車輛的控制設備和控制方法

2023-10-06 11:44:59 2

專利名稱：車輛的控制設備和控制方法
技術領域：
本發明涉及車輛的控制設備和控制方法。更具體地，本發明涉及使用 電動機作為驅動源的車輛的控制設備和控制方法。
背景技術：
近些年來，諸如混合動力車、燃料電池車和電動車之類的通過由電動 機產生的驅動力行駛的車輛作為挑戰環境問題的一種措施已經成為注目的 焦點。在這些類型的車輛中，例如如下的技術是已知的，該技術用於利用
電動機產生緩慢移動轉矩(creep torque)，以防止車輛從停車起步時或當 停在上坡上時向後移動。
例如，日本專利申請公布No. JP-A-2005-3386描述了一種混合動力車 的控制裝置，其防止車輛從停車起步時的制動拖延，同時還防止車輛在上 坡上向後移動。此混合動力車的控制設備包括作為車輛驅動源的電動機和 發動機。控制設備還包括操作檢測設備，其檢測制動踏板的操作；坡度 檢測設備，其檢測路面坡度；以及電動機控制部分，其在坡度檢測設備檢 測車輛停於其上的路面是上坡並且操作檢測設備檢測到鬆開制動踏板的操 作時，在電動機中產生正向轉矩。
根據前述公開所描述的混合動力車的控制設備，當發動機怠速運轉而 同時車輛被停在上坡上時，可以利用電動機產生發動機中的緩慢移動轉 矩。因此，電動機可以被有效地用於防止降低燃料效率的制動拖延問題， 同時可靠地防止了車輛在上坡上向後移動。
但是，如果如果所檢測的路面坡度突然變化，緩慢移動轉矩波動，並 且駕駛員可能覺得車輛似乎在向下滑動。路面坡度基於來自G傳感器的輸 出置和由車輪速度傳感器檢測的旋轉速度的導數值之間的差來計算。車輪 速度傳感器在車輛已經開始移動並且以大致數km/h行駛之後輸出檢測信
號。因此，在檢測信號開始被輸出的時間點的旋轉速度的導數值很大，而 路面坡度的絕對值被估計得偏小。結果，由電動機輸出的緩慢移動轉矩停 止增大，這可能導致車輛在上坡上行駛時向後下滑，從而給駕駛員帶來不

發明內容
本發明的目的是提供一種防止車輛在上坡上向下滑動的車輛控制設備 和控制方法。
本發明的第一方面涉及一種車輛控制設備，其根據路面坡度控制驅動 力。該控制設備包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度；旋轉 速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；車速計算部分，其基於由所述旋 轉速度檢測裝置檢測的所述旋轉速度，計算車速；以及估計部分，其基於 所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度。在當前的車速的絕對值等於或 小於對應於由所述旋轉速度檢測裝置能夠檢測的旋轉速度的車速的絕對值 的下限值時，所述估計部分限制所估計的路面坡度的變化量。
根據第一方面，在當前的車速的絕對值等於或小於對應於由所述旋轉 速度檢測裝置能夠檢測的旋轉速度的車速的絕對值的下限值時，所述估計 部分限制所估計的路面坡度的變化量。結果，即使在車輛開始移動之後車 速達到數km/h時，旋轉速度的導數值突然變化的情況下，估計路面坡度 的變化量也可以被限制。因而，可以防止估計路面坡度突然變化。因此， 例如，在被停在上坡上的車輛中，當駕駛員鬆開制動踏板並且車輛開始移 動時，可以防止估計路面坡度的突然變化。就是說，在上坡上，可以防止 估計路面坡度的突然減小。結果，緩慢移動轉矩可以根據路面坡度被適當 地增大，這可以防止車輛朝後向下滑動，因此可以使得帶給駕駛員的不愉 快感最小化。因此，可以提供防止在上坡上車輛的向下滑動的車輛控制設
備o
除了上述結構之外，所述估計部分可以將所述變化量限制到等於或小 於預定的變化量。
根據此結構，所述估計部分將所述變化量限制到等於或小於預定的變
化量。結果，即使在車輛開始移動之後車速達到數km/h時，旋轉速度的 導數值突然變化的情況下，估計路面坡度的變化量也可以被限制到等於或 小於預定的變化量。因而，可以防止估計路面坡度突然變化。結果，在上 坡上，緩慢移動轉矩可以根據路面坡度被適當地增大，這可以防止車輛朝 後向下滑動。
本發明的第二方面涉及一種車輛控制設備，其根據路面坡度控制驅動 力。該控制設備包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度；旋轉 速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及估計部分，其基於所述加速 度和所述旋轉速度估計路面坡度。當所檢測的加速度不處於對應於所估計 的路面坡度的預定範圍中時，所述估計部分通過基於所檢測的加速度來校 正路面坡度，來估計所述路面坡度。
根據此結構，當所檢測的加速度不處於對應於所估計的路面坡度的預 定範圍中時，所述估計部分通過基於所檢測的加速度來校正路面坡度，來 估計所述路面坡度。因此，在由加速度檢測裝置檢測的加速度不處於對應 於估計路面坡度的預定範圍中時，可以判定估計路面坡度正在突然變化， 即旋轉速度的導數值正在突然變化。因此，通過基於所檢測的加速度適當 地校正路面坡度來估計路面坡度，可以防止緩慢移動轉矩的突然變化。因 此，例如，在停在上坡上的車輛中，可以防止當駕駛員鬆開制動踏板並且 車輛開始移動時估計路面坡度的突然變化。就是說，在上坡上，可以防止 估計路面坡度的突然減小。結果，可以根據路面坡度適當地增大緩慢移動 轉矩，從而可以防止車輛向後下滑。因此，可以使得由車輛向後滑動給駕 駛員帶來的不愉快感最小化。因此，可以提供一種防止車輛在上坡上下滑 的車輛控制設備。
除了上述結構之外，用作產生所述驅動力的驅動源的電動機可以被安 裝在所述車輛中，並且所述控制設備根據所估計的路面坡度控制所述電動 機。
根據此結構，所述控制設備根據所估計的路面坡度控制所述電動機。 因此，因為可以根據估計路面坡度輸出緩慢移動轉矩，所以可以防止處於 上坡上的車輛向下滑動。
本發明的第三方面涉及一種根據路面坡度控制驅動力的車輛控制方 法。該控制方法包括如下步驟檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉 速度；基於所檢測的旋轉速度，計算車速；基於所述加速度和所述旋轉速 度估計路面坡度，以及噹噹前的車速的絕對值等於或小於對應於能夠檢測 的旋轉速度的車速的絕對值的下限值時，限制所估計的路面坡度的變化
該控制方法還可以包括將所述變化量限制到等於或小於預定的變化量 的步驟。
本發明的第四方面涉及一種根據路面坡度控制驅動力的車輛控制方 法。該方法包括如下步驟檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉速 度；基於所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，以及當所檢測的加速 度不處於對應於所估計的路面坡度的預定範圍中時，通過基於所檢測的加 速度來校正路面坡度，來估計所述路面坡度。
此控制方法還可以包括如下步驟根據所估計的路面坡度控制電動 機，所述電動機用作產生所述驅動力的驅動源。
本發明的第五方面涉及一種車輛控制設備，其根據路面坡度控制驅動 力。該車輛控制設備包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度； 旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及估計部分，其基於所述 加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，所述估計部分將所估計的路 面坡度的變化量限制到等於或小於預定的變化量，直至所述旋轉速度檢測 裝置檢測到所述旋轉速度。


從以下參考附圖對優選實施例的描述，本發明的前述和其他目的、特 徵和優點將變得清楚，附圖中類似的參考標號用於表示類似的元件，其 中
圖1是其中安裝根據本發明第一實施例的車輛控制設備的混合動力車 的控制框圖2是示出了由車輪速度傳感器檢測的輸出值和該輸出值的導數值的
變化的時序圖3是示出了由用作根據第一實施例的車輛控制設備的HV—ECU執行
的程序的控制結構的流程圖4是示出了估計坡度變化量的輸入值和輸出值之間的關係的圖線； 圖5是示出了估計坡度和緩慢移動增大係數之間的關係的圖線(第一
圖線)；
圖6是示出了估計坡度和緩慢移動增大係數之間的關係的圖線(第二 圖線)；
圖7是示出了車速、估計坡度和緩慢移動轉矩的變化的時序圖； 圖8是示出了由用作根據第二實施例的車輛控制設備的HV一ECU執行 的程序的控制結構的流程圖；以及
圖9是示出了G傳感器的輸出值和估計坡度之間的關係的圖形。
具體實施例方式
以下，將參考附圖詳細描述本發明的實施例。附圖中相似的部件用相 似的參考標號來表示。相似的部件還將由相同的名稱表示，並且將具有相 同的功能。因此，將不會對這些部件進行重複的詳細描述。
現在將參考圖1描述根據本發明第一實施例的混合動力車的控制框 圖。但是應該注意，本發明不限於圖1所示的混合動力車，而是只要充當 驅動源的電動發電機被連接到從動輪就行。混合動力車還可以採用具有二 次電池的另一種形式。而且，可以設置諸如電容器的蓄電機構來代替二次 電池。此外，當設置二次電池時，其可以例如是鎳金屬氫化物電池或鋰離 子電池。對於其類型沒有具體限制。
混合動力車包括諸如汽油發動機的內燃機(在下面的描述中其將被簡 稱為"發動機")120以及電動發動機140，這兩者都用作驅動源。在圖1 中，為了方便，電動發動機140將被稱為電動機140A和發電機140B (或 電動發動機140B)，但是根據混合動力車的行駛狀態，電動機140A也可 以充當發電機，而發電機140B也可以充當電動機。當充當發電機時，電 動發動機執行再生制動，此時，其將車輛的動能轉換為電能，從而減速車
輛。
混合動力車還具有減速齒輪180,其將發動機120和電動發動機
140產生的動力傳輸到從動輪160，以及將從動輪160的驅動傳輸到發動 機120和電動發動機140;動力分配裝置(諸如行星齒輪組)200，其在兩 條路徑，即從動輪160和發電機140B之間分配由發動機120產生的動 力；行駛電池220，其提供電力以驅動電動發動機140;逆變器240，控制 電流，同時轉換行駛電池220的直流電和電動機140A和發電機140B的交 流電；電池控制單元(此後稱為"電池ECU" (ECU表示電子控制單 元))260，其管理和控制行駛電池220的充電和放電狀態；發動機ECU 280，其控制發動機120的工作狀態；MG一ECU3Q0，其根據混合動力車的 狀態控制電動發動機140、電池ECU 260、逆變器240等；制動ECU 326，其控制沒有示出的制動裝置的制動力；以及HV—ECU 320，其通過 以互連方式管理和控制所有電池ECU 260、發動機ECU 280、 MG一ECU 300以及制動ECU 326等，來控制整個混合動力系統，以使混合動力車可 以最高效地行駛。根據本實施例的車輛的控制設備由此HV—ECU 320實 現。
在本實施例中，升壓變壓器242被設置在行駛電池220和逆變器240 之間。因為行駛電池220的額定電壓低於電動機140A和電動發動機140B 的額定電壓，所以當電力從行駛電池220供應到電動機140A和電動發動 機140B時，此升壓變壓器242升高電力的電壓。
在圖1中，各個ECU被單獨構造，但是兩個或者更多個ECU也可以 被組合成一個(例如，如圖1中的虛線所示，MG—ECU 300和HV一ECU 320可以被組合成一個ECU)。
行星齒輪組被用於動力分配裝置200，以在從動輪160和電動發電機 140B之間分配來自發動機120的動力。通過控制電動機發電機140B的速 度，動力分配裝置200還可以充當連續變化傳動機構。發動機120的旋轉 力被輸入行星輪架。其被從此通過太陽齒輪傳輸到電動發電機140B，並 且通過齒圈傳輸到電動機和輸出軸(在具有從動輪160的一側)。當發動 機120怠速運轉時，其仍然運行，於是來自其運行的動能由電動發電機140B轉換為電能，從而降低發動機120的速度。
在圖1所示的具有混合動力系統的混合動力車，當發動機120的效率 低並且車輛從停車起步或以低速行駛等時，混合動力車僅僅利用電動發電 機140的電動機140A來行駛。在正常行駛時，例如，來自發動機120的 動力由動力分配裝置200在兩條路徑之間分配， 一方面直接驅動從動輪 160，同時另一方面驅動發電機140B以發電。此時所發的電被用於驅動電 動機140A，電動機140A回過來用於輔助驅動從動輪160。當在高速下行 駛時，行駛電池220供電到電動機140A,以進一步增大其輸出，從而將 額外的驅動力提供到從動輪160。另一方面，在減速過程中，現在由從動 輪160驅動的電動機140A充當發電機並且再生能量。然後，此再生的能 量被儲存在行駛電池220中。
當行駛電池220的SOC (充電狀態)降低到其需要充電的點時，發動 機120的輸出被增大，以驅動發電機140B並且增大其發電量，從而提高 行駛電池220的SOC。當然，即使當低速行駛時，也可以根據需要執行控 制，以增大發動機120的驅動量。在諸如如上所述行駛電池220需要充電 時、驅動諸如空調器的輔助設備時以及當將發動機120中的冷卻劑的溫度 升高到預定溫度時的情況下執行此控制。
車輪速度傳感器322檢測從動輪160的旋轉速度，並將其指示信號輸 出到HV—ECU 320。然後，HV—ECU 320基於所接受的從動輪160的速 度，計算車輛的速度。並且，G傳感器324檢測車輛的加速度，並將其指 示信號輸出到HV—ECU 320。
在此類車輛中，例如，當車輛停車或在具有坡度的路面上前進時， HV—ECU 320基於來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322 的旋轉速度的導數值之間的差，估計路面的坡度。例如，HV一ECU 320基 於諸如車輛重量和來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322 的旋轉速度的導數值之間的差之類的因素，估計路面的坡度。然後， HV—ECU 320根據所估計的路面坡度(此後稱為"估計坡度")，通過控 制電動機140A來輸出正向緩慢移動轉矩，防止車輛向後滑動。更具體 地，HV ECU320控制電動機140A，輸出等於在平路上的緩慢移動轉矩乘
以根據路面的坡度的緩慢移動增大係數的乘積的值(此後該值將被稱為 "緩慢移動增大轉矩")。例如，如果在平路上緩慢移動轉矩係數為 "1"，則在上坡上的緩慢移動增大係數將為大於"1"的值。
在此，將假定如下的情形，其中，例如停在上坡上的車輛在駕駛員松 開制動踏板之後開始移動。如果基於車輛的重量使得車輛向後移動的力超 過此時輸出到從動輪.160的緩慢移動轉矩，則如圖2A的虛線所示，車輛
將開始向後移動，於是車輪速度將線性增大。但是，如圖2A中的實線所 示，車輪速度傳感器322隻在車輛開始移動之後沿下坡方向的車速已經達 到數km/h (大約3 km/h)的時刻T (0)，才開始輸出檢測信號。這是因 為傳感器被構造成檢測由從動輪160的旋轉所產生的磁力的變化，因此只 有在車輪速度提高到至少磁力的變化可以被檢測到的旋轉速度的情況下， 才檢測到檢測信號。
因此，如圖2B的實線所示，來自車輪速度傳感器322的輸出值的導 數值，即車輪速度的導數值在時刻T (0)突然升高，然後回落到V'。如 上所述，估計坡度是基於來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感 器322的輸出值的導數值之間的差來計算的。因此，當來自車輪速度傳感 器322的輸出值的導數值突然變化(即，在上坡上沿下坡方向突然增大) 時，估計坡度突然減小。就是說，HV—ECU 320估計路面坡度正在變緩。 結果，由於緩慢移動增大係數正在根據估計坡度的減小而減小，所以 HV—ECU 320控制電動機140A中產生的緩慢移動增大轉矩以使其減小。 因此，沿下坡方向的來自車輛的合力增大，這可能導致車輛下滑。結果， 可能給駕駛員帶來不愉快的感覺。
因此，本實施例的特徵在於，HV_ECU 320估計路面坡度，同時當車 速等於或小於對應於能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋轉速度的車速的 絕對值的下限值時，限制路面坡度的變化量。
更具體地，當基於由車輪速度傳感器322檢測到的車輪速度所計算出 的車速的絕對值等於或小於預定值V (0)時，HV一ECU 320將基於來自G 傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322的輸出值的導數值之間的 差所計算的估計坡度的變化量限制到預定或更小的變化量。對於"預定值
V (0)"沒有具體限制，只要其至少等於或大於基於由車輪速度傳感器
322檢測的車輪速度所計算的車速的絕對值的下限值Va。
下面將參考圖3描述用作根據本實施例的車輛控制設備的HV—ECU 320所執行的程序的控制結構。
在步驟S100， HV一ECU 320基於來自G傳感器324的輸出值和來自車 輪速度傳感器322的輸出值的導數值之間的差計算估計坡度。或者，估計 坡度可以基於來自G傳感器324的輸出值和車輪速度的導數值，在制動 ECU 326中計算，然後被傳送到HV—ECU 320。
在步驟S102， HV—ECU 320基於所計算的(或所接收的)估計坡度， 判斷車輛在其上行駛或停車的路面是否是山坡(例如，斜坡)。例如，如 果所計算的坡度等於或大於預定坡度A (X)，則HV—ECU 320判定車輛 在其上行駛或停車的路面是山坡。如果車輛在其上行駛或停車的路面是山 坡(即，在步驟S102中為"是")，則過程進行到步驟S104。如果不是 (即，在步驟S102中為"否")則過程進行到步驟S114。
在步驟S104， HV_ECU 320判斷基於由車輪速度傳感器322檢測的旋 轉速度所計算的車速的絕對值是否等於或低於預定值V (0)。如果所計 算的車速的絕對值等於或低於預定值V (0)(即，在步驟S104中為 "是")，則過程進行到步驟S106。如果不是(即，在步驟S104中為 "否")，則過程進行到步驟S108。
在步驟S106， HV—ECU 320對於所計算的(或所接收的)估計坡度的 變化的設定極限處理。設定極限處理是指如下的處理，其中，例如當上一 計算周期中所計算的估計坡度和當前計算周期中所計算的估計坡度之間的 差等於或大於預定變化量Aout (0)時，計算在上一計算周期中所計算的 估計坡度和預定變化量Aout (0)的加和，作為當前計算周期的估計坡 度。更具體地，諸如圖4所示的圖之類的圖被預先存儲在HV—ECU 320的 存儲器中。HV—ECU 320利用在上一計算周期和當前計算周期中基於G傳 感器324的輸出值和車輪速度的導數值所計算的估計坡度之間的差作為輸 入值Ain，根據諸如圖4中所示的圖計算出變化量的輸出值Aout。然後， HV—ECU 320通過將變化量的計算輸出值Aout加到在上一計算周期中計算的估計坡度，計算出當前計算周期的估計坡度。例如，圖4所示的圖被創 建為如下即使估計坡度的變化量的輸入值等於或大於Ain (0)，估計坡
度的變化量的輸出值也不會變得大於Aout (0) 。 Ain (0)和Aout (0) 是通過實驗等適當地確定的預定值。並且，在圖4所示的圖中，垂直軸的 向上方向是車輛的下坡方向。
在步驟S108中，HV—ECU 320判斷是否進行了鎖存處理，鎖存處理 是用於每隔預定數量的計算周期保持(存儲)由HV—ECU 320計算(接 收)的估計坡度的值的處理。預定數量的計算周期可以例如是一個或兩個 或更多個。如果已經進行了鎖存處理(即，在步驟S108中為"是")， 則過程進行到步驟SllO。如果沒有(即，在步驟S108中為"否")，則 處理進行到步驟S112。
在步驟SllO， HV—ECU 320對通過鎖存處理存儲的估計坡度中的變化 進行滯後處理。例如，滯後處理是使得由於噪音等以小的增量變化的估計 坡度變為基本恆定的值的處理。更具體地，當在上一計算周期中計算的估 計坡度的值和在當前周期中計算的估計坡度的值之間的差的絕對值等於或 小於預定值時，HV_ECU 320使得當前估計坡度的值與上一計算周期中計 算的估計坡度的值相同。在此情況下的預定值是小於預定變化量Aout (0)的值。
在步驟S112， HV一ECU 320基於所計算的估計坡度計算緩慢移動增大 係數。更具體地，預先定義了估計坡度和緩慢移動增大係數之間的關係的 圖(諸如圖5中所示的)被存儲在HV—ECU 320的存儲器中。HV—ECU 320根據所計算的估計坡度和圖5所示的圖計算緩慢移動增大係數。例 如，當所計算的估計坡度為A (0)時，HV—ECU 320根據圖5所示的圖計 算出緩慢移動增大係數B (0)。估計坡度和緩慢移動增大係數之間的關 系不限於其中緩慢移動增大係數隨著估計坡度的增大以階躍方式從1提高 到B (1)和B (2)的關係。例如，如圖6所示，緩慢移動增大係數也可 以隨著估計坡度的增大緩慢移動增大係數以階躍方式從1提高到B (3)。 B (1)到B (3)是不受具體限制的值，只要其大於"1"就行，並且其通 過實驗等被適當地確定。並且，也可以使用示出了估計坡度、由車輪速度
傳感器322檢測的從動輪160的旋轉速度(或者車速)和緩慢移動增大系 數之間的關係的三維圖，來代替圖5所示的圖。
在步驟S114， HV—ECU 320基於所計算的緩慢移動增大係數計算緩慢 移動增大轉矩。例如，HV_ECU 320計算緩慢移動增大轉矩，其等於緩慢 移動增大係數乘以利用驅動力圖等計算的緩慢移動轉矩的乘積。驅動力圖 例如是定義車速和緩慢移動轉矩之間的關係的圖，並且被預先存儲在 HV—ECU 320的存儲器中。HV—ECU 320利用驅動力圖和基於由車輪速度 傳感器322所檢測的旋轉速度所計算的車速，來計算緩慢移動轉矩。 HV_ECU 320計算等於緩慢移動增大係數和所計算的緩慢移動轉矩的乘積 的緩慢移動增大轉矩。然後，HV—ECU 320經由MG一ECU 300控制電動機 140A，以輸出所計算的緩慢移動增大轉矩。
現在參考圖7描述用作根據本實施例的車輛控制設備並且是基於前述 的結構和流程圖的HV一ECU 320的操作。
此描述將假定如下的情形，其中，例如車輛面向上坡方向停在上坡 上。在車輛被停住時，由車輪速度傳感器322檢測到的輸出值為零，從而 車輪速度的導數值也為零。因此，估計坡度A (1)基於來自G傳感器324 的輸出值被計算。在此，例如，如果駕駛員鬆開制動踏板，來自車輛重量 的向後的力作用在車輛上。如果向後的力大於沿正向輸出的緩慢移動轉 矩，則車輛將開始向後移動。然後，如圖7A中的點劃線所示，車速將隨 時間增大。如果此時車速小於對應於能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋 轉速度的車速Va，則輸出值為零，如圖7A中的實線所示。
當車速在時刻T (1)變為對應於能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋 轉速度的Va時，對應於車速的輸出值被從車輪速度傳感器322輸出。此 時，基於來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322的輸出值 的導數值，計算估計坡度(S100)。
如果計算得到的估計坡度等於或大於預定坡度A (X)(即，在步驟 102中為"是")，則判定車輛正在移動或被停在上坡上。然後，如果所 計算的車速的絕對值小於預定車速V (0)(即，在步驟104中為 "是")，則對估計坡度的變化進行設定限制處理(S106)。此時，將由
圖7B中的實線所示的利用設定限制處理的估計坡度的變化與圖7B中的虛
線所示的沒有進行設定限制處理的估計坡度的變化進行比較，估計坡度被
計算為從A (1)到A (2)逐漸改變了預定變化量Aout (0)。在鎖存處 理和滯後處理之後(即，步驟S108和步驟S110中為"是")，基於滯後 處理之後的估計坡度計算緩慢移動增大係數(S112)。然後，基於緩慢移 動增大係數和驅動力圖計算緩慢移動增大轉矩(S114)。
此時，將圖7C中的實線所示的利用設定限制處理的緩慢移動增大轉 矩的變化與與圖7C中的虛線所示的沒有進行設定限制處理的緩慢移動增 大轉矩的變化進行比較，緩慢移動增大轉矩從Tc (0)到Tc (1)逐漸增 大了預定的變化量。因此，如圖7A中的時刻T (1)之後的實線所示，可 以防止車輛由於緩慢移動增大轉矩的突然減小而向後滑動。
如上所述，利用根據本實施例的車輛控制設備，即使由車輪速度傳感 器檢測的旋轉速度是在車輛開始移動並且車速已經達到數km/h之後輸出 的，而使得旋轉速度的導數突然變化，估計路面坡度的變化量也可以被限 制。結果，可以防止估計路面坡度突然變化。因此，在被停在上坡上的車 輛中，當駕駛員鬆開制動踏板並且車輛開始移動時，可以防止估計路面坡 度的突然變化。就是說，在上坡上，可以防止估計路面坡度的突然減小。 結果，緩慢移動轉矩可以根據路面坡度被適當地增大，這可以防止車輛朝 後向下滑動。因此，可以使得由於車輛後滑給駕駛員帶來的不愉快感最小 化。因此，可以提供防止在上坡上車輛的向下滑動的車輛控制設備。
在本實施例中，當車速的絕對值等於或低於預定值V (0)時，執行 設定限制處理。或者，當例如向下車速處於包含對應於能夠由車輪速度傳 感器檢測的旋轉速度的車速的下限值在內的預定範圍中時，也可以執行設 定限制處理。同樣在此情況下，即使由車輪速度傳感器檢測的輸出值的導 數值突然變化，對估計坡度執行設定限制處理也可以抑制估計坡度的突然 變化。因此，在上坡上，可以防止由於估計坡度的變化導致的緩慢移動增 大轉矩的減小。結果，可以防止上坡上的車輛下滑。
下面將描述根據本發明第二實施例的車輛控制設備。根據第二實施例 的車輛控制設備與根據第一實施例的車輛控制設備的不同之處僅僅在於，由HV一ECU 320執行的程序的控制結構不同。所有其它的結構與上述的根
據第一實施例的車輛控制設備的相同。因此，類似的部件將由類似的參考 標號表示並具有相同的功能，因此不對其進行重複的詳細描述。
本實施例的特徵在於，當在由G傳感器324檢測的車輛加速度和基於 G傳感器324的輸出值與車輪速度的導數值之間的差計算的估計坡度之間 不存在預定的關係時，HV一ECU 320基於由G傳感器324檢測的車輛加速 度，校正估計坡度。
下面將參考圖8描述由用作根據本實施例的車輛控制設備的HV—ECU 320執行的程序的控制結構。
圖8所示的流程圖中的與上述圖3所示的流程圖中的步驟相同的步驟 由相似的步驟標號表示，並且相似步驟的過程是相同的，所以將不對其進 行重複的詳細描述。
在S2(X)， HV—ECU 320通過步驟S100中計算的(或接收的)估計坡 度和圖9中所示的圖，判定由G傳感器324檢測的車輛加速度是否處於大 於圖值(XI)和小於圖值(X2)所包含的範圍中。
在圖9所示的圖中，垂直軸表示由G傳感器324檢測的加速度，水平 軸表示估計坡度。圖值(XI)和圖值(X2)被設定為隨著估計坡度的增 大而線性增大，如圖9中的實線所示。對圖值(XI)和圖值(X2)沒有具 體限制，並且例如是通過實驗等適當確定的值。如果由G傳感器324檢測 的加速度處於在圖值(XI)和圖值(X2)之間的範圍的外部，則可以判 定估計坡度正在由於車輪速度的導數值的突然變化而變化。如果由G傳感 器324檢測的加速度處於在圖值(XI)和圖值(X2)之間的範圍內(即， 在步驟S200中為"是")，則過程進行到步驟S204。
在步驟S202， HV—ECU 320計算步驟S100中計算的估計坡度，作為 當前計算周期的估計坡度。在步驟S204， HV—ECU 320基於由G傳感器 324檢測的加速度校正估計坡度。對於校正方法沒有具體限制，並且可以 例如包括當計算出的估計坡度為A (3)並且所檢測的加速度為a (0) 時，將估計坡度A (4)(其中加速度a (0)取中間值(由圖中的虛線所 示))作為當前計算周期的估計坡度；或者在將來自設置在電動機140A
中的解算器等(沒有示出)的輸出值與來自G傳感器324的輸出值進行比
較之後，校正估計坡度。
現將描述用作根據本實施例的車輛控制設備並且是基於前述的結構和
流程圖的HV一ECU 320的操作。
此描述將假定如下的情形，其中，例如車輛面向上坡方向停在上坡 上。在車輛被停住時，由車輪速度傳感器322檢測到的輸出值為零，從而 車輪速度的導數值也為零。因此，估計坡度基於來自G傳感器324的輸出 值被計算。在此，例如，如果駕駛員鬆開制動踏板，來自車輛重量的向後 的力作用在車輛上。如果向後的力大於沿正向輸出的緩慢移動轉矩，則車 輛將開始向後移動。然後，車速將隨時間增大。如果此時車速小於對應於 能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋轉速度的車速Va，則輸出值為零。
當車速在時刻T (1)變為對應於能夠由車輪速度傳感器322檢測的旋 轉速度的Va時，對應於車速的輸出值被從車輪速度傳感器322輸出。此 時，基於來自G傳感器324的輸出值和來自車輪速度傳感器322的輸出值 的導數值，計算估計坡度(S100)。
如果估計坡度等於或大於預定坡度A (X)(即，在步驟S102中為 "是")，則判定車輛正在移動或被停在上坡上。當車速達到Va並且車 速導數值被計算為較大時，計算出的估計坡度是小於在對應於車速Va的 旋轉速度被檢測到之前所計算的估計坡度的值。如果此時來自G傳感器 324的輸出值沒有處在由估計坡度和圖9所示的圖所限定的圖值(XI)和 圖值(X2)之間的範圍中時(即，步驟S200中為"否")，則利用來自 G傳感器324的檢測輸出值將估計坡度校正為如圖9中的虛線所示的中間 值。結果，可以防止估計坡度的突然變化。在進行了鎖存和滯後處理之後 (即，在步驟S108和S110中為"是")，基於滯後處理之後的估計坡度 計算緩慢移動增大係數(S112)。然後，基於緩慢移動增大係數和驅動力 圖計算緩慢移動增大轉矩(S114)。
此時，可以通過抑制估計坡度的突然變化來抑制緩慢移動增大轉矩的 突然變化。因此，可以防止車輛由於緩慢移動增大轉矩的突然減小而向後 滑動。
如上所述，利用根據本實施例的車輛控制設備，在由G傳感器檢測的 加速度不處於對應於估計坡度的預定範圍中時，可以判定估計路面坡度正 在突然變化，即旋轉速度的導數值正在突然變化。因此，通過基於所檢測 的加速度適當地校正路面坡度來估計路面坡度，可以防止緩慢移動轉矩的 突然變化。因此，在停在上坡上的車輛中，可以防止當駕駛員鬆開制動踏 板並且車輛開始移動時估計路面坡度的突然變化。就是說，可以防止估計 路面坡度的突然減小。結果，在上坡上，可以根據路面坡度適當地增大緩 慢移動轉矩，從而可以防止車輛向後下滑。因此，可以使得由車輛向後滑 動給駕駛員帶來的不愉快感最小化。因此，可以提供一種防止車輛在上坡 上下滑的車輛控制設備。
由此，已經公開在說明書中的本發明的實施例應當在各個方面被認為 是示例性的而非限制性的。本發明的技術範圍由權利要求來限定，因此， 在其意義內的所有變化和權利要求的等效範圍都意圖包含在其中。
權利要求
1.一種車輛控制設備，其根據路面坡度控制驅動力，包括加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度；旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；車速計算部分(320)，其基於由所述旋轉速度檢測裝置檢測的所述旋轉速度，計算車速；以及估計部分，其基於所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，噹噹前的車速的絕對值等於或小於對應於由所述旋轉速度檢測裝置能夠檢測的旋轉速度的車速的絕對值的下限值時，所述估計部分限制所估計的路面坡度的變化量。
2. 如權利要求1所述的車輛控制設備，其中，所述估計部分將所述變 化量限制到等於或小於預定的變化量。
3. —種車輛控制設備，其根據路面坡度控制驅動力，包括 加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度； 旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及 估計部分，其基於所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，當所檢測的加速度不處於對應於所估計的路面坡度的預定範圍 中時，所述估計部分通過基於所檢測的加速度來校正路面坡度，來估計所 述路面坡度。
4. 如權利要求1-3任意一項所述的車輛控制設備，其中，用作產生所 述驅動力的驅動源的電動機被安裝在所述車輛中，並且所述控制設備根據 所估計的路面坡度控制所述電動機。
5. —種根據路面坡度控制驅動力的車輛控制方法，包括 檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉速度； 基於所檢測的旋轉速度，計算車速； 基於所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，以及 噹噹前的車速的絕對值等於或小於對應於能夠檢測的旋轉速度的車速 的絕對值的下限值時，限制所估計的路面坡度的變化量。
6. 如權利要求5所述的車輛控制方法，還包括如下步驟 將所述變化量限制到等於或小於預定的變化量。
7. —種根據路面坡度控制驅動力的車輛控制方法，包括 檢測所述車輛的加速度；檢測車輪的旋轉速度；基於所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，以及 當所檢測的加速度不處於對應於所估計的路面坡度的預定範圍中時， 通過基於所檢測的加速度來校正路面坡度，來估計所述路面坡度。
8. 如權利要求5-7任意一項所述的車輛控制方法，還包括如下步驟根據所估計的路面坡度控制電動機，所述電動機用作產生所述驅動力 的驅動源。
9. 一種車輛控制設備，其根據路面坡度控制驅動力，包括 加速度檢測裝置，其檢測所述車輛的加速度； 旋轉速度檢測裝置，其檢測車輪的旋轉速度；以及 估計部分，其基於所述加速度和所述旋轉速度估計路面坡度，其中，所述估計部分將所估計的路面坡度的變化量限制到等於或小於 預定的變化量，直至所述旋轉速度檢測裝置檢測到所述旋轉速度。
全文摘要
HV_ECU 320執行包括如下步驟的程序計算估計坡度(步驟S100)；當在山坡上(步驟S102中為「是」)並且車速的絕對值等於或低於V(0)時(步驟S104中為「是」)，對估計坡度的變化執行設定限制處理(步驟S106)；進行滯後處理(步驟S110)；計算緩慢移動增大係數(步驟S112)；以及計算緩慢移動增大轉矩(步驟S114)。
文檔編號B60L15/20GK101370697SQ200780002226
公開日2009年2月18日 申請日期2007年1月3日 優先權日2006年1月10日
發明者北村雄一郎, 牟田浩一郎, 雨宮純子 申請人:豐田自動車株式會社