专利名称：驱动控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及驱动控制装置，特别涉及四轮驱动混合动力车辆的控制装置。
背景技术：
针对地球环境的考虑，正在开发一种作为驱动力源而具备引擎和电动机的混合动力汽车。混合动力汽车通过引擎的低效率驾驶区域中的电动机行驶、对以往作为热量被舍弃的制动能量的回收等，实现了低燃料消耗量，在温室效应气体的降低方面有效。作为四轮驱动混合动力汽车的结构而采用了下述结构，S卩，通过引擎来驱动前后方的一方车轮、通过电动机来驱动另一方车轮。在采用这种结构的车辆中，在只有引擎或只有电动机的二驱行驶中，因进入到车轮越滑摩擦系数越小的路面、即低μ路等而产生驱动轮的打滑之际，一般进行用另一方的驱动力源驱动非驱动轮作为四轮驱动以试图恢复车辆驱动力的控制(非专利文献1)。在基于引擎的二驱行驶中的驱动轮打滑的情况下，通过电动机来驱动非驱动轮进行四轮驱动，但由于电动机一般针对请求驱动力的响应性较好，因而可快速地恢复车辆驱动力。另一方面，在基于电动机的二驱行驶中的驱动轮打滑的情况下，通过引擎来驱动另一方的车轮进行四轮驱动，但由于引擎起动、离合器缔结动作、及转矩的提升需要时间，因而存在着产生延迟直至将期望的引擎转矩传输给驱动轮为止，无法快速地恢复车辆驱动力这样的课题。当然车辆驱动力恢复的延迟会有损驾驶性，由于在爬坡中会导致车辆的后退，故期望快速地恢复车辆驱动力。针对该课题，在日本特开2006-160104号公报中提出了如下方法，通过采用在引擎进行驱动侧也配备电动机的车辆结构，由此快速地进行车辆驱动力的恢复。另外，在日本特开2005-186756号公报中提出了如下方法，通过在电动机驱动轮发生了打滑的情况下重复增减电动机转矩，由此在不伴有引擎输出的情况下从打滑状态起恢复。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2006-160104号公报专利文献2 日本特开2005-186756号公报非专利文献非专利文献1 :GP企画七 > 夕一編「最新的4WD機構」夕‘7 > ·；出版、2003年
发明内容
发明要解决的课题本发明的课题在于，更快速地进行电动机驱动轮打滑时的车辆驱动力恢复。用于解决课题的手段本发明的第1方式提供一种驱动控制装置，是通过引擎来驱动前轮侧和后轮侧的一方、通过电动机来驱动另一方的车辆的驱动控制装置，所述驱动控制装置具备第1驱动力检测电路部，其在引擎所产生的驱动力处于未传输的状态下检测因路面的摩擦系数变化引起的车辆驱动力下降；第1电动机控制电路部，其根据第1驱动力检测电路部的检测结果进行控制以减少电动机所产生的驱动力；第2驱动力检测电路部，其检测通过第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的情况所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；目标驱动力分配设定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果和摩擦系数推定电路部的推定结果来设定目标驱动力分配；引擎控制电路部，其根据第2驱动力检测电路部的检测结果进行控制以增大引擎所产生的传输驱动力；和第2电动机控制电路部，其根据引擎所产生的传输驱动力的上升来进行控制以使通过第1电动机控制电路部减少的电动机的驱动力增加。本发明的第2方式优选，在基于第1方式的驱动控制装置中，摩擦系数推定电路部基于通过第2驱动力检测电路部检测到车辆驱动力的恢复的时刻的电动机驱动力来推定路面摩擦系数。本发明的第3方式优选，在基于第1方式的驱动控制装置中，目标驱动力分配设定电路部基于通过第2驱动力检测电路部检测到车辆驱动力的恢复的时刻的电动机驱动力、 通过摩擦系数推定电路部推定出的路面摩擦系数下的后轮抓地力临界、以及通过第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力，来设定目标驱动力分配。本发明的第4方式优选，在基于第1方式的驱动控制装置中，目标驱动力分配设定电路部基于通过第2驱动力检测电路部检测到车辆驱动力的恢复的时刻的电动机驱动力、 比通过摩擦系数推定电路部推定出的路面摩擦系数小规定量的路面摩擦系数下的后轮抓地力临界、以及通过第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力，来设定目标驱动力分配。本发明的第5方式优选，在基于第1方式的驱动控制装置中，第2电动机控制电路部基于摩擦系数推定电路部的推定结果、以及目标驱动力分配设定电路部的设定结果，在电动机所产生的驱动力与引擎所产生的驱动力之和达到通过第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力为止的期间内，增大或者维持电动机驱动力。本发明的第6方式优选，在基于第1方式的驱动控制装置中，第2电动机控制电路部基于摩擦系数推定电路部的推定结果、以及目标驱动力分配设定电路部的设定结果，在电动机所产生的驱动力与引擎所产生的驱动力的比例达到规定的理想前后驱动力分配为止的期间内，增大或者维持电动机驱动力。本发明的第7方式提供一种车辆的驱动控制装置，通过引擎和引擎侧电动机的双方或者引擎侧电动机来驱动前轮侧和后轮侧的一方、通过电动机来驱动另一方，所述车辆的驱动控制装置具备第1驱动力检测电路部，其在引擎所产生的驱动力处于未传输的状态下检测因路面的摩擦系数变化引起的车辆驱动力下降；四轮电动机行驶可否判定电路部，其判定可否进行基于引擎侧电动机和电动机的四轮电动机行驶；和打滑控制模式切换电路部，其根据四轮电动机行驶可否判定电路部的判定结果来切换引擎使用打滑控制模式和引擎不使用打滑控制模式。本发明的第8方式优选，在基于第7方式的驱动控制装置中，所述驱动控制装置还具备第1电动机控制电路部，其根据第1驱动力检测电路部的检测结果进行控制以减少电动机所产生的驱动力；第2驱动力检测电路部，其检测通过第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的情况所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；目标驱动力分配设定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果和摩擦系数推定电路部的推定结果来设定目标驱动力分配；引擎控制电路部，其根据第2驱动力检测电路部的检测结果进行控制以增大引擎所产生的传输驱动力；和第2电动机控制电路部，其根据引擎所产生的传输驱动力的上升进行控制以使通过第1电动机控制电路部减少的电动机的驱动力增加；通过打滑控制模式切换电路部所切换选择的引擎使用打滑控制模式是使用第1电动机控制电路部、第2驱动力检测电路部、摩擦系数推定电路部、目标驱动力分配设定电路部、引擎控制电路部、以及第2 电动机控制电路部来进行驱动力恢复控制的模式。本发明的第9方式优选，在基于第7方式的驱动控制装置中，所述驱动控制装置还具备第1电动机控制电路部，其根据第1驱动力检测电路部的检测结果进行控制以减少电动机所产生的驱动力；第2驱动力检测电路部，其检测通过第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的情况所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；和第3电动机控制电路部，其根据第2驱动力检测电路部的检测结果和摩擦系数推定电路部的推定结果，以满足通过第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力、且成为规定的理想前后分配的方式控制引擎侧电动机和电动机的驱动力；通过打滑控制模式切换电路部所切换选择的引擎不使用打滑控制模式是使用第1电动机控制电路部、第2驱动力检测电路部、摩擦系数推定电路部、以及第3电动机控制电路部来进行驱动力恢复控制的模式。本发明的第10方式也可，在基于第7方式的驱动控制装置中，四轮电动机行驶可否判定电路部基于向引擎侧电动机供给电力的电池的余量、引擎侧电动机有无异常、以及控制向引擎侧电动机供给的电力的逆变器有无异常，来判定四轮行驶电动机可否行驶。发明效果根据本发明，在电动机驱动轮打滑时，可快速地恢复车辆驱动力，可进行稳定的行驶。
图1是第1实施方式中的混合动力车辆驱动控制装置的硬件结构图。图2是表示第1实施方式中的控制整体的流程图。图3是表示第1实施方式中的驱动力分配控制过程的驱动力分配线图(能恢复打滑前的驱动力的情况)。图4是表示第1实施方式中的驱动力变化形式的图(能恢复打滑前的驱动力的情况)。图5是表示第1实施方式中的驱动力分配控制过程的驱动力分配线图(不能恢复打滑前的驱动力的情况)。图6是表示第1实施方式中的驱动力变化形式的图(不能恢复打滑前的驱动力的情况)。图7是表示抓地力临界处的后轮驱动力与路面摩擦系数之间关系的图。图8是驱动力分配线图上的后轮抓地力临界线角度的说明图。
图9是表示路面摩擦系数与后轮抓地力临界线角度之间关系的图。图10是表示多个目标驱动力分配设定方法的图。图11是表示第1实施方式中的驱动力恢复后转移控制的内容的图。图12是第2实施方式中的混合动力车辆驱动控制装置的硬件结构图。图13是表示第2实施方式中的控制整体的流程图。图14是表示第2实施方式中的四轮EV行驶可否判定方法的图。图15是表示第2实施方式中的驱动力分配控制过程的驱动力分配线图。
具体实施例方式以下，利用
本发明的四轮驱动混合动力汽车的驱动控制装置的实施方式。在本实施方式中，为了说明的方便，采用了通过引擎来驱动前轮、通过电动机来驱动后轮的结构，但是在实际应用中也可更换前后的驱动力源，适用同样的控制。-第1实施方式-利用图1，说明成为本实施方式的对象的四轮驱动混合动力汽车的结构。引擎101 所产生的驱动力，通过离合器102、变速器(transmission) 103以及前差动齿轮104被传输给前轮107。所述引擎101通过启动器105起动，通过使所述离合器102从解放状态徐徐地缔结，由此所述引擎101的转矩被传输给所述变速器103以后的部分。作为后轮侧的驱动力源的电动机111使用受逆变器109控制的电池110的电力来产生转矩。所述电动机111 的转矩通过后差动齿轮112被传输给后轮114。ECU108从前轮转速检测单元106及后轮转速检测单元113能够获得前后轮的车轮速，从引擎状态检测单元115能够获得引擎转速和弓丨擎推定转矩，从所述电池110能够获得电池充电量SOC的信息，并且基于这些信息来决定引擎输出及电动机输出，从而向所述引擎101、所述离合器102及所述逆变器109发送指令。具体而言，E⑶108具备第1驱动力检测电路部，其在引擎101所产生的驱动力处于未传输的状态下检测因路面的摩擦系数变化引起的车辆驱动力下降；第1电动机控制电路部，其根据第1驱动力检测电路部的检测结果以减少电动机111所产生的驱动力的方式进行控制；第2驱动力检测电路部，其检测通过第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的情况所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；目标驱动力分配设定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果和摩擦系数推定电路部的推定结果来设定目标驱动力分配；引擎控制电路部，其根据第2驱动力检测电路部的检测结果进行控制以增大基于引擎101的传输驱动力；和第2电动机控制电路部，其根据基于引擎101的传输驱动力的上升来进行控制以使通过第1电动机控制电路部而减少了的电动机的驱动力增加。参照图2说明本实施方式的控制的整体像。图2是表示由E⑶108执行的驱动力恢复控制处理的处理顺序的流程图。在步骤201中，判定本混合动力车辆是否进行了基于电动机的二驱行驶(以后称为“EV行驶”)。在处于EV行驶中、且在步骤202中检测到电动机驱动轮的打滑发生的情况下，进入到步骤203。这里，关于步骤202的打滑发生检测，在由所述前轮转速检测单元106 和所述后轮转速检测单元113检测到的前后轮的车轮速中，将所述后轮114的车轮速与所述前轮107的车轮速进行比较，并在判定为具有某一阈值以上的差并较大时，判定为所述后轮114的打滑发生。在步骤203中，将即将打滑检测前的车辆驱动力作为F_z，保存至所述E⑶108内的存储器中。F_z是根据即将打滑检测前的电动机电流量Im_z和电动机转速Nm_z、以及所述后差动齿轮112中的减速比FinalGearRear和轮胎半径Rtire进行计算的。详细而言，由 (1)式求出电动机转矩Tm_z，F_z是如(2)式那样通过将所述电动机转矩Tm_z与减速比及轮胎半径进行乘法运算而计算的。(1)式的函数f(Im_z，Nm_z)除了进行理论式的运算之夕卜，也可在存储器上准备以电流Im_z和转速Nm_z为输入、以转矩Tm_z为输出的二维图，通过利用该二维图来进行代替。Tm_z = f (Im_z, Nm_z) ... (1)F_z = Tm_z X FinalGearRear X Rtire …(2)接着，为了恢复所述后轮114的抓地力(grip)，以规定的比例逐渐减少所述电动机111的输出(步骤204)。与此同时，通过所述启动器105起动所述引擎101，将其维持为空转状态(步骤20 。步骤204的电动机驱动力的减少持续到所述后轮114的打滑收敛为止。后轮打滑的收敛是通过由所述前轮转速检测单元106和所述后轮转速检测单元113 检测到的前后轮的车轮速差为规定值以下而判定的。当在步骤206中判定为所述后轮114 的打滑收敛，则在步骤207中将打滑收敛了的时刻的电动机驱动力设为FmO，保存至所述 ECU108内的存储器中。这里，电动机驱动力FmO是与(2)式同样地将电动机转矩换算为车辆驱动力的值。另外，在步骤207中，进行路面摩擦系数μ的推定。关于路面摩擦系数μ 的推定见后述。在步骤208中，假设步骤207中推定出的路面摩擦系数μ，通过不发生打滑的范围内的驱动力分配来判定可否恢复所述打滑前驱动力F_z。关于F_z恢复可否判定的方法见后述。在步骤209中，基于步骤208的判定结果来设定目标驱动力分配(Fe_t，Fm_t)。这里，Fe_t是基于所述引擎101所产生的车辆驱动力，Fm_t是所述电动机111所产生的车辆驱动力。关于所述目标驱动力分配的设定方法见后述。其次，在步骤210中，开始将所述引擎101的驱动力传输给前轮107。所述引擎101 在步骤205中被起动，由于其处于空转状态，因而在步骤210中通过来自所述E⑶108的指令，进行所述离合器102的缔结以及引擎转矩的增加。如前述，直至引擎所产生的车辆驱动力达到期望值为止容易产生延迟，故需要几百毫秒的时间。在其次的步骤211中，以打滑收敛时的电动机驱动力FmO、时间变化的引擎驱动力狗(0、以及步骤207中推定出的路面摩擦系数μ为输入，计算在所述ECU108中应该输出的电动机驱动力Fm。关于步骤211的电动机驱动力Fm计算方法见后述。步骤211所产生的电动机驱动力的输出持续到引擎驱动力！^及电动机驱动力Fm 达到所述目标驱动力分配为止、即持续到C3)式为止。Fe = Fe_t,Fm = Fm_t . . . (3)在满足了式(3)的阶段中，既能防止打滑，又能恢复打滑前的车辆驱动力、或者恢复到能够稳定行驶的最大车辆驱动力为止。以上，根据路面状态或车辆的状态进行适当的驱动力恢复后转移控制(步骤21 。关于步骤213的驱动力恢复后转移控制见后述。以上是本实施方式的控制的整体像。以下详细说明本控制内容。
在详细说明控制内容之前，对图3及图5所示的驱动力分配线图进行说明。驱动力分配线图的横轴是前轮驱动力，纵轴是后轮驱动力。在本实施方式中，横轴对应于引擎所产生的驱动力，纵轴对应于电动机所产生的驱动力。将在下方绘制凸部的曲线设为理想驱动力分配线，表示在四轮驱动车中轮胎所具有的摩擦力在前后轮的驱动中都能100%发挥的理想驱动力分配。理想驱动力分配线在下方呈凸形，意味着驱动力越大，前后轮的接地负荷分配越偏向后轮侧，可发挥的驱动力(摩擦系数和轮胎的垂直负荷之积)在后轮侧变得越大。其次，对抓地力临界线进行说明。抓地力临界线因路面摩擦系数的不同而不同，针对前后轮的各个轮分别用线段来表示。在图3中，针对2种路面摩擦系数μ 1、μ 2，示出了抓地力临界线(μ > μ2)。在各路面摩擦系数中，前后轮2条抓地力临界线与纵横两轴包围的区域是不发生轮胎打滑的稳定驱动力分配区域。路面摩擦系数越大，所述稳定驱动力分配区域越宽。当从所述稳定驱动力分配区域越过后轮抓地力临界线而成为后轮偏重的驱动力分配时后轮打滑，当越过前轮抓地力临界线而成为前轮偏重的驱动力分配时前轮打滑。另外，向右下方的虚线表示等驱动力线，如果在所述等驱动力线上，只要不打滑，就成为与作为车辆所输出的驱动力等同的值。以上是对驱动力分配线图的说明。接着，转移至对控制内容的详细说明。图3、图 4表示打滑时的路面摩擦系数较大的情况，图5、图6表示较小的情况(μ 2 > μ幻。前者对应于步骤208的F ζ可恢复的情况，后者对应于F_z不可恢复的情况。在图3 图6中，表示打滑前的EV行驶的点为t0。在EV行驶中由于不进行基于引擎的驱动，因而在驱动力分配线图(图3、图幻上，t0位于纵轴上。将打滑前的路面摩擦系数设为μ 。路面摩擦系数下降、发生了打滑的状态为tl。图3、图5的tl，因为后轮抓地力临界线的位置变为低μ路侧(分别为μ 2、μ 3)而落入到后轮打滑的区域。在图4、图6中， 因为在tl损失了后轮的抓地力，因而示出实际传输总驱动力下跌。在图2的步骤203中， 将所述打滑紧前面的总驱动力、即电动机驱动力作为F_z进行保存。通过逐渐减少电动机驱动力(步骤204)，恢复了后轮的抓地力的点为t2。将t2 处的电动机驱动力作为FmO进行保存，进行路面摩擦系数的推定(步骤207)。在路面摩擦系数的推定过程中，使用了表示预先准备的抓地力临界后轮驱动力与路面摩擦系数之间的关系(参照图7)的表格(根据车种的不同而不同)。在步骤208的F_z恢复可否判定中，在步骤207中推定出的路面摩擦系数的路面中，通过在不发生打滑的范围内的前后轮驱动力分配，来判定有无恢复打滑前的驱动力F_z 的可能性。所述F_z恢复可否判定，在驱动力分配线图上，是通过前后轮抓地力临界线(μ 2 或μ 3)与纵横两轴包围的所述稳定驱动力分配区域是否与表示F_z的等驱动力线相交而进行的(参照图3、图5)。由于前后轮的抓地力临界线通过路面摩擦系数可唯一地确定，因而通过几何学的计算方法能够判定所述稳定驱动力分配区域和等驱动力线是否相交。在所述稳定驱动力分配区域与等驱动力线不相交的情况下(参照图5)，即便从t2起在稳定的范围内变更驱动力分配，也不能恢复打滑前的驱动*F_z。在步骤209中，基于步骤208的F_z恢复可否判定结果来设定所述目标驱动力分配(Fe_t，Fm_t)。作为所述目标驱动力分配(Fe_t，Fm_t)的一例，在驱动力分配线图(图3、图5)上举出由t3表示的分配。即、在F_z可恢复的情况下(图3)，采取由后轮抓地力临界线(μ2)与等驱动力线的交点表示的分配，在F_z不可恢复的情况下(图5)，采取由后轮抓地力临界线(μ:3)与理想驱动力分配线的交点表示的分配。所述目标驱动力分配中的具体的引擎驱动力、电动机驱动力的值可通过几何学的计算方法求出。在步骤210、211中，以所述目标驱动力分配(Fe_t，Fm_t)为目标，来进行引擎驱动力的传输及电动机驱动力的控制。在引擎驱动力达到!为止的延迟时间内，电动机驱动力按(4)式进行控制(步骤211)。Fm(t) = f (FmO, Fe (t)，μ ) ... (4)在图3、图4以及图5、图6中，是t2至t3的过程。该控制在驱动力分配线图上 (图3、图幻是根据引擎驱动力的增加而以在后轮抓地力临界线上跟踪的方式来增加电动机驱动力的控制，(4)式的右边可写成( 式。f (FmO, Fe (t)，μ ) = FmO+Fe (t) X tan ( θ ( μ )) ... (5)(5)式的右边第2项的θ (μ )是某一路面摩擦系数处的后轮抓地力临界线与横轴所成的角度(参照图8)，是通过车辆的诸常数和路面摩擦系数唯一地确定的变量(参照图 9)。按步骤211进行与引擎驱动力相应的量的电动机驱动力的控制，由此引擎和电动机的驱动力的分配(Fe，Fm)达到由t3表示的所述目标驱动力分配(Fe_t，Fm_t)(步骤 212)。在t3时刻，无论是可稳定地恢复打滑前的驱动力F_z (图3、图4)的情况还是无法恢复F_z的情况下，都可恢复能稳定行驶的最大的驱动力(图5、图6)。这里，关于步骤209中的所述目标驱动力分配的设定方法，叙述前述设定方法以外的方法。虽然仅叙述了 F_z可恢复的情况(路面摩擦系数μ 2)，但是关于F_z不可恢复的情况，也是同样的。图10示出四种目标驱动力分配。目标驱动力分配A是前述的分配， 是由后轮抓地力临界线(μ 2)与等驱动力线的交点表示的分配。目标驱动力分配B是由通过(0，FmO)、且平行于横轴的直线与等驱动力分配线的交点表示的分配。目标驱动力分配 C是由后轮抓地力临界线(μ2*)与等驱动力线的交点表示的分配。这里，μ2*被设定为比步骤207中推定出的路面摩擦系数μ 2还小。μ2与μ 2*之差，既可以使用预先确定的值，也可以根据由过去的打滑历史记录等推定出的路面的光滑程度来决定。设后轮抓地力临界线(μ2*)与纵轴的交点处的电动机驱动力为FmO*。目标驱动力分配D是由通过(0， FmO*)、且平行于横轴的直线与等驱动力分配线的交点表示的分配。因目标驱动力分配的不同，而步骤211中的Fm的计算方法的右边也不同，·在设定了目标驱动力分配B的情况下，有(6)式，f (FmO, Fe (t)，μ ) = FmO ... (6)·在设定了目标驱动力分配C的情况下，有(7)式，f (FmO, Fe ⑴，μ ) = FmO*+Fe (t) X tan ( θ ( μ 2*)) …(7)·在设定了目标驱动力分配D的情况下，有⑶式。f (FmO, Fe ⑴，μ ) = FmO* …(8)这里，达到目标驱动力分配A的路线是最大限度地应用路面摩擦的驱动力分配， 虽然能够最大限度地保持车辆驱动力，但是因为路面摩擦系数的一点点变化可能会再次发生后轮打滑。另一方面，达到目标驱动力分配B、C、D的路线由于根据后轮抓地力临界线(μ 2)取界来进行驱动力分配，因而较之目标驱动力分配Α，虽然车辆驱动力稍稍变小，但是在车辆的稳定性方面是有利的。作为其他的目标驱动力分配的确定方法，当然也可选择目标驱动力分配A D之间的任意分配。另外，这里作为式(4)的右边设定了如式(6) (8)那样在驱动力分配线图上描绘直线的函数，但是它们并非一定要是直线，只要在不超过所推定的路面摩擦系数μ 2 处的后轮抓地力临界线的范围内，就可采用自由路线。关于步骤213的驱动力恢复后转移控制，利用图11进行说明。此外，以下说明在步骤209中将目标驱动力分配设定为目标驱动力分配Α(图10)的情况。在步骤1101中，判定当前的驱动力是否恢复到打滑前的驱动*F_z。这里，参照步骤208的F_z恢复可否判定结果。在恢复了 F_z的情况下(图3、图4)，在步骤1102中不改变总驱动力而设为前后理想驱动力分配。即、在驱动力分配线图上，以在等驱动力线上追踪的方式，在理想驱动力分配线上进行移动(从图3的t3向t4的转移)。理想驱动力分配如前述是能够最大限度地应用前后轮的摩擦力的前后分配。在步骤1101中不能恢复F_z的情况下(图5、图6)，考虑到是当前的路面摩擦系数小、容易打滑的路面，因而在直至经过时间T_pas2变为规定的时间T_2为止，持续所述目标驱动力分配状态(步骤1110)。然后，在步骤1111中，在保持着理想驱动力分配的情况下使驱动力增加，来恢复驱动力F_z (从图5的t3向t4的转移)。在使驱动力增加的过程中发生了打滑的情况下(步骤1112)，将驱动力分配返回为所述目标驱动力分配(步骤1113)， 再次进行步骤1110中的经过时间的统计。在步骤1103中，在理想驱动力分配下的经过时间T_pasl超过了规定的时间 T_1 (例如5秒)的情况下、或者在步骤1112中未发生打滑却已将驱动力恢复为F_z的情况下，参照过去的规定时间内(例如1分钟)的打滑次数N_slip，若比规定的次数丄1!^(例如3次)多，则判断为打滑可能性高的路面持续(步骤1104)，继续理想驱动力分配(步骤 1105)。并且，在步骤1105中的经过时间T_pas3超过规定的时间T_3(例如5秒)时(步骤1106)，在效率上向有利的二驱行驶转移。另外，在步骤1104中为N_slip ( N_lmt的情况下，判断为不是容易打滑的路面， 而转移至二驱行驶。在向二驱行驶的转移过程中，在步骤1107中判定所述电池110的充电量SOC剩余得是否比可EV行驶的规定的电池充电量S0C_ev(例如50% )还多，若SOC > S0C_ev则向EV行驶模式转移，否则向引擎行驶模式转移(步骤1109)。在转移至EV行驶模式并再次发生驱动轮的打滑的情况下，图2的控制被再次执行。关于引擎行驶模式中的驱动轮打滑而言，可快速地进行基于电动机驱动的驱动力恢复。 另外，如步骤1102、1105、1111那样，在驱动力分配在理想驱动力分配线上控制时，因路面摩擦系数下降等原因导致发生了前后轮同时打滑的情况下，优选以在理想驱动力分配线上追踪的方式使车辆驱动力下降的控制。此外，以上所示的本控制的前提是驾驶员要求的驱动力不变、即加速器开度不变，在打滑发生后发生了驾驶员要求的要求驱动力变更的情况下，中止本控制，使新的要求驱动力优先。这里，表示本实施方式的驱动力恢复控制的效果的一例。作为比较对象，考虑在基于电动机驱动力降低的抓地力恢复(图3的t2)之后，向引擎和电动机同时要求理想驱动力分配点(图3的t4)的驱动力分配的情况。如前述，电动机对于要求驱动力的响应性良好，而引擎较之电动机而言其响应性差，它们的响应性相差一位数左右。因此，在所述比较对象的控制中，如图3的虚线箭头所示，成为基于电动机的后轮驱动力迅速地减少，然后基于引擎的前轮驱动力增加的动作。在图4中比较驱动力沿着时间轴的推移可知，比较对象控制的实际传输总驱动力(虚线)在t2之后下跌，车辆驱动力的恢复延迟，相对于此，本控制(实线)能够快速地进行车辆驱动力的恢复。根据效果的大致结果可知，在本控制中较之比较对象控制，可早0. 6秒地恢复打滑前的车辆驱动力F_z。另外，直至车辆驱动力恢复的过程中的车辆驱动力比(O^e+Fm)/ F_z)，在比较对象控制中是(t2) 73% (t3) 100% (t4)，而在本控制中是80 % (t2) 100% (t3) 100% (t4)，因而可知本控制较之比较对象控制，能够维持高的车辆驱动力地恢复打滑前的车辆驱动力。此外，本计算是在以下条件下进行的·车辆重量约1800kg·时速30km/h·车辆加速度0. 1G(1G = 9. 81m/s2) 斜面坡度6.3%·路面摩擦系数从0. 4变为0. 3 (从湿润的柏油路到雪路)· 2 4: 8θ(；。如以上说明，在第1实施方式中，在通过引擎来驱动前后一方的车轮、通过电动机来驱动另一方的车轮的四轮驱动混合动力汽车的驱动控制装置中，在电动机驱动轮打滑之际，在减少电动机所产生的驱动力来恢复抓地力的同时推定路面摩擦系数，并根据传输给驱动轮的引擎驱动力和推定出的路面摩擦系数来增加或者维持电动机所产生的驱动力。由此，能够快速地恢复车辆驱动力。-第2实施方式-其次，在不同的车辆结构中，对本实施方式的四轮驱动混合动力汽车的驱动控制装置进行说明。利用图12来说明车辆的结构。本车辆作为驱动力源，在前面具备引擎1201，在前面和后面分别具备前电动机1205和后电动机1211。所述引擎1201和所述前电动机1205 通过离合器1202可进行缔结及解放，前轮1207的驱动力可分别使用仅所述前电动机1205 所进行的驱动、和所述引擎1201及所述前电动机1205所进行的驱动。所述前电动机1205 通过受前逆变器1216控制的电池1210的电力被驱动。仅基于所述前电动机1205的驱动力、或者基于所述引擎1201及所述前电动机1205的驱动力，通过变速器1203、前差动齿轮1204被传输给所述前轮1207。所述后电动机1211通过受后逆变器1209控制的所述电池1210的电力被驱动，转矩通过后差动齿轮1212被传输给后轮1214。E⑶1208从引擎状态检测装置1215能够获得引擎转速及引擎推定转矩，从所述电池1210能够获得电池充电量S0C，从前轮转速检测单元1206及后轮转速检测单元1213能够获得前后轮各个轮的车轮速度，并基于这些信息来决定引擎输出及各电动机的输出，向所述引擎1201、所述离合器 1202、以及所述前逆变器1216、所述后逆变器1209发送指令。具体而言，E⑶1208具备第1驱动力检测电路部，其在引擎1201所产生的驱动力处于未传输的状态下检测因路面的摩擦系数变化引起的车辆驱动力下降；四轮电动机行驶可否判定电路部，其判定可否进行基于引擎侧电动机1205和电动机1211的四轮电动机行驶；和打滑控制模式切换电路部，其根据四轮电动机行驶可否判定电路部的判定结果来切换引擎使用打滑控制模式和引擎不使用打滑控制模式。ECU1208还具备第1电动机控制电路部，其根据第1驱动力检测电路部的检测结果进行控制以减少电动机所产生的驱动力；第2驱动力检测电路部，其检测通过第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的请求所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；目标驱动力分配设定电路部，其基于第2驱动力检测电路部的检测结果和摩擦系数推定电路部的推定结果来设定目标驱动力分配；引擎控制电路部，其根据第2驱动力检测电路部的检测结果进行控制以增大引擎1201所产生的传输驱动力；第2电动机控制电路部，其根据引擎1201所产生的传输驱动力的上升进行控制以使通过第1电动机控制电路部而减少的电动机1211的驱动力增加；和第3电动机控制电路部，其根据第2驱动力检测电路部的检测结果和摩擦系数推定电路部的推定结果，以满足通过第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力、且成为规定的理想前后分配的方式控制引擎侧电动机1205和电动机1211的驱动力。参照图13来说明本实施方式的控制的整体像。图13是表示由E⑶1208执行的驱动力恢复控制处理的处理顺序的流程图。在步骤1301中，判定本混合动力车辆是否进行了基于后电动机的二驱行驶(以后称为“后EV行驶”)。在处于后EV行驶中、且在步骤1302中检测到后电动机驱动轮的打滑发生的情况下，进入到步骤1303。这里，关于步骤1302的打滑发生检测，在由所述前轮转速检测单元1206和所述后轮转速检测单元1213检测到的前后轮的车轮速中，将所述后轮 1214的车轮速与所述前轮1207的车轮速进行比较，并在判定为具有某一阈值以上的差并较大时，判定为所述后轮1214的打滑发生。在步骤1303中，将打滑检测紧前面的车辆驱动力作为F_z，保存至所述E⑶1208内的存储器中。F_z是根据打滑检测紧前面的后电动机电流量ImR_z和后电动机转速NmR_z、 以及所述后差动齿轮1212中的减速比FimdGearRear和轮胎半径Rtire进行计算的。详细而言，由(9)式求出后电动机转矩TmR_z，F_z是如(2)式那样通过将所述电动机转矩TmR_ ζ与减速比及轮胎半径进行乘法运算而计算的。(10)式的函数f(ImR_z，NmR_z)除了进行理论式的运算之外，也可在存储器上准备以电流ImR_z和转速NmR_z为输入、以转矩TmR_z 为输出的二维图，通过利用该二维图来进行代替。TmR_z = f (ImR_z, NmR_z) ... (9)F_z = TmR_zXFinalGearRearXRtire . . . (10)在后续的步骤 1304 中，进行四轮EV行驶可否判定。在四轮EV行驶中，在解放了所述离合器1202的状态下，将所述前电动机1205和所述后电动机1211作为驱动力源进行行驶。所述四轮EV行驶可否判定如图14所述那样进行。即、在所述电池1210中剩余了仅有由电动机驱动前后轮所有轮的电池充电量SOC(步骤1401)、且在所述前电动机1205及所述前逆变器1216中没有异常(步骤1402、步骤1403)的情况下，许可四轮EV行驶(步骤1404)。在不满足步骤1401 1403 的条件中的任意一个的情况下，不许可四轮EV行驶(步骤1405)。在所述四轮EV行驶可否判定中被判定为不可四轮EV行驶的情况下，在步骤1312 中进行引擎使用打滑控制。所述引擎使用打滑控制由于与第1实施方式中叙述的控制相同，因而省略说明。在所述四轮EV行驶可否判定中被判定为可四轮EV行驶的情况下，为了恢复后轮的抓地力，以规定的比例逐渐减少所述后电动机1211的驱动力FmR(步骤130 。步骤1305 的电动机驱动力的减少持续到后轮的打滑收敛为止(步骤1306)。后轮打滑的收敛是通过由所述前轮转速检测单元1206和所述后轮转速检测单元1213检测到的前后轮的车轮速差为规定值以下而判定的。当在步骤1306中判定为所述后轮1214的打滑收敛，则在步骤1307 中将打滑收敛了的时刻的后电动机驱动力设为FmRO，保存至所述ECU1208内的存储器中。 这里，后电动机驱动力FmRO是与(7)式同样地将所述后电动机1211的转矩换算为车辆驱动力的值。另外，在步骤1307中进行路面摩擦系数的推定。关于路面摩擦系数的推定，在第1实施方式中如图2的步骤207的叙述。在步骤1308中，假设步骤1307中推定出的路面摩擦系数，通过不发生打滑的范围内的驱动力分配来判定可否恢复所述打滑前驱动力F_z。关于F_z恢复可否判定方法，与在第1实施方式中叙述的方法相同。在步骤1309中，基于步骤1308的判定结果来设定目标驱动力分配(FmF_t，FmR_ t)。这里，FmF_t是所述前电动机1205所产生的驱动力，FmR_t是所述后电动机1211所产生的驱动力。所述目标驱动力分配的设定方法与第1实施方式相同。在后续的步骤1310中，实现步骤1309中设定的所述目标驱动力分配。所述目标驱动力分配的实现、即从(0，FmR0)向(FmF_t，FmR_t)的转移，如图15中的带有阴影线的箭头 (F_z可恢复的情况)、或者带有阴影线的虚线箭头尔_2不可恢复的情况)那样进行。与第 1实施方式不同，由于通过前后轮的响应性都良好的电动机进行驱动，因而并非一定需要考虑了响应延迟的转移控制。在实现了所述目标驱动力分配的阶段，既能防止打滑，又能恢复打滑前的车辆驱动力、或者恢复到能够稳定行驶的最大车辆驱动力为止。以上，根据路面状态或车辆的状态进行适当的驱动力恢复后转移控制(步骤1311)。关于驱动力恢复后转移控制，虽然与第1 实施方式的步骤213(详细内容记载在图11中)相同，但是在本实施方式的车辆结构中，由于作为步骤1108的EV行驶模式可使用前电动机驱动和后电动机驱动这两种，因而可选择任意一种。以上是对第2实施方式的说明。根据以上结构，能够更快速地进行电动机驱动轮打滑时的车辆驱动力的恢复。以上说明了各种实施方式，但是本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内所考虑的其他方式也包括在本发明的范围内。本申请以日本专利申请2009-212627号(2009年9月15日申请)为基础，并将其内容援引于此。
权利要求
1.一种驱动控制装置，是通过引擎来驱动前轮侧和后轮侧的一方、通过电动机来驱动另一方的车辆的驱动控制装置，所述驱动控制装置具备第1驱动力检测电路部，其在所述引擎所产生的驱动力处于未传输的状态下检测因路面的摩擦系数变化引起的车辆驱动力下降；第1电动机控制电路部，其根据所述第1驱动力检测电路部的检测结果进行控制以减少所述电动机所产生的驱动力；第2驱动力检测电路部，其检测通过所述第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的情况所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于所述第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；目标驱动力分配设定电路部，其基于所述第2驱动力检测电路部的检测结果和所述摩擦系数推定电路部的推定结果来设定目标驱动力分配；引擎控制电路部，其根据所述第2驱动力检测电路部的检测结果进行控制以增大所述引擎所产生的传输驱动力；和第2电动机控制电路部，其根据所述引擎所产生的传输驱动力的上升来进行控制以使通过所述第1电动机控制电路部减少的所述电动机的驱动力增加。
2.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，所述摩擦系数推定电路部基于通过所述第2驱动力检测电路部检测到车辆驱动力的恢复的时刻的电动机驱动力来推定路面摩擦系数。
3.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，所述目标驱动力分配设定电路部基于通过所述第2驱动力检测电路部检测到车辆驱动力的恢复的时刻的电动机驱动力、通过所述摩擦系数推定电路部推定出的所述路面摩擦系数下的后轮抓地力临界、以及通过所述第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力，来设定所述目标驱动力分配。
4.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，所述目标驱动力分配设定电路部基于通过所述第2驱动力检测电路部检测到车辆驱动力的恢复的时刻的电动机驱动力、比通过所述摩擦系数推定电路部推定出的所述路面摩擦系数小规定量的路面摩擦系数下的后轮抓地力临界、以及通过所述第1驱动力检测电路部检测到驱动力的下降以前的驱动力，来设定所述目标驱动力分配。
5.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，所述第2电动机控制电路部基于所述摩擦系数推定电路部的推定结果、以及所述目标驱动力分配设定电路部的设定结果，在电动机所产生的驱动力与引擎所产生的驱动力之和达到通过所述第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力为止的期间内，增大或者维持电动机驱动力。
6.根据权利要求1所述的驱动控制装置，其中，所述第2电动机控制电路部基于所述摩擦系数推定电路部的推定结果、以及所述目标驱动力分配设定电路部的设定结果，在电动机所产生的驱动力与引擎所产生的驱动力的比例达到预定的理想的前后驱动力分配为止的期间内，增大或者维持电动机驱动力。
7.—种车辆的驱动控制装置，通过引擎和引擎侧电动机的双方或者所述引擎侧电动机来驱动前轮侧和后轮侧的一方，通过电动机来驱动另一方，所述车辆的驱动控制装置具备第1驱动力检测电路部，其在所述引擎所产生的驱动力处于未传输的状态下检测因路面的摩擦系数变化引起的车辆驱动力下降；四轮电动机行驶可否判定电路部，其判定可否进行基于所述引擎侧电动机和所述电动机的四轮电动机行驶；和打滑控制模式切换电路部，其根据所述四轮电动机行驶可否判定电路部的判定结果来切换引擎使用打滑控制模式和引擎不使用打滑控制模式。
8.根据权利要求7所述的驱动控制装置，其中， 所述驱动控制装置还具备第1电动机控制电路部，其根据所述第1驱动力检测电路部的检测结果进行控制以减少所述电动机所产生的驱动力；第2驱动力检测电路部，其检测通过所述第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的情况所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于所述第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；目标驱动力分配设定电路部，其基于所述第2驱动力检测电路部的检测结果和所述摩擦系数推定电路部的推定结果来设定目标驱动力分配；引擎控制电路部，其根据所述第2驱动力检测电路部的检测结果进行控制以增大所述引擎所产生的传输驱动力；和第2电动机控制电路部，其根据所述引擎所产生的传输驱动力的上升进行控制以使通过所述第1电动机控制电路部而减少的所述电动机的驱动力增加，通过所述打滑控制模式切换电路部所切换选择的引擎使用打滑控制模式是使用所述第1电动机控制电路部、所述第2驱动力检测电路部、所述摩擦系数推定电路部、所述目标驱动力分配设定电路部、所述引擎控制电路部、以及所述第2电动机控制电路部来进行驱动力恢复控制的模式。
9.根据权利要求7所述的驱动控制装置，其中， 所述驱动控制装置还具备第1电动机控制电路部，其根据所述第1驱动力检测电路部的检测结果进行控制以减少所述电动机所产生的驱动力；第2驱动力检测电路部，其检测通过所述第1电动机控制电路部而电动机驱动力减少了的情况所引起的车辆驱动力的恢复；摩擦系数推定电路部，其基于所述第2驱动力检测电路部的检测结果来推定路面的摩擦系数；和第3电动机控制电路部，其根据所述第2驱动力检测电路部的检测结果和所述摩擦系数推定电路部的推定结果控制所述引擎侧电动机和所述电动机的驱动力，以使满足通过所述第1驱动力检测电路部检测到驱动力下降以前的驱动力、且成为预定的理想的前后分配，通过所述打滑控制模式切换电路部所切换选择的引擎不使用打滑控制模式是使用所述第1电动机控制电路部、所述第2驱动力检测电路部、所述摩擦系数推定电路部、以及所述第3电动机控制电路部来进行驱动力恢复控制的模式。
10.根据权利要求7所述的驱动控制装置，其中，所述四轮电动机行驶可否判定电路部基于向所述引擎侧电动机供电的电池的余量、所述引擎侧电动机有无异常、以及对向所述引擎侧电动机供给的电力进行控制的逆变器有无异常，来判定四轮电动机可否行驶。
全文摘要
通过引擎来驱动前轮侧和后轮侧的一方、通过电动机来驱动另一方的车辆的驱动控制装置，在减少电动机驱动力、恢复抓地力的同时推定路面摩擦系数。驱动控制装置还将引擎驱动力传输给驱动轮，一边参照引擎驱动力和与推定路面摩擦系数相应的电动机驱动轮抓地力临界线一边暂时增加电动机驱动力。
文档编号B60K6/52GK102481924SQ201080036890
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月11日 优先权日2009年9月15日
发明者牧健太郎 申请人:日立汽车系统株式会社