板17构成或者起油门位置检测装置或传感器，或者节气门开度指令装置或传感器的作用。为了调节主节气门15的节气门开度，主节气门15或者机械地与油门踏板17的压下量联接，或者根据来自检测油门踏板17的压下量的油门传感器18的压下量检测值，由发动机控制器19以电子方式调节/控制。油门传感器18构成加速或减速指示传感器。从而，这里使用的短语“油门位置开度”指的是主节气门15的节气门开度量，或者油门踏板17或类似加速器装置的压下量。
辅助(surbordinate)节气门(throttle valve)16使用步进电动机20作为调节其节气门开度的作动器。具体地说，依据步进电动机20的旋转角(它对应于步进计数)，调节/控制辅助节气门16的节气门开度。步进电动机20的旋转角由来自电动机控制器21的驱动信号调节/控制。辅助节气门16配有图2中所示的节气门传感器。根据节气门传感器22检测的节气门开度检测值，反馈控制步进电动机20的步进计数。通过调节辅助节气门16的节气门开度，以便小于主节气门15的节气门开度，能够与驾驶员的油门踏板17操作无关地控制(减小)内燃机2的输出扭矩。
车辆驱动控制装置还装有发动机转速传感器23，多个轮速传感器24FL、24FR、24RL和24RR，档位或齿轮位置传感器25(齿轮比(gearration)检测装置)和扭矩传感器26。发动机转速传感器23被配置和安排成检测内燃机2的转速Ne。发动机转速传感器23把表示发动机转速Ne的控制信号输出给4WD控制器8。轮速传感器24FL、24FR、24RL、24RR分别设置在车轮1FL、1FR、1RL和1RR上。每个轮速传感器24FL、24FR、24RL、24RR被配置和安排成检测轮速，并把各个检测的轮速VwFL、VwFR、VwRL、VwRR发送给4WD控制器8。档位或齿轮位置传感器25被配置和安排成检测自动变速器4的档位(当前换档范围或齿轮位置)。档位或齿轮位置传感器25把表示检测的档位的信号发送给4WD控制器8。变速器4根据来自变速器控制单元(图中未示出)的换档命令，执行换档。变速器控制单元保存包含信息的表格或类似物，所述信息描述基于车速和油门位置(accelerator position)的变速器的换档安排。当根据当前车速和油门位置，确定车辆将经过变速点时，变速器控制单元向变速器发出换档命令。
扭矩传感器26被配置和安排成检测从自动变速器4的输出端传递给前轮的驱动扭矩。档位传感器25检测的档位和扭矩传感器26检测的前轮驱动扭矩TF被送入4WD控制器8。
4WD开关27设置在驾驶员座位附近，用于选择是否使用四轮驱动模式。来自4WD开关的转换信号也被送给4WD控制器8。
如图2中所示，发电机7具有三相A连接的定子线圈SC和励磁线圈FC，定子线圈SC的每个连接节点与由二级管构成的调节电路30连接。发电机7被配置成输送例如42伏的最大DC输出电压VG。励磁线圈FC的一端通过二极管D1与调节电路30连接，并通过沿反向偏压方向定向的二极管D2和4WD继电器31，与具有规定电压(例如12伏)的电池32连接。励磁线圈FC的另一端通过沿正向偏压方向定向的飞轮(flywheel)二极管DF，与二极管D1和D2的阴极连接，并通过构成稳压器的二极晶体管33接地。
配置成通过调节电路30和二极管D1供给励磁电流Ifg的部分发电机电路构成自激电路(self-exciting circuit)，配置成通过电池32和二极管D2供给励磁电流Ifg的部分发电机电路构成他激电路(separateexciting circuit)。二极管D1和D2充当“选择高电平”部分，起选择自激电路和他激电路提供的电压中的较高电压。
4WD继电器31的继电器线圈的一端与点火继电器35的输出端连接，4WD继电器31的继电器线圈的另一端与4WD控制器8连接，点火继电器35通过点火开关34与电池32连接。
4WD控制器8通过调节流经励磁线圈(发电机励磁线圈)FC的励磁电流Ifg，控制发电机7施加在发动机2上的发电机负载扭矩Tg和发电机7产生的输出电压VG。双极晶体管33接收来自4WD控制器8的脉宽调制(PWM)发电机控制命令(励磁电流值)C1，并根据发电机控制命令C1，调节发电机7的励磁电流Ifg。
电动机继电器36和电流传感器37串联连接，并布置在接合盒10内。电动机继电器36起根据来自4WD控制器8的命令，使电力供给与DC电动机3连接或断开的作用。电流传感器37检测从发电机7供给DC电动机3的电枢电流Ia，并把指示检测到的电枢电流Ia的信号发送给4WD控制器8。4WD控制器8还检测供给DC电动机3的电动机电压Vm。
DC电动机3的励磁电流Ifm由从4WD控制器8发出的脉宽调制励磁控制命令控制，并且起电动机输出扭矩命令的作用。从而通过调节励磁电流Ifm，调节驱动扭矩Tm。热敏电阻38检测DC电动机的温度，并把检测的温度值送给4WD控制器8。充当电动机转速检测部分的电动机转速传感器39检测DC电动机3的输出轴的转速Nm，并把检测的转速Nm送给4WD控制器8。
电磁离合器12具有激励线圈12a，其一端与4WD继电器21的输出端连接，另一端与4WD控制器8连接，并通过充当4WD控制器8内的开关器件的开关晶体管40接地。脉宽调制离合器控制命令CL被送入晶体管40的基极，用于控制激励线圈12a中的电流，从而控制从DC电动机3传送给后轮1RL、1RR(辅助驱动轮)的扭矩。
最好根据本发明的车辆驱动控制装置被装入4WD控制器8或类似物之中。例如，如图3中所示，4WD控制器8包括用于四轮驱动车辆V的驱动控制装置，四轮驱动车辆V装备有电动机3和发电机7。4WD控制器8基本上包括发电机控制部分或单元8A(包括加速度计算部分，实际加速度检测部分和发电机输出计算部分)，继电器控制部分或单元8B，电动机控制部分或单元8C，离合器控制部分或单元8D，多余扭矩计算部分或单元8E，目标扭矩限制部分或单元8F，多余扭矩转换部分或单元8G，牵引力控制部分或单元8T，和增压控制部分或单元8U(包括确定部分和增压部分)。发电机控制单元8A和增压控制单元8U构成根据本发明的车辆驱动控制装置120。
图4是表示根据本发明一个实施例的车辆驱动控制装置120的基本组件的方框图。如图4中所示，驱动控制部分120设置有加速度计算部分(电路)122，实际加速度检测部分(电路)124，发电机输出计算部分(电路)126，确定部分(电路)128和增压部分(电路)130。
加速度计算部分122根据油门位置，计算驾驶员要求的加速度。实际加速度检测部分124根据来自加速度传感器28的信号，或者根据轮速，检测(或计算)车辆的实际加速度，如下所述。发电机输出计算部分126根据驾驶员要求的加速度，计算目标电动机扭矩，随后计算对应于目标电动机扭矩的发电机输出。确定部分128确定与驾驶员要求的加速度相比，实际加速度是否不足，或者与驾驶员要求的加速度相比，发电机输出是否不足。当确定部分128确定实际加速度或发电机输出不足时，增压部分130增大从电池(车载电源)B供给发电机7的电压。于是，消除发电机输出不足，并产生所需的电动机扭矩，从而使车辆能够根据驾驶员要求的加速度，恰当地起动。
下面将关于根据本发明的车辆驱动控制装置已被装入图1中所示的车辆中的情况，说明由4WD控制器8执行的处理。
图5是表示由在如图1中所示装备的车辆中使用的4WD控制器8的多余扭矩转换部分8G执行的处理的例子的流程图。
首先，在步骤S20，4WD控制器8通过确定滑动速度ΔVF是否大于0，确定车辆是否正在经历加速打滑。如果滑动(slippage)速度ΔVF被确定为大于0，那么4WD控制器8进入步骤S22，因为前轮1FL和1FR正在经历加速打滑。如果4WD控制器8确定滑动速度ΔVF小于或等于0，那么4WD控制器8不进入步骤S22，因为前轮1FL和1FR未正在经历加速打滑。
在步骤S21，通过检查操作标记F4WD是否被设置成“0”，确定车辆是否处于四轮驱动状态。换句话说，4WD控制器8确定指示车辆是否处于电动机3正在运转的四轮驱动模式的操作标记F4WD是否已被重置为“0”。当操作标记F4WD被设置成“0”时，这表示电动机4不被驱动，车辆处于两轮驱动状态。如果操作标记F4WD已被重置为“0”，从而4WD控制器8结束该处理序列，不执行多余扭矩转换处理，并返回多余扭矩计算单元8E的处理。如果操作标记F4WD的值为“1”，那么4WD控制器8进入步骤S23(后面说明)。
同时，如果在步骤S20，滑动速度ΔVF被确定为大于0，前轮1FL和1FR被认为正在经历加速打滑，4WD控制器8进入步骤S22。
相反，当步骤S20的确定结果是滑动速度ΔVF被确定为大于0，则确定前轮1FL和1FR正在经历加速打滑，则过程进入步骤22。在步骤22，操作标记F4WD被设置为“1”，并且过程进入步骤S23。
在步骤S23，4WD控制器8读入电动机转速传感器39检测的DC电动机3的转速Nm，并通过利用DC电动机3的转速Nm，查阅电动机励磁电流目标值计算图，计算目标电动机励磁电流值Ifmt。从而，参考图5的步骤S23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。
目标电动机励磁电流计算图具有根据自动变速器4的驱动范围(D)的第一齿轮(gear)产生的特征曲线L1，所述第一齿轮是具有该范围中的最大齿轮比的齿轮。该图的水平轴表示电动机转速，垂直轴表示目标电动机励磁电流值Ifmt。在从电动机转速Nm为0到达到第一规定值N1的时段内，目标电动机励磁电流值Ifmt被保持为预定的最大电流值Imax。当电动机转速Nm超过第一规定值N1时，目标电动机励磁电流值Ifmt沿着相对较大的斜坡降低，直到电动机转速Nm达到第二规定值N2为值，第二规定值N2大于第一规定值N1。当电动机转速Nm介于第二规定值N2和大于第二规定值N2的第三规定值N3之间时，目标电动机励磁电流目标值Ifmt被保持为低的电流值IL，电流值IL低于初始电流值IIN。当电动机转速Nm超过第三规定值N3时，目标电动机励磁电流值Ifmt沿着更大的斜坡降低，直到达到0为止。
当转速Nm介于0和规定值N1之间时，相对于电动机转速Nm，目标电动机励磁电流值Ifmt被保持为固定的电流值IMAX。当转速Nm超过规定转速值N1时，利用众所周知的弱励磁控制法，减小DC电动机3的励磁电流Ifm。更具体地说，当DC电动机3的转速升高时，DC电动机3中的感应电压E增大，电动机扭矩下降。从而，当DC电动机3的转速Nm超过规定值N1时，DC电动机3的励磁电流Ifm被减小，以便降低感应电压E，从而增大流入DC电动机3的电流，以便获得所需的电动机扭矩Tm。从而，即使DC电动机3的转速升高，也能获得所需的电动机扭矩Tm，因为防止了感应电压E升高，从而防止电动机扭矩下降。由于分两阶段控制电动机励磁电流Ifm，即，一个励磁电流用于低于规定转速的转速，另一励磁电流用于等于或高于规定转速的转速，和连续控制励磁电流的情况相比，可使电子电路较低廉。
随后，过程进入步骤S24。在该步骤中，在步骤S23中计算的电动机励磁电流目标值Ifmt由4WD控制器8输出给电动机控制部分8C，过程进入步骤S25。
随后，过程进入步骤S25。在步骤S25，4WD控制器8利用图5中所示的电动机感应电压计算图，根据电动机转速Nm和在步骤S23中计算的电动机励磁电流目标值Ifmt，计算电动机感应电压E。电动机感应电压计算图被配置成不同电动机励磁电流目标值Ifmt的曲线被绘制在水平轴为电动机转速Nm，垂直轴为电动机感应电压E的图上。所使用的特征曲线取决于目标电动机励磁电流值Ifmt。特征曲线被配置成当电动机转速Nm增大时，电动机感应电压E基本上线性增大，当电动机励磁电流目标值Ifmt增大时，电动机感应电压E也增大。
随后，过程进入步骤S26。在该步骤中，确定四轮驱动状态是否被建立，例如，四轮驱动终止条件是否被满足。举例来说，确定最近的电动机扭矩目标值Tmt(n-1)等于或小于先前设置的电动机扭矩阈值TmTH。当最近的电动机扭矩目标值Tmt(n-1)大于先前设置的电动机扭矩阈值TmTH时，确定四轮驱动状态未被建立(四轮驱动终止条件未被满足)，过程进入步骤S27。当最近的电动机扭矩目标值Tmt(n-1)小于先前设置的电动机扭矩阈值TmTH时，4WD控制器8的确定结果是四轮驱动状态被建立(四轮驱动终止条件被满足)，过程进入步骤S30。
在步骤S27，4WD控制器8计算与多余扭矩计算部分8E计算的目标发电机负载扭矩值Tgt对应的目标电动机扭矩值Tmt，并进入步骤S28。
在步骤S28，4WD控制器8利用规定目标电枢电流值计算图，计算与目标电动机扭矩值Tmt和目标电动机励磁电流值Ifmt对应的目标电枢电流值Iat。该图的水平轴表示目标电动机扭矩值Tmt，垂直轴表示目标电枢电流值Iat。所使用的特征曲线取决于目标电动机励磁电流值Ifmt。特征曲线被配置成当电动机输出扭矩Tm为0时，目标电枢电流值Iat为0，而不考虑目标电动机励磁电流值Ifmt。当电动机输出扭矩Tm增大时，电枢电流目标值Iat增大，但是当电动机励磁电流目标值Ifmt增大时，电枢电流目标值Iat减小。当电动机输出扭矩Tmt变大时，电枢电流目标值Iat按照从最小的电动机励磁电流目标值Ifmt开始的顺序，依次变成0。
随后，过程进入步骤S29。在步骤S29，在前一步骤中计算电枢电流目标值Iat之后，4WD控制器8利用下面的等式(1)，根据目标电枢电流值Iat，电线9和DC电动机3的线圈的组合电阻R，和感应电压E，计算发电机7的目标电压值VGVG＝Iat×R+E (1)在发电机7的目标电压值VG被发送给发电机控制单元之后，4WD控制器8结束该处理序列，并返回多余扭矩计算单元8E的处理。
同时，在步骤S30，4WD控制器8执行电动机扭矩减小处理，由此，4WD控制器8把前一循环的目标电动机扭矩值Tmt(n-1)减小规定量ΔTmt，以便计算当前循环的目标电动机扭矩值Tm(n)Tm(n)＝Tmt(n-1)-ΔTmt。
在步骤S31，4WD控制器8确定目标电动机扭矩值Tmt(n)是否等于或小于0。如果目标电动机扭矩值Tmt(n)大于0，那么4WD控制器8进入步骤S28。如果目标电动机扭矩值Tmt(n)等于或小于“0”，那么4WD控制器8进入步骤S32，把操作标记F4WD重置为“0”。
图6是具有根据本发明另一实施例的车辆驱动控制装置的4WD控制器8′的系统结构图。如图6中所示，在本实施例中，增压电路230被装入4WD控制器8′使用的控制发电机励磁电流的他激线路中。4WD控制器8′执行增压电路230(DC/DC转换器)内的振荡电路(晶体管)240的PWM通/断控制，从而通过可变地控制电压升高量，控制保存在增压电路内的电容器中的电荷的数量。从而，能够可变地控制施加给交流发电机驱动器内的励磁线圈的电压。当4WD控制器8′的PWM控制关闭振荡电路240时，在励磁线圈消耗保存在增压电路的电容器中的电压之后，发电机恢复正常操作，其中通过增压电路内的线圈，12伏车辆电源的电压被施加给励磁线圈。
图7是表示在根据本发明的驱动控制装置被装入图1中所示的车辆中的情况下，4WD控制器8′执行的处理的例子的流程图。如图7中所示，在图5的步骤S28和S29之间，执行图7中的由4WD控制器8′进行的处理。
在步骤T20，4WD控制器8′确定油门位置是否为ON。如果油门位置为ON，那么4WD控制器8′进入步骤T21，如果油门位置为OFF，那么4WD控制器8′进入步骤T22。在步骤T21，4WD控制器8′确定后轮速度(即，由电动机驱动的车轮的速度)是否大于0。如果是，那么4WD控制器8′进入步骤T23，起动增压电路。在步骤T22，4WD控制器8′确定自从打开增压电路以来，是否已过去规定的时间t。如果已过去规定的时间t，那么4WD控制器8′进入步骤T24，并关闭增压电路。如果否，那么4WD控制器8′进入步骤T23。
图8是图解说明图7中所示的处理的变化的流程图。如图8中所示，在图5的步骤29和返回之间执行与本变化相关的处理。在步骤P20，4WD控制器8′确定电压未被增大的情况的发电机输出容量极限。更具体地说，4WD控制器8′读取根据不同的发动机转速建立的数个发电机图或“特征曲线”(类似于图中所示的那些)，并选择最接近于当前发动机转速的特征曲线(在本例中，控制器从曲线(1)、(2)和(3)中进行选择)。在步骤P21，4WD控制器8′比较点(VG，Iat)和选择的发电机图，并确定该点是否在该图中。如果点(VG，Iat)在该图中，那么4WD控制器8′进入步骤P22。如果否，那么4WD控制器8′进入步骤P23。在步骤P22，4WD控制器8′通过把脉宽调制占空比设置为0％，关闭增压电路。在步骤P23，比较增压特征曲线图和点(VG，Iat)，确定所需的增压，并选择与所需的增压对应的PWM占空比。4WD控制器8′随后通过指定选择选择的PWM占空比，操作增压电路。
图9是表示图7中所示的处理的另一变化的流程图。在步骤Q20中，4WD控制器8′根据油门(accelerator)响应(例如，压下量，压下速度等)，计算目标加速度Gt。在步骤Q21，4WD控制器8′利用下述等式(2)，根据辅助车轮(即由电动机驱动的车轮)的转速趋势的差分值，计算车辆加速度VwRr。
车辆加速度＝VwRr (2)在步骤Q22，4WD控制器8′确定由下述等式(3)给出的实际加速度的不足ΔG是否大于0(即，车辆的加速度是否不足)。
ΔG＝Gt-VwRr (3)如果实际加速度ΔG大于0，那么4WD控制器8′进入步骤Q23。如果否，那么4WD控制器8′结束该处理序列。即使在正常情况下，在压下油门和车辆实际开始移动之间也存在延迟。为了防止如果增压电路被过快打开，会导致的电力的不必要消耗(并且这会导致燃油效率降低)，在步骤Q23中，4WD控制器8′设置一定量的时间Tup，用于确定现在是否该开始升高电压，并确定所述时间Tup是否已过去。如果时间Tup已过去，那么4WD控制器8′进入步骤Q24。如果否，那么4WD控制器8′进入步骤Q22。在步骤Q24，4WD控制器8′使用规定的图，设置与实际加速度不足ΔG对应的目标电压增大值，并开始增大电压。
更具体地说，在正常情况下从停止状态加速的期间，可用较小的目标电动机扭矩使车辆加速，并且由于目标发电机电压Vt较小，并在最大输出(Vlimit)的范围之内，因此在不起动增压电路的情况下，能够获得与驾驶员压下油门的量匹配的加速度。借助本发明，由于在这种情况下，电压不被增大，因此减少了能量损失。同时，当车辆试图在覆盖着厚厚的积雪或者具有陡的斜坡的道路上起动时，要求大的目标电动机扭矩，目标发电机电压Vt变大，并超过在不增大供给发电机的励磁线圈的电压的情况下所能输出的最大输出电压(Vlimit)。从而，在不增大发电机的励磁线圈电压的情况下，车辆不能起动。这种情况下，借助本发明，供给发电机的励磁线圈的电压被增大，增大量对应于目标发电机电压Vt超过最大输出电压(Vlimit)的量，从而，可用最小的所需发电机帮助使车辆开始转动。在车辆开始移动，并达到驾驶员要求的加速度之后，停止增压电路，允许车辆以发电机的正常容量(即，在不增大供给励磁线圈的情况下它所具有的容量)行驶。从而，本发明具有下述优点能够使用尺寸较小，于是能够更容易地安装在车辆中的发电机；所导致的能量损失相对较小，燃油效率的降低较小，因为即使在正常的日常情况下，发电机输出变得不足时，增压电路被控制，从而提供最小的所需电压增大。
此外，是否控制增压电路以车辆加速度不足ΔGg或发电机输出电压不足ΔVg为基础，本发明提供如上所述相同的优点。即，能够使用尺寸较小，于是能够更容易地安装在车辆中的发电机；所导致的能量损失相对较小，燃油效率的降低较小，因为在正常的日常情况下，发电机输出变得不足时，增压电路被控制，从而提供最小的所需电压增大。
图10是图解说明根据本发明的，已被装入带有发电机的车辆中的驱动控制装置的操作的例子的时间图。图10图解说明了增压电路未工作的情况。如图10中所示，当车速根据油门位置稳定增大，并产生足够的发电机输出和电动机扭矩时，增压电路工作命令保持关闭，不起动增压电路。
图11是图解说明根据本发明的，已被装入带有发电机的车辆中的驱动控制装置的操作的另一例子的时间图。图11图解说明了由于车辆在积雪之中或在陡坡上，或者由于发电机和/或电池较小，并且必须在日常的基础上增大电压，增压电路被起动的情况。如图11中所示，当车速没有与油门位置相适应地增大(即，当车辆不能克服阻止车辆起动的阻力时)，驱动控制装置根据目标发电机输出电压和在不增大发电机励磁电压的情况下所能获得的最大发电机输出电压(发电机输出极限)之间的差值ΔVg，发出增压电路工作命令(电压增大量命令，即PWM占空比)。响应该工作命令，增压电路把电压增大所需的最小量，从而消除发电机输出不足。或者，如果驱动控制装置被配置成执行增压电路的ON/OFF控制，那么驱动控制装置把增压电路工作命令的值设置成ON，作为响应，增压电路工作，消除发电机输出不足，从而车辆能够开始移动。
虽然图11图解说明了根据目标发电机输出与实际发电机输出之间的差值，控制电压增大量的情况，不过根据目标加速度与实际加速度之间的差值，控制电压增大量也是可接受的。图12中图解说明了这种情况，图12也是图解说明根据本发明的，已被装入带有发电机的车辆中的驱动控制装置的操作的例子的时间图。如图12中所示，当车速没有与油门位置相适应地增大(即，当车辆不能克服阻止车辆起动的阻力时)，驱动控制装置根据目标加速度(它是根据油门位置计算的值)和实际加速度之间的差值ΔG，发出增压电路工作命令(电压增大量命令，即PWM占空比)。响应该工作命令，增压电路把电压增大所需的最小量，从而消除发电机输出不足。
图13表示了当由根据本发明的车辆驱动控制装置升高的电压被施加给发电机的励磁线圈时，发电机的输出电流值。如图13中所示，增压电路把电压升得越高，发电机的输出电流越大。例如，在车辆开始起动时通常可用的低电压下，只能够获得大约180安培的情况下，如果电压被升高到20伏，那么能够获得290安培的发电机输出。由于电动机扭矩正比于电流，因此能够以这样的方式可变地控制扭矩，以致被增大高达1.6倍(290/180＝1.6)。
在本发明的车辆驱动控制装置中，增压部分(电路)被配置成当确定部分确定实际加速度不足时，从车载电源(例如电池，电容器或燃料电池)增大供给发电机(自激励磁线圈或他激励磁线圈)的电压。从而，借助本发明，供给发电机的励磁线圈的电压可被增大(例如，高于12伏的标准电池电压)，从而增大励磁线圈中的电流，增大由励磁线圈产生的磁通量。从而，即使励磁磁铁的数量和强度都没有增大，也能够按照如同已增大磁铁的数量或强度的相同方式，增大发电机的输出容量。从而，由于能够获得和驾驶员要求的加速度相适应的恰当电动机扭矩，能够消除从停止状态开始起动时扭矩不足的问题，并且能够改进驾驶员对车辆的控制。此外，可在不增大发电机的大小，或者以其它方式使发电机更难以安装在车辆中的情况下，增大发电机输出。增压电路可被安装在与安装发电机的空间隔离的空间中，从而发动机周围的空间不会受到为改进发电机的输出性能而采取的措施的干扰。
另外，借助本发明，当四轮驱动系统被配置成增大车辆电源(电池)的电压，并使用增大的电压作为发电机的励磁线圈的电源时，例如当发电机是他激发电机(即，其中利用外部电源激励励磁线圈的发电机)时，能够按照可变方式控制电压增大量。由于增压电路使用车载电源的能量，以便增大电压，如果电压持续被增大，那么车辆电源将被耗尽，电源的使用寿命会被缩短。另外，会招致能量损耗，燃油效率将下降。但是，由于本发明配有确定部分，系统可被控制成以致在从停止状态和正常驱动状态下的正常加速期间，电压不被增大，并且只有当需要大的驱动输出时才增大电压。从而，和增压功能的简单ON/OFF控制相比，能量的消耗可被优化，可使燃油效率的下降最小化。
这里使用的下述方向术语“正向，反向，向上，向下，垂直，水平，下面和横向”，以及任意其它类似的方向术语指的是装有本发明的车辆的那些方向。因此，应关于装有本发明的车辆，解释用于描述本发明的这些术语。
这里用于描述由组件、部分、装置等执行的操作或功能的术语“检测”包括不需要物理检测，但是包括执行所述操作或功能的确定或计算等的组件、部分、装置等。这里用于描述装置的组件、部分或部件的术语“配置”包括构成和/或编程为执行所需功能的硬件和/或软件。此外，权利要求中表述成“装置加功能”的术语应包括可被用于实现本发明的部分的功能的任意结构。这里使用的诸如“基本上”，“大约”和“近似”之类的程度术语意味着修改术语的合理偏离量，以致最终结果不会显著改变。例如，这些术语可被解释成包括修改术语的至少±5％的偏离，如果该偏离不会否定它所修改的单词的含义。
本申请要求日本专利申请No.2003-423436的优先权。日本专利申请No.2003-423436的整个内容作为参考包含于此。
虽然只选择了挑选的实施例来图解说明本发明，但是对于本领域的技术人员来说，根据本公开内容，在不脱离附加权利要求定义的本发明的范围的情况下，可做出各种变化和修改。此外，根据本发明的实施例的前述说明只是用于举例说明，不是对附加权利要求及其等同物限定的本发明的限制。从而，本发明的范围并不局限于公开的实施例。
权利要求
1.一种车辆驱动控制装置，包括确定部分，被配置成确定和基于驾驶员的加速操作的要求加速度量相比，实际的车辆加速度是否不足；和发电机增压部分，被配置成依据确定部分确定的与要求的加速度量相比实际的车辆加速度不足的确定结果，增大发电机的励磁线圈电压的供给。
2.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，其中发电机增压部分还被配置成把励磁线圈电压增大某一量，所述量以对应于目标电动机扭矩的发电机输出量与在不增大励磁线圈电压的情况下发电机能够产生的最大发电机输出量之间的差值为基础。
3.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，其中增压部分还被配置成把励磁线圈电压增大某一量，所述量以要求的加速度量和实际的车辆加速度之间的差值为基础。
4.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，其中增压部分还被配置成把励磁线圈电压增大某一量，所述量以要求的加速度量与利用电动机扭矩所能获得的车辆加速度之间的差值为基础，所述电动机扭矩是利用在不增大励磁线圈电压的情况下发电机能够产生的最大发电机输出，所能获得的电动机扭矩。
5.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，还包括加速度计算部分，被配置成根据油门位置和节气门开度量之一，计算要求的加速度量。
6.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，还包括实际加速度检测部分，被配置成根据表示实际车辆加速度的信号，计算实际的车辆加速度。
7.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，还包括发电机输出计算部分，被配置成计算发电机的输出。
8.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，还包括车辆电源，被配置成向驱动车轮的电动机提供电力，以及把励磁线圈电压的增量提供给发电机。
9.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，其中增压部分还被配置成以可变的方式增大励磁线圈电压。
10.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，还包括配置并安排成驱动主驱动轮和发电机的主驱动源。
11.按照权利要求1所述的车辆驱动控制装置，还包括配置并安排成用发电机产生的电力驱动辅助驱动轮的电动机。
12.按照权利要求10所述的车辆驱动控制装置，还包括配置并安排成用电动机产生的电力驱动辅助驱动轮的电动机。
13.按照权利要求12所述的车辆驱动控制装置，还包括车辆电源，被配置成向电动机提供电力，以及把励磁线圈电压的增量提供给发电机。
14.按照权利要求12所述的车辆驱动控制装置，其中发电机增压部分还被配置成把励磁线圈电压增大某一量，所述量以对应于目标电动机扭矩的发电机输出量与在不增大励磁线圈电压的情况下，发电机能够产生的最大发电机输出量之间的差值为基础。
15.按照权利要求12所述的车辆驱动控制装置，其中增压部分还被配置成把励磁电压增大某一量，所述量以要求的加速度量和实际的车辆加速度之间的差值为基础。
16.一种车辆驱动控制装置，包括确定装置，被配置成确定和基于驾驶员的加速操作的要求加速度量相比，实际的车辆加速度是否不足；和发电机增压装置，被配置成依据确定装置确定的与要求的加速度量相比实际的车辆加速度不足的确定结果，增大发电机的励磁线圈电压的供给。
17.一种控制车辆的发电机的方法，包括检测车辆的实际车辆加速度；检测车辆驾驶员的加速操作；确定与要求的加速度量相比实际的车辆加速度是否不足；和依据与要求的加速度量相比实际的车辆加速度不足的确定结果，增大发电机的励磁线圈电压的供给。
全文摘要
一种装有确定部分和增压部分的驱动控制装置。确定部分确定和于驾驶员要求的加速度相比，实际加速度是否不足，或者与驾驶员要求的加速度相比，发电机输出是否不足。当确定部分确定实际加速度或发电机输出不足时，增压部分增大从车载电源供给发电机的电压。从而，发电机输出不足被消除，并产生所需的电动机扭矩，从而使车辆能够根据驾驶员要求的加速度，恰当地开始起动。
文档编号B60L15/20GK1629006SQ20041010468
公开日2005年6月22日 申请日期2004年12月17日 优先权日2003年12月19日
发明者清水弘一 申请人:日产自动车株式会社