CN101370697A - 车辆的控制设备和控制方法 - Google Patents

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Abstract

HV_ECU 320执行包括如下步骤的程序：计算估计坡度(步骤S100)；当在山坡上(步骤S102中为“是”)并且车速的绝对值等于或低于V(0)时(步骤S104中为“是”)，对估计坡度的变化执行设定限制处理(步骤S106)；进行滞后处理(步骤S110)；计算缓慢移动增大系数(步骤S112)；以及计算缓慢移动增大转矩(步骤S114)。

Description

车辆的控制设备和控制方法
技术领域
本发明涉及车辆的控制设备和控制方法。更具体地，本发明涉及使用电动机作为驱动源的车辆的控制设备和控制方法。
背景技术
近些年来，诸如混合动力车、燃料电池车和电动车之类的通过由电动机产生的驱动力行驶的车辆作为挑战环境问题的一种措施已经成为注目的焦点。在这些类型的车辆中，例如如下的技术是已知的，该技术用于利用电动机产生缓慢移动转矩(creep torque)，以防止车辆从停车起步时或当停在上坡上时向后移动。
例如，日本专利申请公布No.JP-A-2005-3386描述了一种混合动力车的控制装置，其防止车辆从停车起步时的制动拖延，同时还防止车辆在上坡上向后移动。此混合动力车的控制设备包括作为车辆驱动源的电动机和发动机。控制设备还包括：操作检测设备，其检测制动踏板的操作；坡度检测设备，其检测路面坡度；以及电动机控制部分，其在坡度检测设备检测车辆停于其上的路面是上坡并且操作检测设备检测到松开制动踏板的操作时，在电动机中产生正向转矩。
根据前述公开所描述的混合动力车的控制设备，当发动机怠速运转而同时车辆被停在上坡上时，可以利用电动机产生发动机中的缓慢移动转矩。因此，电动机可以被有效地用于防止降低燃料效率的制动拖延问题，同时可靠地防止了车辆在上坡上向后移动。
但是，如果如果所检测的路面坡度突然变化，缓慢移动转矩波动，并且驾驶员可能觉得车辆似乎在向下滑动。路面坡度基于来自G传感器的输出置和由车轮速度传感器检测的旋转速度的导数值之间的差来计算。车轮速度传感器在车辆已经开始移动并且以大致数km/h行驶之后输出检测信号。因此，在检测信号开始被输出的时间点的旋转速度的导数值很大，而路面坡度的绝对值被估计得偏小。结果，由电动机输出的缓慢移动转矩停止增大，这可能导致车辆在上坡上行驶时向后下滑，从而给驾驶员带来不愉快感。
发明内容
本发明的目的是提供一种防止车辆在上坡上向下滑动的车辆控制设备和控制方法。
本发明的第一方面涉及一种车辆控制设备，其根据路面坡度控制驱动力。该控制设备包括：加速度检测装置，其检测所述车辆的加速度；旋转速度检测装置，其检测车轮的旋转速度；车速计算部分，其基于由所述旋转速度检测装置检测的所述旋转速度，计算车速；以及估计部分，其基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度。在当前的车速的绝对值等于或小于对应于由所述旋转速度检测装置能够检测的旋转速度的车速的绝对值的下限值时，所述估计部分限制所估计的路面坡度的变化量。
根据第一方面，在当前的车速的绝对值等于或小于对应于由所述旋转速度检测装置能够检测的旋转速度的车速的绝对值的下限值时，所述估计部分限制所估计的路面坡度的变化量。结果，即使在车辆开始移动之后车速达到数km/h时，旋转速度的导数值突然变化的情况下，估计路面坡度的变化量也可以被限制。因而，可以防止估计路面坡度突然变化。因此，例如，在被停在上坡上的车辆中，当驾驶员松开制动踏板并且车辆开始移动时，可以防止估计路面坡度的突然变化。就是说，在上坡上，可以防止估计路面坡度的突然减小。结果，缓慢移动转矩可以根据路面坡度被适当地增大，这可以防止车辆朝后向下滑动，因此可以使得带给驾驶员的不愉快感最小化。因此，可以提供防止在上坡上车辆的向下滑动的车辆控制设备。
除了上述结构之外，所述估计部分可以将所述变化量限制到等于或小于预定的变化量。
根据此结构，所述估计部分将所述变化量限制到等于或小于预定的变化量。结果，即使在车辆开始移动之后车速达到数km/h时，旋转速度的导数值突然变化的情况下，估计路面坡度的变化量也可以被限制到等于或小于预定的变化量。因而，可以防止估计路面坡度突然变化。结果，在上坡上，缓慢移动转矩可以根据路面坡度被适当地增大，这可以防止车辆朝后向下滑动。
本发明的第二方面涉及一种车辆控制设备，其根据路面坡度控制驱动力。该控制设备包括：加速度检测装置，其检测所述车辆的加速度；旋转速度检测装置，其检测车轮的旋转速度；以及估计部分，其基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度。当所检测的加速度不处于对应于所估计的路面坡度的预定范围中时，所述估计部分通过基于所检测的加速度来校正路面坡度，来估计所述路面坡度。
根据此结构，当所检测的加速度不处于对应于所估计的路面坡度的预定范围中时，所述估计部分通过基于所检测的加速度来校正路面坡度，来估计所述路面坡度。因此，在由加速度检测装置检测的加速度不处于对应于估计路面坡度的预定范围中时，可以判定估计路面坡度正在突然变化，即旋转速度的导数值正在突然变化。因此，通过基于所检测的加速度适当地校正路面坡度来估计路面坡度，可以防止缓慢移动转矩的突然变化。因此，例如，在停在上坡上的车辆中，可以防止当驾驶员松开制动踏板并且车辆开始移动时估计路面坡度的突然变化。就是说，在上坡上，可以防止估计路面坡度的突然减小。结果，可以根据路面坡度适当地增大缓慢移动转矩，从而可以防止车辆向后下滑。因此，可以使得由车辆向后滑动给驾驶员带来的不愉快感最小化。因此，可以提供一种防止车辆在上坡上下滑的车辆控制设备。
除了上述结构之外，用作产生所述驱动力的驱动源的电动机可以被安装在所述车辆中，并且所述控制设备根据所估计的路面坡度控制所述电动机。
根据此结构，所述控制设备根据所估计的路面坡度控制所述电动机。因此，因为可以根据估计路面坡度输出缓慢移动转矩，所以可以防止处于上坡上的车辆向下滑动。
本发明的第三方面涉及一种根据路面坡度控制驱动力的车辆控制方法。该控制方法包括如下步骤：检测所述车辆的加速度；检测车轮的旋转速度；基于所检测的旋转速度，计算车速；基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，以及当当前的车速的绝对值等于或小于对应于能够检测的旋转速度的车速的绝对值的下限值时，限制所估计的路面坡度的变化量。
该控制方法还可以包括将所述变化量限制到等于或小于预定的变化量的步骤。
本发明的第四方面涉及一种根据路面坡度控制驱动力的车辆控制方法。该方法包括如下步骤：检测所述车辆的加速度；检测车轮的旋转速度；基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，以及当所检测的加速度不处于对应于所估计的路面坡度的预定范围中时，通过基于所检测的加速度来校正路面坡度，来估计所述路面坡度。
此控制方法还可以包括如下步骤：根据所估计的路面坡度控制电动机，所述电动机用作产生所述驱动力的驱动源。
本发明的第五方面涉及一种车辆控制设备，其根据路面坡度控制驱动力。该车辆控制设备包括：加速度检测装置，其检测所述车辆的加速度；旋转速度检测装置，其检测车轮的旋转速度；以及估计部分，其基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，其中，所述估计部分将所估计的路面坡度的变化量限制到等于或小于预定的变化量，直至所述旋转速度检测装置检测到所述旋转速度。
附图说明
从以下参考附图对优选实施例的描述，本发明的前述和其他目的、特征和优点将变得清楚，附图中类似的参考标号用于表示类似的元件，其中：
图1是其中安装根据本发明第一实施例的车辆控制设备的混合动力车的控制框图；
图2是示出了由车轮速度传感器检测的输出值和该输出值的导数值的变化的时序图；
图3是示出了由用作根据第一实施例的车辆控制设备的HV_ECU执行的程序的控制结构的流程图；
图4是示出了估计坡度变化量的输入值和输出值之间的关系的图线；
图5是示出了估计坡度和缓慢移动增大系数之间的关系的图线(第一图线)；
图6是示出了估计坡度和缓慢移动增大系数之间的关系的图线(第二图线)；
图7是示出了车速、估计坡度和缓慢移动转矩的变化的时序图；
图8是示出了由用作根据第二实施例的车辆控制设备的HV_ECU执行的程序的控制结构的流程图；以及
图9是示出了G传感器的输出值和估计坡度之间的关系的图形。
具体实施方式
以下，将参考附图详细描述本发明的实施例。附图中相似的部件用相似的参考标号来表示。相似的部件还将由相同的名称表示，并且将具有相同的功能。因此，将不会对这些部件进行重复的详细描述。
现在将参考图1描述根据本发明第一实施例的混合动力车的控制框图。但是应该注意，本发明不限于图1所示的混合动力车，而是只要充当驱动源的电动发电机被连接到从动轮就行。混合动力车还可以采用具有二次电池的另一种形式。而且，可以设置诸如电容器的蓄电机构来代替二次电池。此外，当设置二次电池时，其可以例如是镍金属氢化物电池或锂离子电池。对于其类型没有具体限制。
混合动力车包括诸如汽油发动机的内燃机(在下面的描述中其将被简称为“发动机”)120以及电动发动机140，这两者都用作驱动源。在图1中，为了方便，电动发动机140将被称为电动机140A和发电机140B(或电动发动机140B)，但是根据混合动力车的行驶状态，电动机140A也可以充当发电机，而发电机140B也可以充当电动机。当充当发电机时，电动发动机执行再生制动，此时，其将车辆的动能转换为电能，从而减速车辆。
混合动力车还具有：减速齿轮180，其将发动机120和电动发动机140产生的动力传输到从动轮160，以及将从动轮160的驱动传输到发动机120和电动发动机140；动力分配装置(诸如行星齿轮组)200，其在两条路径，即从动轮160和发电机140B之间分配由发动机120产生的动力；行驶电池220，其提供电力以驱动电动发动机140；逆变器240，控制电流，同时转换行驶电池220的直流电和电动机140A和发电机140B的交流电；电池控制单元(此后称为“电池ECU”(ECU表示电子控制单元))260，其管理和控制行驶电池220的充电和放电状态；发动机ECU280，其控制发动机120的工作状态；MG_ECU 300，其根据混合动力车的状态控制电动发动机140、电池ECU 260、逆变器240等；制动ECU326，其控制没有示出的制动装置的制动力；以及HV_ECU 320，其通过以互连方式管理和控制所有电池ECU 260、发动机ECU 280、MG_ECU300以及制动ECU 326等，来控制整个混合动力系统，以使混合动力车可以最高效地行驶。根据本实施例的车辆的控制设备由此HV_ECU 320实现。
在本实施例中，升压变压器242被设置在行驶电池220和逆变器240之间。因为行驶电池220的额定电压低于电动机140A和电动发动机140B的额定电压，所以当电力从行驶电池220供应到电动机140A和电动发动机140B时，此升压变压器242升高电力的电压。
在图1中，各个ECU被单独构造，但是两个或者更多个ECU也可以被组合成一个(例如，如图1中的虚线所示，MG_ECU 300和HV_ECU320可以被组合成一个ECU)。
行星齿轮组被用于动力分配装置200，以在从动轮160和电动发电机140B之间分配来自发动机120的动力。通过控制电动机发电机140B的速度，动力分配装置200还可以充当连续变化传动机构。发动机120的旋转力被输入行星轮架。其被从此通过太阳齿轮传输到电动发电机140B，并且通过齿圈传输到电动机和输出轴(在具有从动轮160的一侧)。当发动机120怠速运转时，其仍然运行，于是来自其运行的动能由电动发电机140B转换为电能，从而降低发动机120的速度。
在图1所示的具有混合动力系统的混合动力车，当发动机120的效率低并且车辆从停车起步或以低速行驶等时，混合动力车仅仅利用电动发电机140的电动机140A来行驶。在正常行驶时，例如，来自发动机120的动力由动力分配装置200在两条路径之间分配，一方面直接驱动从动轮160，同时另一方面驱动发电机140B以发电。此时所发的电被用于驱动电动机140A，电动机140A回过来用于辅助驱动从动轮160。当在高速下行驶时，行驶电池220供电到电动机140A，以进一步增大其输出，从而将额外的驱动力提供到从动轮160。另一方面，在减速过程中，现在由从动轮160驱动的电动机140A充当发电机并且再生能量。然后，此再生的能量被储存在行驶电池220中。
当行驶电池220的SOC(充电状态)降低到其需要充电的点时，发动机120的输出被增大，以驱动发电机140B并且增大其发电量，从而提高行驶电池220的SOC。当然，即使当低速行驶时，也可以根据需要执行控制，以增大发动机120的驱动量。在诸如如上所述行驶电池220需要充电时、驱动诸如空调器的辅助设备时以及当将发动机120中的冷却剂的温度升高到预定温度时的情况下执行此控制。
车轮速度传感器322检测从动轮160的旋转速度，并将其指示信号输出到HV_ECU 320。然后，HV_ECU 320基于所接受的从动轮160的速度，计算车辆的速度。并且，G传感器324检测车辆的加速度，并将其指示信号输出到HV_ECU 320。
在此类车辆中，例如，当车辆停车或在具有坡度的路面上前进时，HV_ECU 320基于来自G传感器324的输出值和来自车轮速度传感器322的旋转速度的导数值之间的差，估计路面的坡度。例如，HV_ECU 320基于诸如车辆重量和来自G传感器324的输出值和来自车轮速度传感器322的旋转速度的导数值之间的差之类的因素，估计路面的坡度。然后，HV_ECU 320根据所估计的路面坡度(此后称为“估计坡度”)，通过控制电动机140A来输出正向缓慢移动转矩，防止车辆向后滑动。更具体地，HV_ECU 320控制电动机140A，输出等于在平路上的缓慢移动转矩乘以根据路面的坡度的缓慢移动增大系数的乘积的值(此后该值将被称为“缓慢移动增大转矩”)。例如，如果在平路上缓慢移动转矩系数为“1”，则在上坡上的缓慢移动增大系数将为大于“1”的值。
在此，将假定如下的情形，其中，例如停在上坡上的车辆在驾驶员松开制动踏板之后开始移动。如果基于车辆的重量使得车辆向后移动的力超过此时输出到从动轮160的缓慢移动转矩，则如图2A的虚线所示，车辆将开始向后移动，于是车轮速度将线性增大。但是，如图2A中的实线所示，车轮速度传感器322只在车辆开始移动之后沿下坡方向的车速已经达到数km/h(大约3km/h)的时刻T(0)，才开始输出检测信号。这是因为传感器被构造成检测由从动轮160的旋转所产生的磁力的变化，因此只有在车轮速度提高到至少磁力的变化可以被检测到的旋转速度的情况下，才检测到检测信号。
因此，如图2B的实线所示，来自车轮速度传感器322的输出值的导数值，即车轮速度的导数值在时刻T(0)突然升高，然后回落到V’。如上所述，估计坡度是基于来自G传感器324的输出值和来自车轮速度传感器322的输出值的导数值之间的差来计算的。因此，当来自车轮速度传感器322的输出值的导数值突然变化(即，在上坡上沿下坡方向突然增大)时，估计坡度突然减小。就是说，HV_ECU 320估计路面坡度正在变缓。结果，由于缓慢移动增大系数正在根据估计坡度的减小而减小，所以HV_ECU 320控制电动机140A中产生的缓慢移动增大转矩以使其减小。因此，沿下坡方向的来自车辆的合力增大，这可能导致车辆下滑。结果，可能给驾驶员带来不愉快的感觉。
因此，本实施例的特征在于，HV_ECU 320估计路面坡度，同时当车速等于或小于对应于能够由车轮速度传感器322检测的旋转速度的车速的绝对值的下限值时，限制路面坡度的变化量。
更具体地，当基于由车轮速度传感器322检测到的车轮速度所计算出的车速的绝对值等于或小于预定值V(0)时，HV_ECU 320将基于来自G传感器324的输出值和来自车轮速度传感器322的输出值的导数值之间的差所计算的估计坡度的变化量限制到预定或更小的变化量。对于“预定值V(0)”没有具体限制，只要其至少等于或大于基于由车轮速度传感器322检测的车轮速度所计算的车速的绝对值的下限值Va。
下面将参考图3描述用作根据本实施例的车辆控制设备的HV_ECU320所执行的程序的控制结构。
在步骤S100，HV_ECU 320基于来自G传感器324的输出值和来自车轮速度传感器322的输出值的导数值之间的差计算估计坡度。或者，估计坡度可以基于来自G传感器324的输出值和车轮速度的导数值，在制动ECU 326中计算，然后被传送到HV_ECU 320。
在步骤S102，HV_ECU 320基于所计算的(或所接收的)估计坡度，判断车辆在其上行驶或停车的路面是否是山坡(例如，斜坡)。例如，如果所计算的坡度等于或大于预定坡度A(X)，则HV_ECU 320判定车辆在其上行驶或停车的路面是山坡。如果车辆在其上行驶或停车的路面是山坡(即，在步骤S102中为“是”)，则过程进行到步骤S104。如果不是(即，在步骤S102中为“否”)则过程进行到步骤S114。
在步骤S104，HV_ECU 320判断基于由车轮速度传感器322检测的旋转速度所计算的车速的绝对值是否等于或低于预定值V(0)。如果所计算的车速的绝对值等于或低于预定值V(0)(即，在步骤S104中为“是”)，则过程进行到步骤S106。如果不是(即，在步骤S104中为“否”)，则过程进行到步骤S108。
在步骤S106，HV_ECU 320对于所计算的(或所接收的)估计坡度的变化的设定极限处理。设定极限处理是指如下的处理，其中，例如当上一计算周期中所计算的估计坡度和当前计算周期中所计算的估计坡度之间的差等于或大于预定变化量Aout(0)时，计算在上一计算周期中所计算的估计坡度和预定变化量Aout(0)的加和，作为当前计算周期的估计坡度。更具体地，诸如图4所示的图之类的图被预先存储在HV_ECU 320的存储器中。HV_ECU 320利用在上一计算周期和当前计算周期中基于G传感器324的输出值和车轮速度的导数值所计算的估计坡度之间的差作为输入值Ain，根据诸如图4中所示的图计算出变化量的输出值Aout。然后，HV_ECU 320通过将变化量的计算输出值Aout加到在上一计算周期中计算的估计坡度，计算出当前计算周期的估计坡度。例如，图4所示的图被创建为如下：即使估计坡度的变化量的输入值等于或大于Ain(0)，估计坡度的变化量的输出值也不会变得大于Aout(0)。Ain(0)和Aout(0)是通过实验等适当地确定的预定值。并且，在图4所示的图中，垂直轴的向上方向是车辆的下坡方向。
在步骤S108中，HV_ECU 320判断是否进行了锁存处理，锁存处理是用于每隔预定数量的计算周期保持(存储)由HV_ECU 320计算(接收)的估计坡度的值的处理。预定数量的计算周期可以例如是一个或两个或更多个。如果已经进行了锁存处理(即，在步骤S108中为“是”)，则过程进行到步骤S110。如果没有(即，在步骤S108中为“否”)，则处理进行到步骤S112。
在步骤S110，HV_ECU 320对通过锁存处理存储的估计坡度中的变化进行滞后处理。例如，滞后处理是使得由于噪音等以小的增量变化的估计坡度变为基本恒定的值的处理。更具体地，当在上一计算周期中计算的估计坡度的值和在当前周期中计算的估计坡度的值之间的差的绝对值等于或小于预定值时，HV_ECU 320使得当前估计坡度的值与上一计算周期中计算的估计坡度的值相同。在此情况下的预定值是小于预定变化量Aout(0)的值。
在步骤S112，HV_ECU 320基于所计算的估计坡度计算缓慢移动增大系数。更具体地，预先定义了估计坡度和缓慢移动增大系数之间的关系的图(诸如图5中所示的)被存储在HV_ECU 320的存储器中。HV_ECU320根据所计算的估计坡度和图5所示的图计算缓慢移动增大系数。例如，当所计算的估计坡度为A(0)时，HV_ECU 320根据图5所示的图计算出缓慢移动增大系数B(0)。估计坡度和缓慢移动增大系数之间的关系不限于其中缓慢移动增大系数随着估计坡度的增大以阶跃方式从1提高到B(1)和B(2)的关系。例如，如图6所示，缓慢移动增大系数也可以随着估计坡度的增大缓慢移动增大系数以阶跃方式从1提高到B(3)。B(1)到B(3)是不受具体限制的值，只要其大于“1”就行，并且其通过实验等被适当地确定。并且，也可以使用示出了估计坡度、由车轮速度传感器322检测的从动轮160的旋转速度(或者车速)和缓慢移动增大系数之间的关系的三维图，来代替图5所示的图。
在步骤S114，HV_ECU 320基于所计算的缓慢移动增大系数计算缓慢移动增大转矩。例如，HV_ECU 320计算缓慢移动增大转矩，其等于缓慢移动增大系数乘以利用驱动力图等计算的缓慢移动转矩的乘积。驱动力图例如是定义车速和缓慢移动转矩之间的关系的图，并且被预先存储在HV_ECU 320的存储器中。HV_ECU 320利用驱动力图和基于由车轮速度传感器322所检测的旋转速度所计算的车速，来计算缓慢移动转矩。HV_ECU 320计算等于缓慢移动增大系数和所计算的缓慢移动转矩的乘积的缓慢移动增大转矩。然后，HV_ECU 320经由MG_ECU 300控制电动机140A以输出所计算的缓慢移动增大转矩。
现在参考图7描述用作根据本实施例的车辆控制设备并且是基于前述的结构和流程图的HV_ECU 320的操作。
此描述将假定如下的情形，其中，例如车辆面向上坡方向停在上坡上。在车辆被停住时，由车轮速度传感器322检测到的输出值为零，从而车轮速度的导数值也为零。因此，估计坡度A(1)基于来自G传感器324的输出值被计算。在此，例如，如果驾驶员松开制动踏板，来自车辆重量的向后的力作用在车辆上。如果向后的力大于沿正向输出的缓慢移动转矩，则车辆将开始向后移动。然后，如图7A中的点划线所示，车速将随时间增大。如果此时车速小于对应于能够由车轮速度传感器322检测的旋转速度的车速Va，则输出值为零，如图7A中的实线所示。
当车速在时刻T(1)变为对应于能够由车轮速度传感器322检测的旋转速度的Va时，对应于车速的输出值被从车轮速度传感器322输出。此时，基于来自G传感器324的输出值和来自车轮速度传感器322的输出值的导数值，计算估计坡度(S100)。
如果计算得到的估计坡度等于或大于预定坡度A(X)(即，在步骤102中为“是”)，则判定车辆正在移动或被停在上坡上。然后，如果所计算的车速的绝对值小于预定车速V(0)(即，在步骤104中为“是”)，则对估计坡度的变化进行设定限制处理(S106)。此时，将由图7B中的实线所示的利用设定限制处理的估计坡度的变化与图7B中的虚线所示的没有进行设定限制处理的估计坡度的变化进行比较，估计坡度被计算为从A(1)到A(2)逐渐改变了预定变化量Aout(0)。在锁存处理和滞后处理之后(即，步骤S108和步骤S110中为“是”)，基于滞后处理之后的估计坡度计算缓慢移动增大系数(S112)。然后，基于缓慢移动增大系数和驱动力图计算缓慢移动增大转矩(S114)。
此时，将图7C中的实线所示的利用设定限制处理的缓慢移动增大转矩的变化与与图7C中的虚线所示的没有进行设定限制处理的缓慢移动增大转矩的变化进行比较，缓慢移动增大转矩从Tc(0)到Tc(1)逐渐增大了预定的变化量。因此，如图7A中的时刻T(1)之后的实线所示，可以防止车辆由于缓慢移动增大转矩的突然减小而向后滑动。
如上所述，利用根据本实施例的车辆控制设备，即使由车轮速度传感器检测的旋转速度是在车辆开始移动并且车速已经达到数km/h之后输出的，而使得旋转速度的导数突然变化，估计路面坡度的变化量也可以被限制。结果，可以防止估计路面坡度突然变化。因此，在被停在上坡上的车辆中，当驾驶员松开制动踏板并且车辆开始移动时，可以防止估计路面坡度的突然变化。就是说，在上坡上，可以防止估计路面坡度的突然减小。结果，缓慢移动转矩可以根据路面坡度被适当地增大，这可以防止车辆朝后向下滑动。因此，可以使得由于车辆后滑给驾驶员带来的不愉快感最小化。因此，可以提供防止在上坡上车辆的向下滑动的车辆控制设备。
在本实施例中，当车速的绝对值等于或低于预定值V(0)时，执行设定限制处理。或者，当例如向下车速处于包含对应于能够由车轮速度传感器检测的旋转速度的车速的下限值在内的预定范围中时，也可以执行设定限制处理。同样在此情况下，即使由车轮速度传感器检测的输出值的导数值突然变化，对估计坡度执行设定限制处理也可以抑制估计坡度的突然变化。因此，在上坡上，可以防止由于估计坡度的变化导致的缓慢移动增大转矩的减小。结果，可以防止上坡上的车辆下滑。
下面将描述根据本发明第二实施例的车辆控制设备。根据第二实施例的车辆控制设备与根据第一实施例的车辆控制设备的不同之处仅仅在于，由HV_ECU 320执行的程序的控制结构不同。所有其它的结构与上述的根据第一实施例的车辆控制设备的相同。因此，类似的部件将由类似的参考标号表示并具有相同的功能，因此不对其进行重复的详细描述。
本实施例的特征在于，当在由G传感器324检测的车辆加速度和基于G传感器324的输出值与车轮速度的导数值之间的差计算的估计坡度之间不存在预定的关系时，HV_ECU 320基于由G传感器324检测的车辆加速度，校正估计坡度。
下面将参考图8描述由用作根据本实施例的车辆控制设备的HV_ECU320执行的程序的控制结构。
图8所示的流程图中的与上述图3所示的流程图中的步骤相同的步骤由相似的步骤标号表示，并且相似步骤的过程是相同的，所以将不对其进行重复的详细描述。
在S200，HV_ECU 320通过步骤S100中计算的(或接收的)估计坡度和图9中所示的图，判定由G传感器324检测的车辆加速度是否处于大于图值(X1)和小于图值(X2)所包含的范围中。
在图9所示的图中，垂直轴表示由G传感器324检测的加速度，水平轴表示估计坡度。图值(X1)和图值(X2)被设定为随着估计坡度的增大而线性增大，如图9中的实线所示。对图值(X1)和图值(X2)没有具体限制，并且例如是通过实验等适当确定的值。如果由G传感器324检测的加速度处于在图值(X1)和图值(X2)之间的范围的外部，则可以判定估计坡度正在由于车轮速度的导数值的突然变化而变化。如果由G传感器324检测的加速度处于在图值(X1)和图值(X2)之间的范围内(即，在步骤S200中为“是”)，则过程进行到步骤S204。
在步骤S202，HV_ECU 320计算步骤S100中计算的估计坡度，作为当前计算周期的估计坡度。在步骤S204，HV_ECU 320基于由G传感器324检测的加速度校正估计坡度。对于校正方法没有具体限制，并且可以例如包括：当计算出的估计坡度为A(3)并且所检测的加速度为a(0)时，将估计坡度A(4)(其中加速度a(0)取中间值(由图中的虚线所示))作为当前计算周期的估计坡度；或者在将来自设置在电动机140A中的解算器等(没有示出)的输出值与来自G传感器324的输出值进行比较之后，校正估计坡度。
现将描述用作根据本实施例的车辆控制设备并且是基于前述的结构和流程图的HV_ECU 320的操作。
此描述将假定如下的情形，其中，例如车辆面向上坡方向停在上坡上。在车辆被停住时，由车轮速度传感器322检测到的输出值为零，从而车轮速度的导数值也为零。因此，估计坡度基于来自G传感器324的输出值被计算。在此，例如，如果驾驶员松开制动踏板，来自车辆重量的向后的力作用在车辆上。如果向后的力大于沿正向输出的缓慢移动转矩，则车辆将开始向后移动。然后，车速将随时间增大。如果此时车速小于对应于能够由车轮速度传感器322检测的旋转速度的车速Va，则输出值为零。
当车速在时刻T(1)变为对应于能够由车轮速度传感器322检测的旋转速度的Va时，对应于车速的输出值被从车轮速度传感器322输出。此时，基于来自G传感器324的输出值和来自车轮速度传感器322的输出值的导数值，计算估计坡度(S100)。
如果估计坡度等于或大于预定坡度A(X)(即，在步骤S102中为“是”)，则判定车辆正在移动或被停在上坡上。当车速达到Va并且车速导数值被计算为较大时，计算出的估计坡度是小于在对应于车速Va的旋转速度被检测到之前所计算的估计坡度的值。如果此时来自G传感器324的输出值没有处在由估计坡度和图9所示的图所限定的图值(X1)和图值(X2)之间的范围中时(即，步骤S200中为“否”)，则利用来自G传感器324的检测输出值将估计坡度校正为如图9中的虚线所示的中间值。结果，可以防止估计坡度的突然变化。在进行了锁存和滞后处理之后(即，在步骤S108和S110中为“是”)，基于滞后处理之后的估计坡度计算缓慢移动增大系数(S112)。然后，基于缓慢移动增大系数和驱动力图计算缓慢移动增大转矩(S114)。
此时，可以通过抑制估计坡度的突然变化来抑制缓慢移动增大转矩的突然变化。因此，可以防止车辆由于缓慢移动增大转矩的突然减小而向后滑动。
如上所述，利用根据本实施例的车辆控制设备，在由G传感器检测的加速度不处于对应于估计坡度的预定范围中时，可以判定估计路面坡度正在突然变化，即旋转速度的导数值正在突然变化。因此，通过基于所检测的加速度适当地校正路面坡度来估计路面坡度，可以防止缓慢移动转矩的突然变化。因此，在停在上坡上的车辆中，可以防止当驾驶员松开制动踏板并且车辆开始移动时估计路面坡度的突然变化。就是说，可以防止估计路面坡度的突然减小。结果，在上坡上，可以根据路面坡度适当地增大缓慢移动转矩，从而可以防止车辆向后下滑。因此，可以使得由车辆向后滑动给驾驶员带来的不愉快感最小化。因此，可以提供一种防止车辆在上坡上下滑的车辆控制设备。
由此，已经公开在说明书中的本发明的实施例应当在各个方面被认为是示例性的而非限制性的。本发明的技术范围由权利要求来限定，因此，在其意义内的所有变化和权利要求的等效范围都意图包含在其中。

Claims (9)

1.一种车辆控制设备，其根据路面坡度控制驱动力，包括：
加速度检测装置，其检测所述车辆的加速度；
旋转速度检测装置，其检测车轮的旋转速度；
车速计算部分(320)，其基于由所述旋转速度检测装置检测的所述旋转速度，计算车速；以及
估计部分，其基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，
其中，当当前的车速的绝对值等于或小于对应于由所述旋转速度检测装置能够检测的旋转速度的车速的绝对值的下限值时，所述估计部分限制所估计的路面坡度的变化量。
2.如权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述估计部分将所述变化量限制到等于或小于预定的变化量。
3.一种车辆控制设备，其根据路面坡度控制驱动力，包括：
加速度检测装置，其检测所述车辆的加速度；
旋转速度检测装置，其检测车轮的旋转速度；以及
估计部分，其基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，
其中，当所检测的加速度不处于对应于所估计的路面坡度的预定范围中时，所述估计部分通过基于所检测的加速度来校正路面坡度，来估计所述路面坡度。
4.如权利要求1-3任意一项所述的车辆控制设备，其中，用作产生所述驱动力的驱动源的电动机被安装在所述车辆中，并且所述控制设备根据所估计的路面坡度控制所述电动机。
5.一种根据路面坡度控制驱动力的车辆控制方法，包括：
检测所述车辆的加速度；
检测车轮的旋转速度；
基于所检测的旋转速度，计算车速；
基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，以及
当当前的车速的绝对值等于或小于对应于能够检测的旋转速度的车速的绝对值的下限值时，限制所估计的路面坡度的变化量。
6.如权利要求5所述的车辆控制方法，还包括如下步骤：
将所述变化量限制到等于或小于预定的变化量。
7.一种根据路面坡度控制驱动力的车辆控制方法，包括：
检测所述车辆的加速度；
检测车轮的旋转速度；
基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，以及
当所检测的加速度不处于对应于所估计的路面坡度的预定范围中时，通过基于所检测的加速度来校正路面坡度，来估计所述路面坡度。
8.如权利要求5-7任意一项所述的车辆控制方法，还包括如下步骤：
根据所估计的路面坡度控制电动机，所述电动机用作产生所述驱动力的驱动源。
9.一种车辆控制设备，其根据路面坡度控制驱动力，包括：
加速度检测装置，其检测所述车辆的加速度；
旋转速度检测装置，其检测车轮的旋转速度；以及
估计部分，其基于所述加速度和所述旋转速度估计路面坡度，
其中，所述估计部分将所估计的路面坡度的变化量限制到等于或小于预定的变化量，直至所述旋转速度检测装置检测到所述旋转速度。
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