CN101138969B - 车辆控制设备和车辆控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆控制设备，包括马达单元、蓄电装置、充电电力控制部分、车辆状态检测部分、制动/驱动力控制部分、转弯确定部分和充电电力校正部分。该马达单元用以相应于左和右驱动轮中的至少每一个产生独立驱动/制动力。该充电电力控制部分用以根据所述蓄电装置的蓄电状态设定供给至所述蓄电装置的充电电力。该制动/驱动力控制部分用以根据车辆操作状态控制由所述马达单元产生的制动力或驱动力。该转弯确定部分用以确定表示要求所述车辆转弯的规定车辆转弯状态是否存在。该充电电力校正部分用以在所述规定车辆转弯状态存在时增加所述充电电力。

Description

车辆控制设备和车辆控制方法

本申请要求2006年9月5日提交的日本专利申请No.2006-240099的优先权。日本专利申请No.2006-240099公开的完整内容引用结合于此。

技术领域

本发明总体涉及一种用于具有蓄电装置和马达的电动车辆的车辆控制设备。更具体地说，本发明涉及一种用于在车辆转弯时控制蓄电装置的蓄电状态的车辆控制设备。

背景技术

日本待审公开专利申请出版物No.2005-354762公开一种传统车辆控制设备，其中，根据车速和转向角确定车辆转弯时的目标横向摆动力矩。然后，在传统车辆控制设备中，分别安装在左和右转向轮上的马达受控制使左和右驱动力产生差值，从而获得目标横向摆动力矩。

鉴于上述情形，本领域技术人员从该公开文件中可以理解到需要一种改进的车辆控制设备。本发明满足本领域的这一需求以及其他需求，本领域技术人员从该公开内容中能够清楚明了地了解到。

发明内容

在上述参考文献公开的传统车辆控制设备中，虽然通过由左和右驱动轮马达产生的驱动力差值能够产生目标横向摆动力矩，但是没有考虑到安装在车辆中的蓄电装置的蓄电状态。因此，在蓄电装置的蓄电状态下降以及马达输出受到限制时，在传统车辆控制设备中不能产生目标横向摆动力矩。

本发明设计用于解决上述现有技术中的这些问题。与传统车辆控制设备相比，本发明的一个目的是提供一种用以在车辆转弯期间确保执行马达辅助控制所需的足够时间的车辆控制设备，并且用以改进车辆行为相对于目标车辆行为的跟踪特型。

为了实现本发明的上述目的，一种车辆控制设备包括马达单元、蓄电装置、充电电力控制部分、车辆状态检测部分、制动/驱动力控制部分、转弯确定部分和充电电力校正部分。该马达单元用以相应于左和右驱动轮中的至少每一个产生独立驱动/制动力。该蓄电装置用以将电力供给至所述马达单元。该充电电力控制部分用以根据所述蓄电装置的蓄电状态设定供给至所述蓄电装置的充电电力。该车辆状态检测部分用以检测所述车辆的操作状态。该制动/驱动力控制部分用以根据由所述车辆状态检测部分检测的车辆的操作状态控制由所述马达单元产生的制动力和驱动力中的至少一项。该转弯确定部分用以确定表示要求所述车辆转弯的规定车辆转弯状态是否存在。该充电电力校正部分用以在所述规定车辆转弯状态存在时增加由所述充电电力控制部分设定的所述充电电力。

本领域技术人员通过下述详细说明将清楚地了解本发明的这些和其他目的、特征、方面和优势，下述详细说明结合附图公开了本发明的优选实施例。

附图说明

现在示出作为一部分原始公开内容的附图：

图1是具有根据本发明第一实施例的车辆控制设备的车辆的整体示意性结构图；

图2是由根据本发明第一实施例的车辆控制设备执行的主控制的流程图；

图3是示出用于确定根据本发明第一实施例的车辆控制设备的蓄电装置的蓄电状态(SOC)与充电电力的目标值之间的关系的图表(表格)的第一实例的示意图；

图4是示出用于确定根据本发明第一实施例的车辆控制设备的蓄电装置的蓄电状态(SOC)与充电电力目标值之间的关系的图表(表格)的第二实例的示意图；

图5是示出用于确定根据本发明第一实施例的车辆控制设备的蓄电装置的蓄电状态(SOC)与可充入或放出的电力之间的关系的图表(表格)的一项实例的示意图；

图6是示出由根据本发明第一实施例的车辆控制设备执行的目标车辆行为计算控制的流程图；

图7是示出在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中用于相对于车速和油门踏板下压量确定目标驱动力的目标驱动力图表的一项实例的示意图；

图8是示出在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中用于相对于制动踏板下压量确定目标制动力的目标制动力图表的一项实例的示意图；

图9是示出在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中用于相对于转向角、车速和沿车辆前-后方向定向的力的目标值确定目标横向摆动率的目标横向摆动率图表的一项实例的示意图；

图10是在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中执行的充电电力目标值增加计算控制的流程图；

图11是在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中用于相对于转弯要求值确定充电电力增加量的充电电力增加量图表(表格)的第一实例的示意图；

图12是根据本发明第一实施例的用于相对于转弯要求值确定充电电力增加量的充电电力增加量图表(表格)的第二实例的示意图；

图13是在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中的转向角、目标横向摆动率、蓄电状态(SOC)、充电电力目标值和马达输出的时间图；

图14是在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中使用的左前轮的目标驱动力分布图的一项实例的示意图；

图15是在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中使用的右前轮的目标驱动力分布图的一项实例的示意图；

图16是在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中使用的左后轮的目标驱动力分布图的一项实例的示意图；

图17是在根据本发明第一实施例的车辆控制设备中使用的右后轮的目标驱动力分布图的一项实例的示意图；

图18是示出与根据本发明第二实施例的车辆控制设备的控制器连接的车辆导航系统的一项实例的示意图。

具体实施方式

现在将参照附图说明本发明的选定实施例。本领域技术人员根据本公开内容可知本发明的实施例的下述说明仅仅是示例性的，并不是为了限制本发明。

首先参照图1，示出具有根据本发明第一实施例的车辆控制设备的车辆(例如，电动车辆)。图1是示出具有第一实施例的车辆控制设备的车辆整体结构的一项实例的整体示意图。

如图1所示，该车辆包括左前轮1、右前轮2、左后轮3、右后轮4、方向盘(驾驶盘)5、油门踏板6、制动踏板7、控制器8、蓄电装置9和动力总成。车辆的动力总成具有用于左前轮1和右前轮2的驱动力传递路径，包括内燃机10、变速机构11、马达12、减速齿轮19和离合器20。转向装置15设置在方向盘5与左前轮1和右前轮2之间。动力总成同样具有用于左后轮3和右后轮4的驱动力传递路径，包括用以分别驱动左后轮3和右后轮4的一对马达13和14(马达单元)。因此，该车辆用以选择性地执行四轮驱动操作。该车辆还包括分别连接至马达13、14和12的多个逆变器16、17和18。而且，该车辆包括多个轮速传感器21至24、转向角传感器25、油门冲程传感器26、制动冲程传感器27、加速传感器100和横向摆动率传感器101。

马达12至14优选采用用以执行电力施加操作和电力再生操作的传统交流电动机，诸如传统的三相同步电动机、传统的三相感应电动机等。蓄电装置9优选为镍氢电池或锂离子电池。每个逆变器16至18用以将由马达12至14的对应一个马达产生的交流电转换为直流电从而对蓄电装置9充电，或者将从蓄电装置9放出的直流电转换为交流电从而将交流电供给至马达12至14的对应一个马达。

在车辆加速期间，即在沿车辆前后方向作用的力F_x ^*是正值的情况下，马达13和14以电力施加状态操作(电力行驶)。因此，通过由内燃机10驱动的马达12产生的电力用作供给至蓄电装置9的充电电力。另一方面，在车辆制动期间，在沿车辆的前后方向作用的力F_x ^*是负值的情况下，由马达12至14产生的电力用作供给至蓄电装置9的充电电力。在本发明第一实施例的说明中，使车辆沿向前的方向加速的力的方向作为正方向。

发动机10的扭矩、由从蓄电装置9供给的电力驱动的马达12的扭矩或者由发动机10和马达12产生的扭矩经由变速机构11和减速齿轮19传递至左前轮1和右前轮2。此外，由从蓄电装置9供给的电力驱动的马达13的扭矩、由马达12产生的电力驱动的马达13的扭矩或者由从蓄电装置9供给的电力和由马达12产生的电力二者驱动的马达13的扭矩传递至左后轮3。类似地，由从蓄电装置9供给的电力驱动的马达14的扭矩、由马达12产生的电力驱动的马达14的扭矩或者由从蓄电装置9供给的电力和由马达12产生的电力二者驱动的马达14的扭矩传递至右后轮4。车轮1至4的转速分别由轮速传感器21至24进行检测。所检测的车轮1至4的转速被传递至控制器8。

在本发明的第一实施例中，左前轮1和右前轮2的转向角优选地经由转向装置15由司机通过方向盘5的转向操作以机械的方式进行调节。此外，左前轮1和右前轮2的转向角的改变量设定为方向盘5的转向角的改变量的1/16。可选择地，可将传统的线转向系统安装在车辆中以调节左前轮1和右前轮2的转向角，该传统的线转向系统用以独立于方向盘5的转向角的改变量控制左前轮1和右前轮2的转向角。

转向角传感器25用以检测由司机控制的方向盘5的转向角θ，并且将表示转向角θ的信号输出至控制器8。油门冲程传感器26用以检测油门踏板6的下压量，并且将表示油门踏板6的下压量的信号输出至控制器8。制动冲程传感器27用以检测制动踏板7的下压量，并且将表示制动踏板7的下压量的信号输出至控制器8。油门传感器100用以检测车辆的加速并且将表示车辆加速的信号输出至控制器8。横向摆动率传感器101用以检测车辆的横向摆动率，并且将表示横向摆动率的信号输出至控制器8。在本发明的第一实施例中，蓄电装置9的蓄电状态，即蓄电状态或蓄电状态(SOC)通过传统的蓄电状态检测方法进行检测。例如，控制器8可用以首先根据用以检测蓄电装置9的开放电压的电压传感器(未示出)的压力检测值确定蓄电状态SOC的初始值，然后通过乘以用以随着时间的过去检测进入或离开蓄电装置9的充电或放电电流的电流传感器(未示出)的电流检测值来检测蓄电状态SOC。

控制器8优选地包括具有控制发动机10和马达12至14的操作点的操作点控制的微电脑，如下文所述。控制器8也可包括其他传统部件，诸如输入接口电路、输出接口电路、逆变器电路和存储装置，诸如ROM(只读内存)装置和RAM(随机读取内存)。控制器8的微电脑编程为控制车辆的各种部件，包括发动机10、马达12至14等。内存电路存储处理结果并且控制各程序，诸如用于由处理器电路运行的充电电力目标值增加操作的程序。控制器8以传统的方式操作连接于车辆的各种部件。控制器8的内部RAM存储操作符的状态和各种控制数据。控制器8的内部ROM存储用于各种操作的各种数据。控制器8能够根据控制程序选择性地控制该控制系统的任何部件。本领域技术人员根据本公开内容可知，控制器8的精确结构和算法可以是能够执行本发明各功能的硬件和软件的任何组合。换句话说，申请文件中使用的“装置加功能”语句应该包括能够用于执行“装置加功能”语句的功能的任何结构或硬件和/或算法或软件。

控制器8用以接收表示由轮速传感器21至24、转向角传感器25、油门冲程传感器26、制动冲程传感器27、油门传感器100、横向摆动率传感器101等检测的车辆操作状态的输出信号。控制器8用以根据表示车辆操作状态的输出信号执行扭矩分配控制，用于实现发动机10和马达12至14中的目标制动力/驱动力分配。此外，下文将详细说明的各种控制图表存储在内存装置中。

控制器8用以执行马达辅助控制，通过该控制，产生马达13和14的驱动力的差值从而在车辆转弯期间实现目标车辆行为(例如，目标横向摆动力矩)。更具体地说，在本发明的第一实施例中，控制器8用以根据蓄电装置9的蓄电状态(蓄电状态SOC)增加当确定车辆正在转弯时(即，从车辆开始转弯的时间算起)供给至蓄电装置9的充电电力(即，由马达12产生的电力)。因此，可减小车辆转弯期间蓄电装置9的放电。

现在参照图2的流程图，将说明由图1所示的车辆中的控制器8执行的主控制。例如，控制器8优选地用以以规定的时间间隔(例如，10ms)重复地执行图2的流程图所示的主控制。图2所示的主控制优选地在车辆的加速期间执行。图2所示的主控制不需要在车辆的制动期间执行，因为蓄电装置9的蓄电状态SOC由于马达12至14的电力再生通常不会在车辆的制动期间下降。控制器8用以根据例如车速V的增加、沿车辆前后方向作用的力(即，沿车辆前后方向作用的力(目标值)F_x ^*)的符号(正或负)等确定车辆是否加速。

在步骤S100中，控制器8用以根据蓄电装置9的蓄电状态(蓄电状态SOC)计算供给至蓄电装置9的充电电力的基本目标值。

在步骤S200中，控制器8用以根据油门位置AP、车速V和方向盘5的转向角θ计算目标车辆行为值(目标横向摆动率γ、目标横向加速度G_γ、车辆横向滑移角β等)。

在步骤S300中，控制器8用以根据转弯要求值(目标横向摆动率γ等)确定规定的车辆转弯状态是否存在，即，是否要求车辆转弯。在本发明的第一实施例中，转弯要求值优选地指代表示要求或者需求车辆转弯的大小的值，并且该值用于在车辆的转弯期间执行车辆的转弯控制。在第一实施例中，转弯要求值包括方向盘5的检测转向角θ、目标横向摆动率γ、目标横向加速度G_γ和车辆横向滑移角β的至少一项。如果控制器8在步骤S300中确定需要车辆转弯(在步骤S300中为是)，然后程序前进至步骤S400从而增加供给至蓄电装置9的充电电力。另一方面，如果控制器8在步骤S300中确定不需要车辆转弯(在步骤S300中为否)，那么程序跳过步骤S400并且前进至步骤S500。

在步骤S400中，控制器8用以根据在步骤S300中确定的转弯要求值计算充电电力的增加量，并且校正(增加)在步骤S100中计算的充电目标值。

在步骤S500中，控制器8用以计算各个车轮1至4的驱动力命令值从而实现由在步骤S200中计算的目标车辆行为值表示的目标行为。

在步骤S600中，控制器8用以设定并且控制发动机10和马达12至14的操作点，从而实现在步骤S400中计算的驱动力命令值和在步骤S100中计算的充电电力目标值。此外，控制器8用以适当地控制变速机构11和离合器20从而实现操作点。

在图2所示的流程图中的步骤S100、S200、S300、S400、S500和S600中执行的控制程序分别地对应于本发明的充电电力目标值计算部分、目标车辆行为计算部分、转弯确定部分、充电电力目标值增加计算部分(充电电力校正部分)、驱动力命令值计算部分和致动器操作点控制部分。更具体地说，步骤S100和S600中的控制程序优选地对应于充电电力控制部分，步骤S200、S500和S600中的控制程序优选地对应于制动/驱动力控制部分。

接下来，将更详细地说明在步骤S100至S600中由控制器8执行的各个处理程序。

充电电力目标值计算(步骤S100)

在步骤S100中的充电电力目标值的计算中，控制器8用以参照如图3所示的图表从而根据蓄电装置9的蓄电状态SOC确定供给至蓄电装置9的充电电力的基本目标值P_soc(kW)。图3示出用于根据蓄电状态SOC计算充电电力的基本目标值P_soc的图表的一项实例。如图3所示，充电电力的基本目标值P_soc随着所检测的蓄电状态SOC相对于蓄电状态SOC的目标值的下降而增加。更具体地说，图3所示的图表设定为使得充电电力的基本目标值P_soc与通过将所检测的蓄电状态SOC从蓄电状态SOC的目标值减去而获得的差值成比例地增加。此外，当充电电力的基本目标值P_soc是负值时，基本目标值P_soc表示从蓄电装置9放出的电力。

而且，在图3中，充电电力的基本目标值P_soc与蓄电状态SOC成线性关系。可选择地，如图4所示，可设定蓄电状态SOC与充电电力的基本目标值P_soc之间的非线性关系。在这种情况下，如图4所示，充电电力的基本目标值P_soc随着蓄电状态SOC变小而增加。

此外，图3和图4所示的图表被设定在可由蓄电装置9充入或放出的电力范围中，即，充电电力的基本目标值P_soc不会超过可由蓄电装置9充入或放出的最大电力。图5示出可由蓄电装置9充入或放出的最大电力的一项实例。通常，如图5所示，可由蓄电装置9充入的电力往往随着蓄电状态SOC变低而变高，可由蓄电装置9放出的电力往往随着蓄电状态SOC变低而变低。

目标车辆行为值计算(步骤S200)

图6示出在图2的步骤S200中执行的目标车辆行为计算的程序的控制流的流程图。在图6所示的控制中，目标横向摆动率γ用作在图2的步骤S200中计算的目标车辆行为值。

在图6的步骤S201中，控制器8用以分别根据轮速传感器21至24的输出信号分别检测车轮1至4的转速ω1、ω2、ω3和ω4(rad/s)。控制器8还用以将转速ω1、ω2、ω3和ω4乘以车轮1至4的半径R以分别获得车轮1至4的速度V₁、V₂、V₃和V₄(m/s)。此外，控制器8用以通过使用下述方程(1)确定车速V(m/s)。

V＝(V₁+V₂+V₃+V₄)/4    方程(1)

在步骤S202中，控制器8用以根据油门冲程传感器26和制动冲程传感器27的输出信号分别检测油门踏板6的下压量AP(％)和制动踏板7的下压量BP(％)。控制器8还用以根据转向角传感器25的输出信号检测方向盘5的转向角θ(rad)。

在步骤S203中，控制器8用以根据油门踏板6的下压量AP、制动踏板7的下压量BP和车速V通过使用方程(2)确定沿车辆的前后方向定向的力的目标值F_x ^*。

F_x ^*＝F_a ^*+F_b ^*    方程(2)

在方程(2)中，值F_a ^*表示根据油门踏板6的下压量AP和车速V参照目标驱动力图表(例如，图7中所示的图表)确定的目标驱动力。此外，值F_b ^*表示根据制动踏板7的下压量BP参照目标制动力图表(例如，图8所示的图表)确定的目标制动力。目标驱动力图表和目标制动力图表可分别如图7和8中所示进行设定。而且，在值F_x ^*、F_a ^*和F_b ^*中，使得车辆沿向前方向加速的力的方向作为正方向。

在步骤S204中，控制器8用以根据沿步骤S203中设定的车辆的前后方向定向的力的目标值F_x ^*、方向盘5的转向角θ和车速V参照如图9所示的目标横向摆动率图表来确定横向摆动率的静态值γ^*作为目标横向摆动率γ。这里，目标横向摆动率γ作为目标车辆行为值的一项实例。在车速V不变的情况下，横向摆动率的静态值γ^*参照目标值。如图9所示，随着方向盘5的转向角θ或车速V增加，目标横向摆动率γ增加。此外，在图9中，只示出沿车辆的前后方向定向的力的目标值F_x ^*为大的情况下的图表(图(a))和沿车辆的前后方向定向的力的目标值F_x ^*为小的情况下的图表(图(b))。但是，如图9所示的目标横向摆动率图表优选地相应于沿车辆的前后方向定向的力的目标值F_x ^*的各个值进行设定。

如果控制器8用以计算目标横向摆动率从而执行车道偏差避免控制、碰撞避免控制等时(例如，当控制器8用以根据目标横向摆动率控制马达13和14的驱动/制动力时)，为那些控制计算的目标横向摆动率可用作步骤S204中的目标横向摆动率γ。

例如，上述目标横向摆动率图表(图9)通过使用公知的方法进行模拟或者实验如下所述进行设定。在第一实施例中，车辆行驶所处的路面的摩擦系数假定为固定值1.0，并且分配给车轮1至4的驱动力根据车轮负载比率进行分配。但是，本发明并不局限于这种布置。

初始地，车辆采用方向盘5的转向角θ’和沿车辆的前后方向定向的力F_x’通过模拟或者实验来操作行驶。

接下来，分配给车轮1至4的驱动力根据行驶期间沿车辆的横向方向定向的力产生的车轮负载中的偏差通过收敛计算进行计算。当自从车速V’已经达到不变的稳定状态(稳定的环形转弯状态)并经过足够的时间时，操作期间的各个车轮的驱动力Fx_i’(i＝1，2，3，4)(即，左前轮的驱动力Fx₁’、右前轮的驱动力Fx₂’、左后轮的驱动力Fx₃’和右后轮的驱动力Fx₄’)以及横向摆动率γ’得以确定。最后，用于每次模拟或实验的操作期间的与转向角θ’、车速V’和沿车辆前后方向定向的力Fx’对应的横向摆动率γ’设定在目标横向摆动率图表中。用于设定如上所述的目标横向摆动率图表的方法也可用于在后面所述的步骤S500中计算驱动力命令值。

而且，在左前轮1和右前轮2没有如图1所示的车辆那样独立地驱动的情况下，相应于左前轮1和右前轮2的驱动力的加和设定在驱动力分配图表中作为前轮驱动力。在左后轮3和右后轮4没有被独立驱动的情况下，也是如此。

当车辆的目标横向加速度G_γ或者目标横向滑移角β用作待实现的目标车辆行为值时，与方向盘5的转向角θ或车速V对应的车辆的横向滑移角的图表或者目标横向加速度的图表可采用与上述目标横向摆动率图表相同的方式通过模拟或实验制备。在这种情况下，目标横向加速度G_γ或者目标横向滑移角β可根据方向盘5的转向角θ或车速V进行计算。

而且，在图表中，目标横向摆动率γ或目标横向滑移角β相对于方向盘5的转向角θ或车速V的关系处于稳定的环形转弯状态，如M.Abe，‘Jidoshano Undo to Seigyo(Movement and Control of Automobiles)’，第二版，SankaidoK.K.(p.63，p.72)或者日本待审公开专利申请出版物No.11-078952中的方程4和5所述。而且，在稳定环形转弯状态下，由于目标横向加速度G_γ由车速V和目标横向摆动率γ的乘积给出，所以目标横向加速度图表也可根据目标横向摆动率图表制备。

转弯要求确定(步骤S300)

在图2的步骤S300中，控制器8用以通过使用在步骤S200中处理的目标车辆行为计算中算得的目标横向摆动率γ作为转弯要求值确定是否要求车辆进行转弯(即，规定的车辆转弯状态是否存在)。具体地说，是否要求车辆转弯根据目标横向摆动率γ即转弯要求值是否为0来确定。在目标横向摆动率γ不是0的情况下，控制器8确定要求车辆转弯，并且在步骤S400中执行用于校正(增加)充电电力目标值的计算程序。在目标横向摆动率γ是0的情况下，控制器9确定没有要求车辆转弯，然后程序前进至步骤S500。而且，是否要求车辆进行转弯也可根据方向盘5的测得转向角θ、目标横向加速度G_γ或目标横向滑移角β是否为0进行确定。

例如，当车辆控制设备还用以计算目标横向摆动率从而执行车道偏差避免控制、碰撞避免控制等时(例如，当控制器8用以根据目标横向摆动率控制马达13和14的驱动/制动力时)，存在下述情况，即，即使转向角θ为零，目标横向摆动率γ、目标横向加速度G_γ或者目标横向滑移角β也不为零。因此，在这种情况下，是否要求车辆转弯可以通过使用目标横向摆动率γ、目标横向加速度G_γ或者目标横向滑移角β更适当地确定。

充电电力目标值增加计算(步骤S400)

图10示出说明在图2的步骤S400中执行的充电电力目标值增加计算的处理的控制流的流程图。

在图10的步骤S401中，控制器8用以根据图2的步骤S300中获得的转弯要求值计算充电电力增加量P_turn(kW)。例如，控制器8用以根据转弯要求值参照诸如图11所示的图表确定充电电力增加量P_turn。如图11所示，充电电力增加量P_turn随着转弯要求值增加而增加。在图11所示的图表中，充电电力增加量P_turn如图所示线性正比于转弯要求值。但是，只要充电电力增加量P_turn随着转弯要求值的增加而增加，那么本发明就不局限于这种布置结构。充电电力增加量P_turn优选地设定使得充电电力目标值在图2的步骤S400中的校正之后没有下降到由马达12至14消耗的电力量以下过多。

可选择地，图表可如图12所示进行设定，其中充电电力增加量P_turn随着蓄电装置9的蓄电状态SOC增加而被设定为较小值。因此，可在计算充电电力增加量P_turn时防止蓄电装置9的过度充电，并且可抑制蓄电装置9的再生充电的效率的恶化。

在步骤S402中，控制器8用以根据在步骤S401中计算的充电电力增加量P_turn校正(增加)充电电力目标值。如下述方程(3)所示，最终充电电力目标值P_new通过将充电电力增加量P_turn加入根据在图2的步骤S100中的蓄电状态SOC计算的充电电力的基本目标值P_soc而进行计算。

P_new＝P_soc+P_turn   方程(3)

在步骤S403中，控制器8用以将供给至蓄电装置9的充电电力目标值从充电电力的基本目标值P_soc更新至最终充电电力目标值P_new。

图13是根据本发明第一实施例的车辆控制设备中的转向角θ、目标横向摆动率γ、充电电力目标值和马达输出的时间图。在图13所示的时间图中，采用实线示出本发明中在马达辅助控制期间校正(增加)充电电力目标值，采用单点划线示出比较实例中没有校正充电电力目标值。图13包括图(a)至(e)，示出方向盘5的转向角θ(图(a))、目标横向摆动率γ(图(b))、蓄电状态SOC(图(c))、根据转弯要求值(图(d))的发电装置(即，第一实施例中的马达12)的充电电力目标值(发电目标值)以及马达13和14的输出(图(e))。方向盘5在图13的时间A时操作，目标横向摆动率γ响应于方向盘5的这一操作进行计算。

如图13所示，在比较实例的情况下(采用单点划线示出)，发电装置的充电电力目标值只根据蓄电状态SOC下降到蓄电状态SOC的目标值以下的多少进行计算。因此，在图13中的时间B开始发电，此时蓄电状态SOC下降到蓄电状态SOC的目标值以下。但是，在由马达(即，第一实施例中的马达13和14)消耗的电力相对于发电装置的充电电力(与第一实施例中的马达12产生的电力相对应)较大时，电力从蓄电装置9放出并且供给至马达13和14。因此，蓄电装置9的蓄电状态SOC继续下降。因此，如图13的示意图(c)所示，当蓄电状态SOC达到下限值(在比较实例中，该下限值设定成抑制蓄电装置9的放电)时，马达13和14的马达输出如图13的示意图(e)中的环形区域所示被抑制从而防止蓄电装置9的过度放电。因此，在比较实例中不能实现理想的车辆行为。

另一方面，在本发明中，从图13中的通过车辆转弯所要求的目标横向摆动率γ确定的时间A开始，即从车辆开始转弯的时间开始，充电电力目标值如图13的示意图(d)所示增加。因此，马达12开始发电。由于在不考虑蓄电状态SOC的目标值的情况下蓄电装置9的放电在转弯期间被抑制，所以在本发明中执行马达辅助控制的时间段可以长于比较实例。因此，在本发明中，与比较实例相比，实际车辆行为可更稳定地遵循目标车辆行为。

驱动力命令值计算(步骤S500)

在步骤S500中，控制器8用以计算车轮1至4的驱动力命令值，从而实现由步骤S200中计算的目标车辆行为值表示的目标车辆行为。

更具体地说，控制器8用以根据转向角θ、车速V和沿车辆前后方向作用的力(目标值)Fx^*参照相应于各个车轮的驱动力分配图表计算相应于车轮1至4的驱动力命令值Fx_i ^*(i＝1，2，3，4)(即，左前轮1的驱动力命令值Fx₁ ^*、右前轮2的驱动力命令值Fx₂ ^*、左后轮3的驱动力命令值Fx₃ ^*和右后轮4的驱动力命令值Fx₄ ^*)。例如，驱动力分配图表如图14至17进行设定。图14是示出相应于左前轮1的目标驱动力分配图表的一项实例的示意图。图15示出相应于右前轮2的目标驱动力分配图表的一项实例的示意图。图16是示出相应于左后轮3的目标驱动力分配图表的一项实例的示意图。图17示出相应于右后轮4的目标驱动力分配图表的一项实例的示意图。

用于设定图14至17所示的目标驱动力分配图表的图表设定方法类似于用于设定用在上述步骤S200中的目标车辆行为计算中的图9所示的目标横向摆动率图表的方法。当执行每次模拟或者实验时与转向角θ’、车速V’和沿车辆前后方向定向的力Fx’对应的相应于车轮1至4的驱动力Fx_i’(i＝1，2，3，4)设定为驱动力命令值Fx_i ^*(i＝1，2，3，4)。

操作点控制(步骤S600)

在图2的步骤S600中，控制器8用以控制发动机10以及马达13和14的输出扭矩值、变速机构11的变速比以及离合器20的接合/脱离从而实现步骤S500中计算的驱动力命令值Fx_i’(i＝1，2，3，4)。

而且，控制器用于控制发动机10的输出扭矩和马达12的扭矩，从而实现供给至蓄电装置9的充电电力的充电电力目标值(即，马达12产生电力的目标值)。

例如，考虑发动机10的操作点，控制器8优选地用于确定发动机10的各个操作点，从而通过在例如日本未审公开专利申请出版物No.2000-32608、日本未审公开专利申请出版物No.2001-238305等中描述的公知方法减少车辆操作期间消耗的燃料量。在这种情况下，需要考虑发动机10的燃料消耗特性和马达12的损失特性，并且根据实现左和右前轮驱动力(Fx₁ ^*+Fx₂ ^*)的前轮电力要求值和实现充电电力目标值的马达驱动电力要求值的加和计算发动机电力要求值。输出与发动机电力要求值对应的发动机电力，并且确定允许发动机10以最大效率操作的发动机操作点。因此，可实现允许蓄电装置9的最大充电量作为燃料消耗量的操作点。

而且，考虑马达12的操作点，控制器8优选地用以通过将充电电力目标值(由马达12产生的电力的目标值)除发动机10的rpm(每分钟转数)计算马达12的扭矩命令值tTm_f(Nm)。发动机10的rpm优选地由rpm传感器(未示出)进行检测。控制器8优选地用以根据所计算的扭矩命令值tTm_f(Nm)经由逆变器18执行马达12扭矩的矢量控制。

考虑马达13的操作点，控制器8优选地通过首先将左后轮3的驱动力命令值Fx₃ ^*乘以左后轮3的轮胎半径然后将得到的值除马达减速比来计算马达13的扭矩命令值tTm_rL(Nm)。控制器8优选地用以根据计算扭矩命令值tTm_rL(Nm)执行马达13扭矩的矢量控制。

类似地，考虑马达14的操作点，控制器8优选地通过首先将右后轮4的驱动力命令值Fx₄ ^*乘以右后轮4的轮胎半径然后将得到的值除马达减速比来计算马达14的扭矩命令值tTm_rR(Nm)。控制器8优选地用以根据计算扭矩命令值tTm_rR(Nm)执行马达14扭矩的矢量控制。

第二实施例

现在参照图18，将说明根据第二实施例的车辆控制设备。由于第一与第二实施例类似，所以第二实施例与第一实施例相同的部分将采用第一实施例各部分的相同附图标记。而且，为了简洁起见，第二实施例与第一实施例各部件类似的描述被省略。

第二实施例的车辆控制设备不同于图1所示的第一实施例的车辆控制设备之处在于，在第二实施例中，安装在车辆中的车辆导航系统50操作连接于控制器8。更具体地说，在第二实施例中，控制器用以使用由车辆导航系统50检测的车辆前方道路的曲率ρ作为转弯要求值。可选择地，第二实施例中的控制器8可用以在由车辆导航系统50检测的车辆前方道路的曲率ρ推算或计算预测的目标横向摆动率、方向盘5的预测转向角θ等并且使用这些预测值的其中一项作为转弯要求值。因此，在第二实施例的控制设备中，类似于图2所示的第一实施例的主控制使用在图2的步骤S300和S400中的这种转弯要求值来执行。

如图18所示，车辆导航系统50包括路况存储部分51、位置检测部分53和道路数据检测部分55。路况存储部分51用以存储与路况有关的数据并且读取存储在其中的路况数据。位置检测部分53包括GPS接收器、陀螺罗盘等，并且用以检测车辆的当前位置。道路数据检测部分55用以从路况存储部分51获取关于选定道路的以及关于车辆当前位置前方路况的数据(例如，车辆当前位置前方几米远)。存储在路况存储部分51中的路况数据包括道路的斜坡、道路的曲率半径或曲率ρ等。例如，路况存储部分51具有诸如CD-ROM、DVD-ROM等的传统存储介质，其中预先存储关于路况(路况日期)的数据。路况存储部分51还包括存储介质的传统驱动装置。道路数据检测部分55包括电性连接于路况存储部分51和位置检测部分53的传统微电脑、内存等。道路数据检测部分55还电性连接于控制器8，并且可将车辆前方道路的路况数据传送至控制器8。车辆导航系统50是现有技术中公知的传统系统。由于车辆导航系统50在现有技术中已经公知，所以其结构将不在这里进行讨论或详细示出。

随着车辆前方道路的曲率ρ增加，车辆转弯的需要变得更强(即，车辆需要急速转弯)。因此，控制器8用以使用道路的曲率ρ作为转弯要求值参照诸如图11或12所示的图表。更具体地说，充电电力增加量P_turn随着道路的曲率ρ增加而变大。可选择地，控制器8可用以通过将当前车速V除道路的曲率ρ(γ＝V/ρ)确定车辆前方道路的目标横向摆动率γ(预测目标横向摆动率)，并且使用计算目标横向摆动率γ作为转弯要求值。而且，控制器8可用以根据目标横向摆动率γ(预测目标横向摆动率)、当前车速V和沿车辆前后方向定向的力Fx^*参照图9所示的图表确定方向盘5的转向角θ的预测值用作转弯要求值。在这种情况下，充电电力增加量P_turn随着转向角θ预测值的增加而增加。而且，车辆前方道路上的预测目标横向加速度G_γ和/或车辆前方道路上的预测目标横向滑移角β也可根据目标横向摆动率γ(预测目标横向摆动率)确定为转弯要求值。

因此，在本发明的第二实施例中，未来将出现的转弯要求可根据车辆导航系统50的信息基于道路的曲率ρ确定。因此，蓄电装置9的充电可在进入弯曲道路之前预先执行。因此，蓄电装置9的蓄电状态SOC可根据所预测的转弯要求值预先增加，并且可确保马达辅助控制实现曲线道路上的目标车辆行为的时间段。

术语的总体解释

在理解本发明的范围时，术语“包括”和其派生词，如这里使用的，意在作为说明所述特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在的开放术语，但是不排除其他未说明特征、元件、部件、组、整数和/或步骤的存在。上述内容也适用以具有类似含义的词语，诸如术语“包含”、“具有”和其派生词。同样，当单数使用术语“部件”、“区段”、“部分”、“组成部分”或“元件”时可具有单一部件或多个部件的双重含义。这里使用的用于描述由部件、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的部件、部分、装置等，而且包括执行操作或功能的确定、测量、制模、预测或计算等。这里使用的描述装置的部件、区段或部分的术语“用以”包括构造和/或编程为执行所需功能的硬件和/或软件。而且，在申请文件中表示为“装置加功能”的术语应该包括可用于执行本发明的该部件的功能的任何结构。这里使用的诸如“基本上”、“大约”和“大概”的程度术语表示修改术语的可推理的偏差量，使得最终结果没有明显变化。

虽然只有选定的实施例用于示出本发明，但是本领域技术人员从公开的内容可知，在不脱离发明范围的情况下可在这里进行各种变化和改进。例如，可按照需要和/或要求改变各种部件的尺寸、形状、位置或方向。如图所示直接相互连接或接触的部件可具有设置在其间的中间结构。一个元件的功能可以由两个执行，反之亦然。一项实施例的结构和功能可在其他实施例中采用。所有的优势并不必要同时出现在具体实施例中。不同于现有技术的每个特征，单独或者与其他特征相结合，也应该认为是由申请人作出的对其他发明的独立说明，包括由这种(各)特征实现的结构和/或功能概念。因此，根据本发明的实施例的前述说明仅仅是示出的目的，并不是为了限制本发明的范围。

Claims (8)

1.一种车辆控制设备，包括：

马达单元，该马达单元用以相应于左和右驱动轮中的至少每一个产生独立驱动/制动力；

用以将电力供给至所述马达单元的蓄电装置；

充电电力控制部分，该充电电力控制部分用以根据所述蓄电装置的蓄电状态设定供给至所述蓄电装置的充电电力；

用以检测所述车辆的操作状态的车辆状态检测部分；

制动/驱动力控制部分，该制动/驱动力控制部分用以根据由所述车辆状态检测部分检测的车辆的操作状态控制由所述马达单元产生的制动力和驱动力中的至少一项；

转弯确定部分，该转弯确定部分用以确定表示要求所述车辆转弯的规定车辆转弯状态是否存在；以及

充电电力校正部分，该充电电力校正部分用以在所述规定车辆转弯状态存在时增加由所述充电电力控制部分设定的所述充电电力；

所述转弯确定部分还用以检测所述车辆的转弯要求值，并根据所检测的转弯要求值确定是否存在所述规定的车辆转弯状态，在转弯要求值确定存在转弯要求时，立即开始充电，以及

所述充电电力校正部分用以使所述充电电力随着所述转弯要求值的增加而增加。

2.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中

所述充电电力校正部分用以在所述蓄电装置的蓄电状态变高时调节供给至所述蓄电装置的所述充电电力，使得所述充电电力的增加量变小。

3.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中

所述充电电力控制部分操作连接于用以将所述充电电力供给至所述蓄电装置的发电装置，以及

所述充电电力校正部分用以增加所述发电装置的发电电力的目标值，以增加供给至所述蓄电装置的充电电力。

4.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中

所述转弯确定部分还用以检测下述各项中的至少一项作为所述转弯要求值：车辆方向盘的转向角、目标横向摆动率、目标横向加速度和目标横向滑移角。

5.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中

所述转弯确定部分操作连接于安装于所述车辆的导航系统，并还用以根据基于从所述导航系统获得的信息确定的车辆前方道路的曲率确定是否存在所述规定车辆转弯状态。

6.根据权利要求5所述的车辆控制设备，其中

所述转弯确定部分还用以检测下述各项中的至少一项作为所述转弯要求值：

根据从所述导航系统获得的信息确定的车辆前方道路的曲率，

根据所述车辆前方道路的曲率获得的车辆方向盘的转向角的预测值，

根据所述车辆前方道路的曲率获得的目标横向摆动率的预测值，

根据所述车辆前方道路的曲率获得的目标横向加速度的预测值，以及

根据所述车辆前方道路的曲率获得的目标横向滑移角的预测值。

7.根据权利要求1所述的车辆控制设备，其中

所述转弯确定部分还用以检测下述各项中的一项作为所述转弯要求值：目标横向摆动率、目标横向加速度和横向滑移角，以及

所述制动/驱动力控制部分用以按照所述转弯要求值控制由所述马达单元产生的所述制动力和所述驱动力中的至少一项。

8.一种车辆控制方法，包括：

使用马达单元产生相应于左和右驱动轮中的至少每一个的独立驱动/制动力；

将电力从蓄电装置供给至所述马达单元；

根据所述蓄电装置的蓄电状态设定供给至所述蓄电装置的充电电力；

检测所述车辆的操作状态；

根据所检测的车辆操作状态控制由所述马达单元产生的制动力和驱动力的至少一项；

确定表示要求所述车辆转弯的规定车辆转弯状态是否存在，在转弯要求值确定存在转弯要求时，立即开始充电；以及

在所述规定车辆转弯状态存在时使所述充电电力随着所述转弯要求值的增加而增加。

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