用于汽车的驱动力控制装置和方法

专利名称：用于汽车的驱动力控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及用于汽车的驱动力控制装置和方法，通过使用发电机和电容器(例如电池或电容)的电能，能够驱动辅助驱动轮。所述发电机通过车辆的内燃机驱动。所述内燃机对车辆的主要驱动轮进行驱动。
背景技术：
日本专利申请第一次公开No.2000-318473(2000年11月21日出版)举例说明了以前曾提出的车辆驱动力控制装置。在该驱动力控制装置中，主要驱动轮由内燃机驱动，辅助驱动轮由马达驱动，从而使车辆处于四轮驱动的状态。此时，内燃机的动能驱动发电机，马达由发电机的电能进行驱动。

发明内容
当以前提出的驱动力控制装置应用于质量较大(重量级)的车辆以及启动性能被进一步改善的车辆时，就有必要增加马达的发生扭矩(generationtorque)。为了实现这一目的，即放大发生扭矩，发电机的电能就需要增大。例如，需要使用大尺寸的发电机。此外，还额外安装了电池，从而在不增加发电机容量的情况下增加马达的发生扭矩，同时也保证了所需的电流。不过，仅仅在以前提出的驱动力控制装置中加入电池，就可以在发电机电压和马达电压都较低的低速区中由电池向马达提供所需的大量电流。不过，在发电机电压和马达电压都较高的高速区中，当发电机和马达的电压都高于电池的电压时，发电机的部分输出电流就会流入电池。因此，所需的发电机电压和马达电压就得不到保障，从而存在这样一种可能，即无法保证四轮驱动所需的充足的驱动力。
因此，本发明的一个目的就是提供用于汽车的驱动力控制装置和方法，从而能够高效地增加马达的发电驱动力。
根据本发明的一个方面内容，提供了一种用于汽车的驱动力控制装置，包括对车辆的主要驱动轮进行驱动的内燃机；由内燃机驱动的发电机；由发电机的电能驱动的、能够驱动除了主要驱动轮以外的其他车轮的马达；与马达并联地电连接于发电机的电容器；电容器控制部分，当车速(Vv)等于或小于预定车速时，该电容器控制部分使所述电容器与马达相连，当车速超过预定车速时，该电容器控制部分使所述电容器从所述马达和发电机断开。
根据本发明的另一方面内容，提供了一种用于汽车的驱动力控制方法，包括提供对车辆的主要驱动轮进行驱动的内燃机；提供由内燃机驱动的发电机；提供由发电机的电能驱动、能够驱动除了主要驱动轮外的其他车轮的马达；提供与马达并联地电连接于发电机的电容器；当车速(Vv)等于或小于预定车速时使所述电容器与马达相连，当车速超过预定车速时使所述电容器从所述马达和发电机断开。
根据本发明，使保证四轮驱动车辆所需的驱动力成为可能。本发明的内容部分没有必要描述所有的必要技术特征，本发明也可以是这些技术特征的重新组合。


图1是汽车的粗略系统结构的视图，根据本发明优选实施例的驱动力控制装置可应用于其中；图2是图1所示的4WD(四轮驱动)控制器周围的系统结构图；图3是图1和2所示的4WD控制器的功能方框图；图4是表示所述4WD控制器的额外扭矩(torque)计算部分的处理过程的流程图；图5A和5B是表示加速器开启角、车速和第二目标马达扭矩之间关系的特性图；图6是图1和2所示的4WD控制器的马达变量调节部分中执行的处理流程图；图7是所述4WD控制器的电池控制部分的处理流程图；图8是表示图1所示的发动机控制器工作过程的处理流程图；图9A和9B是特性曲线，每个都表示了图7的处理流程图中所使用的预定车速。
具体实施例方式
下文中将参考附图以利于更好地理解本发明。
图1示出了根据本发明优选实施例的车辆驱动力控制装置的系统结构图。如图1所示，本实施例中的汽车包括通过发动机2驱动的主要驱动轮前左和前右轮1L、1R，通过马达4驱动的辅助驱动轮后左和后右轮3L、3R。发动机2的输出扭矩Te通过自动变速器30和第一差速器(differential gear)31传输至前左和前右车轮1L、1R。
用于检测当前变速范围(gear-shift range)的换档位置检测部分32安装于自动变速器30中并向4WD控制器8输出检测的换档位置信号。变速操作由自动变速器30根据来自变速控制部分(未示出)的换档命令执行。所述变速控制部分被提供了如下信息，例如为图表形式的基于车速Vv和加速器开启角θ的变速计划，并且当该控制部分根据当前车速Vv和加速器开启角θ判定出已经过变速点时，该控制部分向自动变速器30输出换档命令。
主节气门15和次节气门16插入发动机2的进气通道14(例如，进气歧管)。在主节气门15中，根据加速器(油门)踏板17的下压量对节气门开启角进行控制，所述踏板17即为加速器开启角度指示设备(加速指标操作部分)。该主节气门15与控制加速器踏板17的下压量机械地互联，其节气门由发动机控制器18的电调控制根据加速器传感器40的下压量检测值进行调节。加速器传感器40的下压量检测值也输出至4WD控制器8。
此外，辅助节气门16的开启角使用作为执行装置的步进电机19并根据与步进电机19的步进数相对应的旋转角进行可调控制。步进电机19的旋转角根据来自马达控制器20的驱动信号进行可调控制。需要注意的是，节气门传感器安装于辅助节气门16上，步进电机19的步进数根据由该节气门传感器检测出的节气门开启角的检测值进行反馈控制。需要注意的是，当辅助节气门16的节气门开启角通过主节气门15的开启角或者在开启角下方进行调节时，发动机2的输出扭矩可以独立于司机对加速器踏板的操作而进行控制。
此外，还设有用于检测发动机2的发动机速度的发动机速度传感器21，该传感器向发动机控制器18和4WD控制器8输出检测信号。此外，附图标记34表示制动踏板，制动踏板34的行程量通过制动行程传感器35进行检测。制动行程传感器35向制动控制器36和4WD控制器8输出检测的制动行程量。
制动控制器36根据输入的制动行程量通过制动部件37FL、37FR、37RL、37RR(例如分别安装于车轮1L、1R、3L和3R上的盘式制动器)控制作用于车辆的制动力。附图标记39表示驱动模式开关并用于输出2WD(两轮驱动)和4WD(四轮驱动)状态之间的转换命令。发动机2的一部分旋转扭矩Te通过连续皮带6传送至发电机7，发电机7以旋转速度Nh进行旋转，该速度是发动机2的发动机速度Ne和滑轮比的乘积。
如图2所示，发动机7安装有电压调节器22(或者电压调整器)，根据来自4WD控制器8的发电机控制部分8F的发电机控制命令C1(负载比)通过调节激励电流Ifh从而调节发电机7的输出电压Vg并控制发动机2的发电机负载以及发电机2的发电机电压Vg(参照图3)。也就是说，电压调节器22输入来自发电机控制部分8F的发电机控制命令C1(负载比(dutyratio))，根据发电机控制命令C1将发电机7的激励电流Ifh调节为该负载比，检测发电机7的输出电压Vg，并能够向4WD控制器8输出所述检测电压Vg。
需要注意的是，发电机7的转动速度Nh基于发动机2旋转速度Ne的滑轮比进行计算。发电机7产生的电能能够通过导线9供给于马达4。接线盒10通过导线9安装于中间。马达4的驱动轴可以通过减速器11和离合器12连接于后车轮3L、3R。附图标记13表示第二差速器。
电流传感器23安装于接线盒10中。电流传感器23用于检测从发电机7供给于马达4的电能的电流值Ia，并向4WD控制器8输出检测到的电枢电流信号。附图标记24表示继电器。供给于马达4的电压(电流)的中断(断开)和连接根据来自于4WD控制器8的命令通过继电器24进行控制。
此外，根据4WD控制器8提供的命令马达4使激励电流Ifm得到控制。对马达4的激励电流Ifm进行的调节可以使马达4的驱动扭矩调节至目标马达扭矩Tm。需要注意的是，附图标记25表示用于测量马达4温度的热敏电阻。马达4安装有马达旋转速度传感器26用以检测马达4驱动轴的旋转速度Nm。该马达旋转速度传感器26向4WD控制器8输出马达4的检测的旋转速度信号。
导线9在接线盒10的上游部分分支出第二导线44，该第二导线44通过开关SW连接于构成电容器的电池42。该开关SW的连接和中断(断开)根据4WD控制器8的命令进行控制。需要注意的是，电池42可以用作向一般情况下使用的电气和电子部件(未示出)提供电能的电池，或者作为专门用于驱动装置的电池。需要注意的是，设有用于检测电池42的剩余容量的剩余容量检测部分43，所述剩余容量检测部分43向4WD控制器8输出表示电池42剩余容量的检测信号。
每个车轮1L、1R、3L、3R都装有车轮速度传感器27FL、27FR、27RL、27RR。每个车轮速度传感器27FL、27FR、27RL、27RR都根据相应车轮1L、1R和3L、3R的旋转速度向4WD控制器8输出脉冲信号，作为车轮速度检测值。
4WD控制器8，如图3所示，包括目标马达扭矩计算部分8A、马达变量调节部分8B、马达控制部分8C、继电器控制部分8D、离合器控制部分8E、发电机控制部分8F和电池控制部分8G。驱动模式开关39在4WD状态下启动。
继电器控制部分8C控制从发电机7至马达4的电源的中断(断开)和连接。在四轮驱动状态下，即，当目标马达扭矩Tm大于零，继电器10就处于连接状态。当目标马达扭矩Tm等于零时，继电器10就处于中断状态。离合器控制部分8E控制离合器12的状态。在四轮驱动状态下，即，当目标马达扭矩Tm大于零时，离合器12处于连接状态，当目标马达扭矩Tm等于零时，目标马达扭矩Tm处于开启状态(an open state)。
马达扭矩计算部分8A包括额外扭矩计算部分8Aa、加速辅助扭矩计算部分8Ab以及马达扭矩确定部分8Ac。额外扭矩计算部分8Aa用于根据前车轮1L、1R的加速滑动计算额外发动机扭矩，并基于为如图4所示的每个预定采样周期输入的每个信号执行下列处理。也就是说，在步骤S10中，额外扭矩计算部分8Aa将所述后车轮3L、3R(辅助驱动轮)的车轮速度从所述前车轮1L、1R(主要驱动轮)的车轮速度中减去，这些车轮速度在来自车轮速度传感器27FL、27FR、27RL、27RR的信号的基础上计算得到，从而获得滑动速度ΔVF，该滑动速度是前车轮1L、1R的加速滑动量，然后程序转至步骤S20。
滑动速度ΔVF的计算步骤，例如，按下步骤进行分别计算平均前车轮速度VWf和平均后车轮速度VWr。下一步，表示作为主要驱动轮的前车轮1L、1R加速滑动程度的滑动速度(加速滑动量)ΔVF根据下述方程由平均前车轮速度VWf和平均后车轮速度VWr之间的差值计算得到。
ΔVF＝VWt-VWr在步骤20中，额外扭矩计算部分8Aa判定滑动速度ΔVF是否大于预定值，例如，零。如果滑动速度ΔVF等于或小于零，就可以判定前车轮1L、1R没有处于加速滑动状态，然后程序转至步骤S30。在步骤S30中，将零代如Tm1，然后程序回转至开始位置。另一方面，如果在步骤S20中ΔVF＞0(是)，那么由于前车轮1L、1R出现加速滑动，程序转至步骤S40。
在步骤S40中，额外扭矩计算部分8Aa计算用于抑制前车轮1L、1R的加速滑动所需的吸收扭矩TΔVF。然后程序转至步骤S50。该吸收扭矩TΔVF与加速滑动量成比例。
TΔVF＝K1×ΔVF其中K1表示根据试验确定的增益(gain)。
在步骤S50中，当前发电机7的负载扭矩TG根据下述方程进行计算，然后程序转至步骤S60。
TG＝K2×(Vg×Ia)/(K3×Nh)其中Vg表示跨过发电机7的电压，Ia表示发电机7的电枢电流，Nh表示发电机7的旋转速度，K3表示效率，K2表示系数。
在步骤S60中，额外扭矩计算部分8Aa导出将要加载于发电机7上的发电机负载扭矩Th(额外扭矩)，然后程序转至步骤S70。
Th＝TG+TΔVF在步骤S70中，额外扭矩计算部分8Aa判定发电机负载扭矩Th是否大于根据参数确定的发电机7的最大负载容量HQ。如果发电机负载扭矩Th等于或者小于最大负载扭矩HQ，那么程序转至步骤S90。如果目标发电机负载扭矩Th在步骤S70超过最大负载容量HQ(是)，那么程序转至步骤S80，在步骤S80中，发电机负载扭矩Th被限制在最大负载容量HQ，然后程序转至步骤S90。
在步骤S90中，额外扭矩计算部分8Aa根据发电机负载扭矩Th导出第一目标马达扭矩Tm1，然后程序终止。该第一目标马达扭矩Tm1根据前车轮加速滑动量提供目标马达扭矩。在上述处理过程中，一旦导出了发电机7的负载扭矩，就可以计算出第一目标马达扭矩Tm1。不过，第一目标马达扭矩Tm1可以直接从前车轮加速滑动量导出。
下一步，将描述加速辅助扭矩计算部分8Ab的处理过程。加速辅助扭矩计算部分8Ab基于在图5A和5B示出的图计算第二目标马达扭矩Tm2，第二目标马达扭矩Tm2与车速Vv和加速器开启角度θ(车辆司机的加速指示量)相符。该第二目标马达扭矩Tm2随着加速器开启角θ的变大(变宽)而变大，随着车速Vv的减小(减慢)而减小，当车速Vv等于或高于预定车速时被设定为零。所述预定车速为，例如，预计车辆脱离启动状态的预定低车速VvvL。下一步，马达扭矩确定部分8Ac选择由额外扭矩计算部分8Aa和加速辅助扭矩计算部分8Ab计算得出的第一和第二目标扭矩Tm1、Tm2之间的较高值，将较大值确定为目标马达扭矩Tm，并向马达变量调节部分8B输出目标马达扭矩Tm。
下一步，将参照图6描述马达变量调节部分8B的处理过程。马达变量调节部分8B在每个预定采样周期被启动。在步骤S200，马达变量调节部分8B判定目标马达扭矩Tm是否大于零。如果在步骤S200处Tm＞0(是)，那么由于前车轮1L、1R处于加速滑动状态(马达驱动要求状态)(即，在4WD状态)，程序转至步骤S210。如果Tm≤0(否)，那么车辆未处于4WD状态(无马达驱动请求状态)，程序转至步骤S310。在步骤S310中，2WD状态中的不同信号，例如停止发电(Vm＝0)的信号，被输出，然后程序终止。
在步骤S210中，马达变量调节部分8B判定是否从四轮驱动状态转换至两轮驱动状态。如果在步骤S210中转换到两轮驱动状态(是)，那么程序转至步骤S310中，在该步骤中，执行四轮驱动结束处理，例如，发电停止(Vm＝0)，然后程序返回。例如，当马达旋转速度被确定为接近许用限制旋转速度而且传动装置30的状态处于非驱动范围中(停车或中间位置)，则确定发生了至两轮驱动状态的转换。另一方面，在四轮驱动状态中，程序转至步骤S220。
在步骤S220中，马达变量调节部分8B输入由马达旋转速度传感器21检测到的马达4的旋转速度Nm并根据马达4的旋转速度Nm计算目标马达激励电流Ifm。然后，程序转至步骤S230。需要注意的是，马达控制部分8C基于由激励电流传感器检测到的激励电流值从目标马达激励电流Ifm的偏差进行反馈控制。
需要注意的是，当旋转速度Nm等于或小于预定旋转速度时，对应于马达4旋转速度Nm的目标马达激励电流Ifm是常数预定电流值。当马达4的旋转速度等于或大于预定旋转速度时，使用一种公知的磁场削弱控制方法(field-weakening control method)减小马达4的激励电流Ifm。也就是说，由于马达4的旋转速度变大，随着马达感应电压E的增加马达扭矩会减小。如上面所述，如果马达4的旋转速度Nm等于或大于预定值，那么马达4的激励电流会减小，马达4的感应电压E也会减小，从而使流经马达4的电流增加以获得所需的马达扭矩。因此，即使马达4的旋转速度变大，感应电压E的增加会被抑制，马达扭矩的减小也会被抑制。因此，可以获得所需的马达扭矩。此外，由于马达激励电流Ifm被控制在两阶，即低于预定旋转速度和等于或高于预定旋转速度，所以控制电子电路与连续激励电流控制相比成本是较低的。需要注意的是，可以安装马达扭矩校正部分，该部分根据马达4的旋转速度Nm通过根据马达4的旋转速度Nm调节激励电流Ifm而为所需的马达扭矩持续校正马达扭矩。也就是说，对于两个状态的转换来说，马达4的激励电流Ifm可以根据马达4的旋转速度Nm进行调节。因此，即使马达4的旋转速度变高，马达4的感应电压E的增长会被抑制，马达扭矩的减小也会被抑制。因此，可以获得所需的马达扭矩。此外，由于可以实现光滑的马达扭矩特性，所以车辆与两阶段控制相比可以进行稳定的行驶，马达驱动效率可以处于理想状态。
下一步，在步骤S230中，使用目标马达扭矩Tm和目标马达激励电流Ifm作为变量，相应的目标电枢电流Ia可以基于，例如图表，而获得，然后程序转至步骤S240。在步骤S240中，基于目标电枢电流Ia，可以计算并输出用于目标马达扭矩的发电机电压Vm(Vm＝Ia×R+E，其中E表示马达的感应电压，R表示发电机7和马达4之间的电阻)。然后，处理过程即结束。此外，马达控制部分8C以由马达变量调节部分8B确定的目标激励电流Ifm作为目标值对于马达激励电流执行反馈控制。
而且，发电机控制部分8F包括发电电压确定部分8Fa和发电机控制部分主体8Fb。发电电压确定部分8Fa在由马达变量确定部分8B确定的目标发电机电压Vm和在电池控制部分8C(步骤S450)确定的发电电压Vb(将在下文描述)之间选择较大值并将更大的电压设定为目标发电机电压Vt。发电机控制部分主体8Fb基于目标发电机电压Vt和当前输出电压Vg导出用于目标发电机电压Vt的激励电流值，导出对应于激励电流值的发电机控制命令值C1(负载比)，并将其输出至发电机7的电压调节器22，控制发电机7的输出电压Vg。
下一步，将在下文描述作为电容控制部分的电池控制部分8G的处理过程。电池控制部分8G为每个预定采样周期而被启动并如图7所示进行处理。在步骤S410中，电池控制部分8G判定马达4是否被驱动。如果电池控制部分8G确定马达正被驱动，即，马达处于四轮驱动(4WD)状态，那么程序转至步骤S420。如果不是这样的话(否)，那么程序转至步骤S450。
在步骤S420中，电池控制部分8G判定车速Vv是否超过预定车速VvL。如果车速Vv被确定为超过预定车速VvL(是)，那么程序就转至步骤S430，在该步骤中，开关SW被关闭，电池42与发电机7和马达4中断连接(断开)或者保持关闭(断开)。另一方面，当车速等于或小于预定车速VvL时(否)，程序转至步骤S440，在该步骤中，开关SW被开启，电池42连接于或者保持连接于发电机7，程序终止。然后处理过程终止。
上述预定车速VvL是，例如，基于下面过程之一进行确定。
(第一确定方法)预定车速VvL的值等于当以上述加速敏感度(at the above-describedaccelerator sensitivity)确定第二目标马达扭矩时使用的预定车速，例如，预计车辆已脱离启动的预定车速VvvL。
(第二确定方法)当发电机7的输出Vg与电池42的电压VD相符时估测出的车速Vvg即为预定车速VvL(参照图9A和9B)。
(第三确定方法)当通过发电机7驱动的马达4的感应电压E与电池42的电压相符时估测的车辆速度Vvd即为预定车速VvL(参照图9A和9B)。
另一方面，在步骤S450中，电池控制部分8G基于来自剩余容量检测部分的信号判定电池42的剩余容量是否等于或者小于预定容量，开关SW被转至开启，发电机7处于发电状态并执行充电过程。或者，使用第二开关(未示出)进行连接和中断(断开)电池42和马达4和安装于导线中的发电机7，开关SW可以开启，第二开关可以转至关闭，马达再生(regeneration)可以对电池42进行充电。
下一步，将在下文描述发动机控制器18的处理过程。发动机控制器18基于每个预定采样周期的每个输入信号如图8所示进行处理。也就是说，在步骤S600中，发动机控制器18导出作为主要驱动轮的前车轮1L、1R的加速滑动量ΔV。然后，程序转至步骤SD610。在步骤S610中，发动机控制器18判定加速滑动量ΔV是否超过目标滑动量Tslip。如果在步骤S610中加速滑动量ΔV超过目标滑动量(是)，那么程序转至步骤S660。如果加速滑动量V等于或小于目标滑动量Tslip(否)，那么程序转至步骤S620。需要注意的是，目标滑动量Tslip设定为大约(例如)在滑动率中占10％。
在步骤S620中，发动机控制器18基于来自加速器传感器40的检测信号计算车辆司机要求的目标输出扭矩TeN，然后程序装置步骤S630。在步骤S630中，发动机控制器18基于节气门开启角度和发动机(旋转)速度Ne计算当前输出扭矩Te，然后程序转至步骤S640。在步骤S640中，发动机控制器18基于下述方程输出目标输出扭矩TeN相对于当前输出扭矩Te的差值ΔTe，然后程序转至步骤S650。
ΔTe＝TeN-Te另一方面，在步骤S660，发动机控制器18执行所谓的发动机TCS(牵引控制系统)控制，用预定TCS扭矩的变化量代入差值ΔTe，然后程序转至步骤S650。该步骤(S660)构成内燃机输出抑制部分。此外，在步骤S650中，发动机控制器18根据偏差ΔTe计算节气门开启角α的变化值Δα，向步进电机19输出对应于其开启角的变化值Δα的开启角信号，然后程序返回。需要注意的是，在上述说明中，输出对应于偏差ΔTe的开启角信号α。在实际操作中，为了平滑例如扭矩的变化，只要该步骤的启动发生，扭矩按照预定的扭矩增量或者预定的扭矩减量进行变化。
下一步，将在下文描述上述驱动力控制系统中的动作。需要注意的是，驱动模式开关39假设运行于4WD状态。在车辆行驶过程中，如果从发动机2传递给前车轮1L、1R的扭矩由于每个轮胎的较小路面摩擦系数或者由于在加速器踏板17上的较大下压量的作用而大于路面反作用力限值扭矩，即，当作为主要驱动轮的前车轮1L、1R处于加速滑动状态，那么离合器12被连接，发电机7根据加速滑动量ΔV在发电负载状态下进行发电，从而使马达4被驱动，车辆转换为4WD状态。此时，由发电机7产生的额外电力使马达4被驱动，从而驱动作为辅助驱动轮的后车轮3L、3R。因此，车辆加速能力得以改善。此外，由于马达4通过超过主要驱动轮1L、1R的路面反作用力限值扭矩的额外扭矩进行驱动，因此，能源效率得以改善，燃油经济性(燃油消耗)也得以改善。
下一步，由于传输给前轮1L、1R的驱动扭矩可经调节趋近前车轮1L、1R的路面反作用力限值扭矩，所以车辆转换为2WD状态。因此，作为主要驱动轮的前车轮1L、1R的加速滑量被抑制。此外，在车辆启动过程中，即使前车轮1L、1R的加速滑动处于零或较小状态，马达4也可以通过对应于加速器开启角度的目标马达扭矩Tm2进行驱动。因此，可以保障启动加速特性。而且，在该实施例中，当车速Vv小于预定车速VvL时，从发电机7和从电池42输出的电流供给于马达中，从而实现马达扭矩的增大。因此，在需要驱动扭矩的低速区中，可以实现整个车辆驱动扭矩的增加而无需使用大型的发电机7。
需要注意的是，在本实施例中，将说明二种设置预定车速VvL的方式。下面，将会在下文描述每种设定方式的作用和优点。
(1)一种情况下，预定车速VvL设定等于预定的低车速VvvL，在这一预定的低速度VvvL下，预计车辆已经脱离启动状态。在这种情况下，可以提高启动加速的能力。
(2)一种情况下，预定车速VvL设定等于车速Vvg，在车速Vvg下，预计发电机7的发电可能电压与电池42的电压相符。随着车速Vv的增加，发电机7的旋转与车速Vv成比例增加。因此，发电机7的输出可能电压(output enable voltage)也提高。然后，如果发电机7的输出电压超过电池电压VD，那么由发电机7产生的部分发电电流就会流到电池42侧。因此，存在这样一种可能，即无法保障所需的马达电压和电流。此外，如果发电机7的发电电压等于或大于相对于电池电压的预定值，那么就存在一种可能，即电池42会被过充电。不过，在该实施例中，当车速达到预定车速Vv时(在预定车速Vv时存在一种可能即电池端电流会从发电机7处分流出)，电池42从发电机7和马达处断开。因此，就可以解决上述问题。
(3)一种情况下，预定车速VvL设定等于车速Vvd，在车速Vvd下，由发电机7驱动的感应电压E估计与电池42的电压相符。随着车速Vv的增加，后车轮的旋转，即，马达的旋转会增加，电池4的感应电压E也会增加。然后，如果电池4的感应电压E超过电池电压，那么电流就不会从电池42流向电机4。即使电池42与马达相连，也不会通过电池42实现马达电流和马达电压的增加。此外，马达感应电压E升高，从而存在一种可能，即电池42上加载有过量电压。
另一方面，在该实施例中，当车速达到车速Vvd(在车速Vvd下预计马达感应电压E会超过电池电压VD)时，电池从发电机7和马达4处断开。因此，上述问题得以解决。需要注意的是，在该实施例中，例如，确定预定车速VvL是等于启动状态完成时的车速、等于发电机可能电压与电池电压相符时的车速或者等于马达感应电压E与电池电压相符时的车速。不过，本发明并不局限于此。预定车速VvL可以基于另外的条件而确定。
此外，在该实施例中，基于车速Vv，电池42和马达和发电机7之间的断开条件可以被确定。不过，本发明并不局限于此。例如，断开条件可以是当发电机7的输出电压Vg超过电池电压VD时。或者，在备选方案中，断开条件可以是当实际马达感应电压E超过电池电压VD时。此外，已安装电池42的电压可以根据驱动力增加的区域而确定。此外，作为电容器(condenser)，电池42已进行了举例说明。不过，所述电容(capacity)也可以是电容器。而且，马达4可以是交流马达，以替换直流马达。
这里，日本专利申请No.2004-167914(2004年6月7日在日本提交)的完整内容通过引用而并入本申请。本发明的范围基于下述权利要求进行限定。
权利要求
1.一种用于汽车的驱动力控制装置，包括对车辆的主要驱动轮进行驱动的内燃机；由所述内燃机驱动的发电机；由所述发电机的电能驱动的、能够驱动除了主要驱动轮外的其他车轮的马达；与所述马达并联地电连接于所述发电机的电容器；电容器控制部分，当车速(Vv)等于或小于预定车速时，该控制部分使所述电容器与所述马达相连，当车速超过预定车速时，该控制部分使所述电容器从所述马达和所述发电机断开。
2.根据权利要求1所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述预定车速是发电机能够发电的电压预计与跨过所述电容器的电压相等时的车速。
3.根据权利要求1所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述预定车速是发电机能够发电的电压预计与跨过所述电容器的电压相等时的车速。
4.根据权利要求1所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，当所述马达处于驱动状态并且所述发电机的输出电压低于跨过所述电容器的电压时，所述电容器控制部分使所述电容器连接于所述马达上，当跨过所述发电机的输出电压等于或者高于跨过所述电容器的电压时，所述电容器控制部分使所述电容器从所述马达和所述发电机断开。
5.根据权利要求1所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，当所述马达处于驱动状态并且所述马达的感应电压低于跨过所述电容器的电压时，所述电容器控制部分使所述电容器连接于所述马达上，当所述马达的感应电压等于或者高于跨过所述电容器的电压时，所述电容器控制部分使所述电容器从所述马达和所述发电机断开。
6.根据权利要求1所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述电容器是电池，其中所述电容器控制部分是电池控制部分，包括第一判定部分，用于判定所述马达是否处于驱动状态；第二判定部分，当所述第一判定部分判定所述马达正处于驱动状态时，该部分判定车速(Vv)是否超过预定车速(VvL)；开关(SW)，当所述第二判定部分判定车速(Vv)等于或低于预定车速(VvL)时，该开关被开启以连接或保持电池与所述马达和所述发电机两者之间的连接状态，当所述第二判定部分判定车速(Vv)超过预定车速(VvL)时，该开关被关闭以断开或保持电池与所述马达和所述发电机两者之间的断开状态。
7.根据权利要求6所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述电池控制部分还包括用于检测电池剩余容量的剩余容量检测部分，其中当所述第一判定部分判定所述马达没有处于驱动状态、同时所述电池的剩余容量等于或小于预定容量时，所述电池控制部分将开关(SW)开启以通过处于发电状态的发电机对所述电池进行充电。
8.根据权利要求6所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述预定车速是预计会使车辆脱离启动状态的预定低车速(VvvL)。
9.根据权利要求6所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述预定车速(VvL)是所述发电机(7)的输出电压(Vg)预计会与所述电池的电压(VD)相符时的车速(Vvg)。
10.根据权利要求6所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述预定车速(VvL)是由所述发电机驱动的马达的感应电压(E)预计与所述电池的电压(VD)相符时的车速(Vvd)。
11.根据权利要求6所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述前左和前右车轮是主要驱动轮，其中，当所述前左和前右车轮处于加速滑动状态并且滑动量为加速滑动量(ΔV)时，所述发电机在根据所述加速滑动量(ΔV)的发电负载下为所述发动机发电，从而使车辆驱动状态转换至四轮驱动状态，并且后左车轮和后右车轮被所述马达驱动，所述马达由所述发电机的额外电力驱动。
12.根据权利要求11所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，所述马达通过超过所述前左和前右车轮的路面反作用力限值扭矩的额外扭矩驱动。
13.根据权利要求12所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，传输到所述前左和前右车轮的驱动扭矩经调节以趋近于所述路面反作用力限值扭矩，从而使车辆的驱动状态转换至两轮驱动状态。
14.根据权利要求13所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，车辆以根据加速器开启角(θ)被驱动的马达启动。
15.根据权利要求14所述的用于汽车的驱动力控制装置，其中，当车速(Vv)等于或低于预定车速(VvL)时，电流从所述发电机的输出和从所述电池供给到所述马达。
16.一种用于汽车的驱动力控制方法，包括提供对车辆的主要驱动轮进行驱动的内燃机；提供由内燃机驱动的发电机；提供由发电机的电能驱动的、能够驱动除了主要驱动轮外的其他车轮的马达；提供与所述马达并联地电连接于所述发电机的电容器；当车速(Vv)等于或小于预定车速时使所述电容器与马达相连；当车速超过预定车速时使所述电容器从所述马达和发电机断开。
17.一种用于汽车的驱动力控制装置，包括对车辆的主要驱动轮进行驱动的内燃机设备；由所述内燃机设备驱动的发电机设备；由所述发电机的电能驱动的、能够驱动除了主要驱动轮外的其他车轮的马达设备；与所述马达并联地电连接于所述发电机的电容器设备；电容器控制设备，当车速(Vv)等于或小于预定车速时，该电容器控制设备使所述电容器与所述马达相连，当车速超过预定车速时，该电容器控制设备使所述电容器从所述马达和所述发电机断开。
全文摘要
用于汽车的驱动力控制装置和方法。其中，所述装置包括对车辆的主要驱动轮进行驱动的内燃机，由所述内燃机驱动的发电机，由所述发电机的电能驱动的马达，所述马达能够驱动除了主要驱动轮外的其他车轮，与所述马达并联地电连接于所述发电机的电容器，以及电容器控制部分(8G)，当车速(Vv)等于或小于预定车速时，该电容器控制部分使所述电容器与所述马达相连，当车速超过预定车速时，该电容器控制部分使所述电容器从所述马达和所述发电机断开。
文档编号B60L11/14GK1721219SQ20051007476
公开日2006年1月18日 申请日期2005年6月2日 优先权日2004年6月7日
发明者松田俊郎 申请人:日产自动车株式会社