CN101392690A - 车辆控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车辆控制系统及方法。所述车辆控制系统(1)计算驾驶员所需车轮扭矩(Twd)、用以稳定车辆运动的校正车轮扭矩(Twc)、所需输出轴扭矩(Tr)、交流发电机基本扭矩(Tab)、目标发动机扭矩(Te)以及目标交流发电机扭矩(Ta)，以便实现输出轴扭矩。需要所需输出轴扭矩来实现车辆运动，且需要交流发电机基本扭矩来保持电池中的电力量。为了实现包括宽频带扭矩的扭矩，扭矩划分单元(13)将扭矩的总和划分为各个扭矩执行器的响应频率扭矩。因此，用保持电池中的电力的交流发电机基本扭矩(Tab)以及车辆运动控制所需的高频带扭矩(Trh)来计算目标交流发电机扭矩(Ta)。

Description

车辆控制系统及方法
技术领域
本发明涉及一种车辆控制系统及方法，所述车辆控制系统及方法用于通过调节由内燃发动机和诸如交流发电机或电动发电机之类的发电机所产生的轴扭矩来抑制在车辆各部分中发生振动。
背景技术
在例如US 2006/0041353(JP 2006-60936A)中所公开的常规车辆控制系统中，所需轴扭矩计算单元计算依据例如车辆驾驶员对加速器踏板的操作量而变化的所需轴扭矩。所需轴扭矩计算单元计算作为由内燃发动机产生的第一轴扭矩和由诸如电动发电机之类的辅助机械产生的第二轴扭矩之和的所需轴扭矩。所需轴扭矩用于使车辆加速或减速。在此，所需轴扭矩计算单元依据车辆的行驶状态以提高能量效率的方式将所需轴扭矩分配为第一轴扭矩和第二轴扭矩，且内燃发动机和电动发电机产生由此所分配的轴扭矩。
如果包括内燃发动机和辅助机械的动力装置按所计算的那样产生由所需轴扭矩计算单元计算的所需轴扭矩，则在许多情况下，车辆会产生超过由驾驶员估计的为实现车辆行驶所必需的能量的额外能量。驾驶员倾向于要求车辆动力装置产生比由驾驶员自身估计的为了实现车辆行驶所需的动力更多的动力。由于此额外动力，当车辆行驶时车辆底盘会振动，表现为例如车身尾部下坐。
因此，为了抑制当车辆行驶时车辆底盘振动的发生，常规系统配装有俯仰振动校正单元，用于校正经由所需轴扭矩计算单元分配至辅助机械的轴扭矩。具体地，俯仰振动校正单元计算输入至车辆底盘的扭矩，该扭矩是由动力装置实际产生、并依据由进气量传感器检测的由内燃发动机吸入的空气量以及由检测流经辅助机械的电流的电流传感器所检测的电流而输入至车辆底盘的扭矩。然后，俯仰振动校正单元计算俯仰振动能，所述俯仰振动能相当于额外能量，其由基于所计算的输入至车辆底盘的扭矩而发生的俯仰振动和弹簧的振动模型所消耗。俯仰振动校正单元将相当于俯仰振动能的扭矩从上述第二轴扭矩中除去，并驱动辅助机械以便产生校正后的第二轴扭矩。这就抑制了车辆底盘的俯仰振动的发生。
但是，常规车辆控制系统不能以令人满意的状态将蓄电池保持为向各种车载装置供应电力。
即，在需要大量电力以驱动各种车载装置且蓄电池中储存的电力量不足的状态下，辅助机械必须作用为发电机以便给蓄电池充电。但是，常规车辆控制系统未能使辅助机械工作以表现所需功能。因此，即使在上述状态下，辅助机械常常作用为电动机。结果，虽然能够抑制在车辆底盘上发生俯仰振动，但是储存于电池中的电力会变得供应不足，这常常导致车载装置的操作丧失稳定性。
不仅当作用为电动机或发电机的电动发电机用作辅助机械时，而且当作用为发电机的交流发电机用作辅助机械时，也会发生上述情况。
此外，当车辆行驶时，不仅车辆底盘会振动，而且车辆的每个部件都会振动。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种车辆控制系统，所述车辆控制系统能够适当地抑制发生于车辆各部分的由发电机改变为电力的无益振动，还能够令人满意地保持储存于储存装置中的电力量。
根据本发明，提供一种用于车辆的车辆控制系统，所述车辆控制系统具有：与车载装置相连以便向所述车载装置馈送电力的蓄电池单元；以及用作扭矩执行器的动力装置，所述动力装置包括内燃发动机和通过利用所述内燃发动机的输出轴的扭矩来生成电力并给蓄电池单元充电的发电机。所述车辆控制系统进一步具有驾驶员所需车轮扭矩计算单元、校正车轮扭矩计算单元、电池所需交流发电机扭矩计算单元、扭矩划分单元以及扭矩执行器控制单元。
驾驶员所需车轮扭矩计算单元计算由车辆驾驶员所要求的所需车轮扭矩。校正车轮扭矩计算单元通过估计车辆各部分处的振动状态来计算用于驾驶员所需车轮扭矩的校正扭矩以便稳定车辆。电池所需交流发电机扭矩计算单元通过监控储存于蓄电池单元中的电力量来计算用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩。交流发电机基本扭矩是蓄电池单元生成用于保持预定的基本电力量的电力所需。扭矩划分单元将所需输出轴扭矩划分为各个扭矩执行器的响应频率扭矩，以便计算用于扭矩执行器的目标扭矩。当车辆各部分处的振动分别处于低频带和高频带时，扭矩执行器控制单元控制内燃发动机和发电机，使得由内燃发动机和发电机产生的输出轴扭矩对应于用校正扭矩校正的驾驶员所需输出轴扭矩。
附图说明
本发明的上述和其它目的、特征和优点由以下参考附图所作出的详细描述将变得更加明显。在各附图中：
图1是图示本发明的车辆控制系统的第一实施方式的框图；
图2A是图示第一实施方式中的用于保持电力储存量的输出轴扭矩计算单元和电池状态检测单元的框图；
图2B是图示第一实施方式中的校正扭矩计算单元的框图；
图2C是图示第一实施方式中的扭矩执行器控制单元的框图；
图3是图示能够由安装于车辆上的交流发电机以及内燃发动机处理的频率范围和轴扭矩范围的图；
图4是图示在第一实施方式中执行的车辆控制处理的程序的流程图；
图5是图示第一实施方式中的输出轴扭矩的改变的图；以及
图6是图示本发明的车辆控制系统的第二实施方式的框图。
具体实施方式
(第一实施方式)
首先参考图1，车辆主要包括扭矩执行器(动力源)20、第一蓄电池(第一动力储存单元)30、直流-直流转换器(电压调节单元)40、第二蓄电池(第二动力储存单元)50、变速器(T/M)60以及车轮70。
扭矩执行器20包括内燃发动机21和交流发电机(发电机)22，并与车辆控制系统1相连。在受车辆控制系统1控制时，内燃发动机21在其输出轴(未示出)上产生扭矩，且所产生的输出轴扭矩经由包括诸如变速器齿轮和差速器齿轮之类的齿轮系统的变速器60传递至车轮70。如稍后将描述的，能够由内燃发动机21(具体是进气系统)在输出轴上产生的扭矩通常被设定为“5赫兹或更低”的频率(扭矩响应频率为“5赫兹或更低”)。此外，变速器齿轮选择单元15与变速器60相连，且变速器的速比(齿轮)通过车辆控制系统1进行选择。
交流发电机22经由皮带(未示出)耦联至附连于内燃发动机21的输出轴上的皮带轮(未示出)。交流发电机22通过利用输出轴上的扭矩来生成电能。在交流发电机22中，绕组的长度和厚度设定为使得构成交流发电机22的线圈的阻抗降低，因此与普通交流发电机相比，提高了用于通过利用轴扭矩来生成电力的扭矩的频率(例如10至30赫兹)。该频率可转换为“30毫秒或更短”的时间常数。因此，交流发电机22的响应频带设定为高于内燃发动机21的进气响应频带。
第一蓄电池30直接连接至交流发电机22，并储存由交流发电机22产生的电能(电力)。第一蓄电池30经由直流-直流转换器40连接至与各种车载装置(未示出)相连以向各种车载装置馈送电能的第二蓄电池50。直流-直流转换器40是调节储存于第一蓄电池30中的电能的电压以及储存于第二蓄电池50中的电能的电压的调节器。第一蓄电池30与车辆控制系统1的电池状态检测单元11相连，且储存于第一蓄电池30中的电能的电压和电流都由车辆控制系统1检测。直流-直流转换器40也与车辆控制系统1相连，且流经直流-直流转换器40的直流-直流电流由车辆控制系统1检测。
车辆包括各种传感器，例如，用于检测车辆驾驶员对加速器踏板81的压下量的加速器行程传感器82以及用于检测内燃发动机21的转速的发动机转速传感器83。
加速器行程传感器82连接至车辆控制系统1，具体连接至用于计算驾驶员所需车轮扭矩Twd的驾驶员所需车轮扭矩计算单元10。可设置校正车轮扭矩计算单元14A以产生控制车辆运动所必需的校正车轮扭矩Twc。设置目标车轮扭矩计算单元14B以便通过用校正车轮扭矩Twc来校正驾驶员所需车轮扭矩Twd的方式来计算目标车轮扭矩。设置所需输出轴扭矩计算单元17以便计算输出轴扭矩Tr，该输出轴扭矩Tr等于驾驶员所需车轮扭矩除以变速器速比与差速器速比的乘积。
发动机转速传感器83连接至用于计算用来保持电力储存量的交流发电机基本扭矩(负扭矩值)Tab的电池所需交流发电机扭矩计算单元12。如上所述，所需输出轴扭矩Tr根据由加速器行程传感器82检测的加速器踏板81的操作量进行计算。在此，加速器踏板81被压下的量越大，则车辆驾驶员对扭矩执行器20产生大输出轴扭矩的要求越高。
车辆配装有交流发电机22，该交流发电机22通过利用由内燃发动机21在输出轴上产生的部分扭矩来生成电力，以便主要在第一蓄电池30中保持电力的基准量。储存于第一蓄电池中的电能经由直流-直流转换器40也被储存于第二蓄电池50中，且储存于第二蓄电池50中的电能被馈送至各种车载装置(未示出)。因此，如果因为过多关注抑制稍后将描述的在车辆各部分处发生的振动，而不考虑储存于第一蓄电池30和第二蓄电池50中的电力量，则各种车载装置的操作如上所述丧失稳定性。
因此，电池所需交流发电机扭矩计算单元12计算交流发电机基本扭矩Tab以保持电力储存量，所述交流发电机基本扭矩Tab是生成用于避免在各种车载装置的操作中丧失稳定性或者用以保持第一蓄电池30和第二蓄电池50中的电力基准量所必需的输出轴扭矩。
电池状态检测单元11和电池所需交流发电机扭矩计算单元12如图2A所示地连接。
电池状态检测单元11连接至第一蓄电池30和直流-直流转换器40。电池状态检测单元11接收来自交流发电机22的由交流发电机22生成的电能的电压和电流，并接收来自第一蓄电池30的储存于第一蓄电池30中的电能的电压和电流。电池状态检测单元11由此估算第一蓄电池30的充电状态。此外，电池状态检测单元11接收来自直流-直流转换器40的流入至直流-直流转换器40内的电流。
电池状态检测单元11进一步连接至用于计算用来保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab的电池所需交流发电机扭矩计算单元12。基于各种接收到的电流和电压，电池状态检测单元11向电池所需交流发电机扭矩计算单元12输出涉及第一蓄电池30和第二蓄电池50所需的电能(所需电动势)的数据、涉及能够储存于第一蓄电池30和第二蓄电池50中的电能的上限值(允许的生成区)的数据、以及涉及在构成第一蓄电池30和第二蓄电池50的锂电池中储存电力的状态的数据。
电池所需交流发电机扭矩计算单元12可以接收来自与发动机转速传感器83相连的发动机控制单元的涉及发动机转速的数据。基于从电池状态检测单元11向电池所需交流发电机扭矩计算单元12输出的上述各种数据以及由发动机转速传感器83检测的发动机转速，电池所需交流发电机扭矩计算单元12计算将由与第二蓄电池50相连的各种车载装置所消耗的电能和由交流发电机22生成的电能之间的差额保持为零所必需的电池-交流发电机扭矩，即，计算用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab。
电池所需交流发电机扭矩计算单元12和所需输出轴扭矩计算单元17都连接至扭矩划分单元13，并输出目标交流发电机扭矩Ta和目标发动机扭矩Te。在此，用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab越大，则储存于第一蓄电池30和第二蓄电池50中的电力量就越接近基准量。因此，必须由交流发电机22生成大量的电能。用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab越小，则储存于第一蓄电池30和第二蓄电池50中的电力量比基准量大得越多。因此，就不必由交流发电机22生成那么多的电能。
扭矩划分单元13将驾驶员所需输出轴扭矩Tr和电池所需交流发电机扭矩Tab的总和划分为低频扭矩Trl和高频扭矩Trh。低频扭矩主要用于目标发动机扭矩Te，且高频扭矩主要用于目标交流发电机扭矩Ta。此划分操作总结如下。
Tr＝Trh+Trl
Te＝Trl-Tab
Ta＝Trh+Tab
在车辆控制系统1中，目标发动机扭矩Te包括用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab，即，关注储存于第一蓄电池30和第二蓄电池50中的电力量。因此，与常规系统不同，防止了车载装置的操作丧失稳定性。
车辆具有车辆底盘和车轮(轮胎)。诸如悬架等弹簧元件设置于车辆底盘和车轮之间。由于诸如车辆的迅速加速或减速以及路面上的颠簸和凹陷等各种因素会在车辆各部分处发生振动。例如，车辆底盘在例如5赫兹或更低的低频带(第一频带)范围内振动，且弹簧元件在例如10至30赫兹的高频带(第二频带)范围内振动。
因此，为了抑制在车辆各部分处的振动，尝试通过利用分配到输出轴的扭矩来抑制由于各种因素而在车辆各部分处发生的振动。
校正车轮扭矩计算单元14A设置为用于估算车辆各部分处的振动状态，并用于计算用于驾驶员所需车轮扭矩Twd的偏差扭矩Twc以稳定车辆。
如图2B所示，校正车轮扭矩计算单元14A主要包括用于估算振动的车辆装置模型(运动模型)14a、线性二次调节器(LQR)控制器增益14b。通过车辆装置模型14a和LQR控制器增益14b，例如基于与由所述装置模型14a利用估算车轮扭矩来估算的车辆各部分处的振动状态有关的数据，并基于用状态方程式描述的动态模型来估算车辆各部分处的振动状态。为了减少车辆振动，校正车轮扭矩计算单元14A计算用于车辆稳定性的校正车轮扭矩Twc。通过利用动态模型和LQR控制器增益14b来计算校正扭矩Twc的方法是已知的，在此不再详细描述。
变速器齿轮选择单元15与计算驾驶员所需车轮扭矩Twd和校正车轮扭矩Twc的总和的目标车轮扭矩计算单元14B相连，并接收目标车轮扭矩Tw。基于该目标车轮扭矩Tw，变速器齿轮选择单元15选择变速器60的齿轮。在此，变速器60和选择齿轮的方法是已知的，在此不再详细描述。
扭矩执行器控制单元16与扭矩划分单元13相连并接收目标发动机扭矩Te和目标交流发电机扭矩Ta。扭矩执行器控制单元16与包括内燃发动机21和交流发电机22的扭矩执行器20相连。如果车辆各部分处的振动处于低频带，则将内燃发动机21控制为用校正车轮扭矩Twc来校正目标发动机扭矩Te。另一方面，如果车辆各部分处的振动处于高频带，则将交流发电机22控制为用校正车轮扭矩Twc来校正用于保持交流发电机22使用的电力的储存量的目标交流发电机扭矩Ta。
目标发动机扭矩Te和所需交流发电机扭矩Ta由图2C所示的扭矩划分单元计算。图3是图示能够由内燃发动机21处理以及由交流发电机22处理的频带和输出轴扭矩的大小之间关系的图。更具体地，图3示出了发动机(通过利用进气)和交流发电机的扭矩有效性与必要的校正扭矩之间的输出轴扭矩的关系。
由于空气的惯性和粘性，内燃发动机21引起在节气门操作之后由气缸吸入的进气量的滞后，且扭矩响应频率处于5赫兹或更低的低频带。即，即使尝试通过内燃发动机21在输出轴上产生例如10至30赫兹的高频带的扭矩，也不可能实现这样的输出轴扭矩。因此，尝试通过内燃发动机21在输出轴上产生扭矩来减少主要发生于弹簧上方的车辆的车辆底盘的振动。
此外，交流发电机22能够通过利用(消耗)处于例如10至30赫兹的高频带的扭矩来生成电力。即，能够通过控制电力的生成量来控制交流发电机扭矩。因此，尝试通过由交流发电机22消耗输出轴扭矩来减少主要发生于车辆中的弹簧下方(车轮与底盘之间)的振动。
如上所述通过考虑内燃发动机21和交流发电机22的特性，扭矩执行器控制单元16控制内燃发动机21和交流发电机22以便实现所需输出轴扭矩。
现在将参考图2C来描述扭矩执行器控制单元16和扭矩划分单元13的示例。扭矩划分单元13主要具有目标发动机扭矩计算单元13A。扭矩执行器控制单元16具有内燃发动机控制单元18和交流发电机控制单元19。
目标发动机扭矩计算单元13A计算目标发动机扭矩Te，所述目标发动机扭矩Te是所需输出轴扭矩Tr和所需交流发电机扭矩Tab的总和，其中，所需交流发电机扭矩Tab按照皮带轮传动比被转换为输出轴处的相应扭矩。
此外，扭矩执行器控制单元16主要包括进气量计算单元181，所述进气量计算单元181估算发动机扭矩滞后并对交流发电机22要求高频扭矩。内燃发动机控制单元18包括节气门角度计算单元182、燃料喷射量计算单元183、基本点火正时计算单元184、相位滞后估算单元185以及目标点火正时校正单元186。在此，扭矩划分单元13的目标发动机扭矩计算单元13A连接至与节气门马达、喷射器的驱动器、点火器等(未示出)相连的内燃发动机控制单元18。
空气量计算单元181计算产生目标发动机扭矩Te所必需的空气量。通过计算空气量，空气量计算单元181向节气门角度计算单元182、燃料喷射量计算单元183、基本点火正时计算单元184输出涉及空气的计算量的数据。扭矩滞后估算单元187计算引起发动机扭矩滞后的进气滞后，并向交流发电机扭矩计算单元188输出校正后的交流发电机扭矩，以便补偿发动机扭矩滞后。
通过接收来自空气量计算单元181的涉及进气量的数据，节气门角度计算单元182计算用于将引入上述进气量引入至内燃发动机21的燃烧室内所必需的节气门角度，并驱动节气门马达以实现计算的节气门角度。
此外，通过接收来自空气量计算单元181的涉及进气量的数据，燃料喷射量计算单元183计算适合于进气量的燃料喷射量，并经由喷射器驱动器来驱动喷射器以便按照计算量将燃料喷射至燃烧室内。
此外，通过接收来自空气量计算单元181的涉及进气量的数据，基本点火正时计算单元184通过利用上述进气量来计算基本点火正时，所述基本点火正时通常是“用于最佳扭矩的最小点火提前(MBT)，并进一步向与后续阶段相连的点火正时校正单元186输出涉及基本点火正时的数据。点火正时校正单元186主要在由基本点火正时计算单元184操作的点火正时处驱动点火器以便点火。
但是，在这里，进气具有惯性和粘性，因此，从开始吸入空气直至空气确实被引入至内燃发动机21的燃烧室内为止，必然会发生相位滞后。因此，通过接收来自交流发电机控制单元19的处理点火系统的滞后或迟延的必然性，点火正时校正单元186通过提前或迟延由基本点火正时计算单元184计算的基本点火正时来驱动点火器。
扭矩滞后估算单元187估算进气中的滞后，并向交流发电机控制单元19输出涉及进气滞后的数据。
另一方面，如图2C所示，交流发电机控制单元19包括相位提前补偿器191和交流发电机控制器(占空比计算单元)192。相位提前补偿器191与电池所需交流发电机扭矩计算单元12相连，并计算和补偿交流发电机扭矩的滞后。此外，相位滞后估算单元185估算交流发电机无能力输出的高频扭矩，并向点火正时校正单元186输出交流发电机扭矩的滞后。内燃发动机控制单元18和交流发电机控制单元19都广为人知，在此不再详细描述。
现在将参考图4中所示流程图来描述由车辆控制系统1执行的车辆控制处理。此控制处理可优选由程序化微型计算机(未示出)执行。在此假设安装于车辆上的内燃发动机21已经运转。
参考图4，当车辆控制处理开始时，首先，车辆控制系统1(驾驶员所需车轮扭矩计算单元10)计算由驾驶员要求的驾驶员所需车轮扭矩Twd作为步骤S11处的处理。车辆控制系统1读取由加速器行程传感器82检测的加速器踏板81的压下量，并计算驾驶员所需车轮扭矩Twd。
通过计算车轮扭矩Twd，车辆控制系统1(校正车轮扭矩计算单元14)估算车辆各部分处的振动状态(图2B)作为在后续的步骤S15处的处理。校正车轮扭矩计算单元14接收驾驶员所需车轮扭矩(或者估算的车轮扭矩)Twd并通过利用动态车辆运动模型来估算车辆各部分处的振动状态。作为在后续的步骤S16处的处理，车辆控制系统1计算用于驾驶员所需车轮扭矩Twd的校正车轮扭矩Twc，以便减少经由在先前的步骤S15处的处理估算的车辆各部分处的振动。
作为在后续的步骤S17处的处理，目标车轮扭矩计算单元14B计算作为驾驶员所需车轮扭矩Twd和校正车轮扭矩Twc的总和的目标车轮扭矩Tw。
作为在后续的步骤S18处的处理，所需输出轴扭矩计算单元17通过利用从变速器齿轮选择单元15接收的速比将目标车轮扭矩Tw转变为所需输出轴扭矩Tr。
作为在后续的步骤S21处的处理，车辆控制系统1(电池状态检测单元11)检测由交流发电机22所生成的电能的电流和电压、储存于第一蓄电池30中的电能的电流和电压、以及流入至直流-直流转换器40内的电流，并形成涉及所需电动势、允许生成区以及基于此的储存电力的状态(图2A)的数据。在步骤S21处的处理之后，车辆控制系统1(电池所需交流发电机扭矩计算单元12)计算用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab，作为在后续的步骤S22处的处理。基于从发动机控制单元接收的发动机转速以及由电池状态检测单元11检测的电池的充电状态，电池所需交流发电机扭矩计算单元12A计算用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab，所述交流发电机基本扭矩Tab是用于使由连接至第二蓄电池50的各种车载装置所消耗的电能与由交流发电机22所生成的电能之间的差额为零所必需的保持扭矩。
作为在后续的步骤S14处的处理，车辆控制系统1(扭矩划分单元13)基于所需输出轴扭矩Tr以及用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab来计算目标发动机扭矩和目标交流发电机扭矩。因此，将用于保持电力储存量的交流发电机基本扭矩Tab与所需输出轴扭矩相加，以便计算目标发动机扭矩和目标交流发电机扭矩，且扭矩划分单元会将其在低频扭矩和高频扭矩之间进行划分。因此，车载装置的操作不会丧失稳定性。
作为在步骤S31处的处理，如上所述计算各扭矩Tr、Te和Ta。即，基于目标输出轴扭矩Tr和交流发电机基本扭矩Tab来计算目标发动机扭矩Te和目标交流发电机扭矩Ta。
作为在后续的步骤S32处的处理，扭矩执行器控制单元16控制内燃发动机21以实现低频扭矩。结果，通过利用发动机扭矩控制，发生于车辆中的低频带振动因此得以减少。
作为在后续的步骤S33处的处理，扭矩执行器控制单元16控制交流发电机22以实现高频扭矩。结果，通过利用交流发电机扭矩控制，发生于车辆中的高频带振动因此得以减少。
图5图示了本实施方式的车辆控制系统1中的各种输出轴扭矩的改变。在此推测车辆的所需输出轴扭矩Tr如同例如实线所表示相对于时间而变化。所需输出轴扭矩Tr首先呈恒定值例如Tr11，从例如t51时刻开始增大，反复增大和减小，当稳定时呈恒定值例如Tr21，此后，从例如t52时刻开始减小，再次反复增大和减小，并稳定以呈恒定值Tr11。
所需输出轴扭矩Tr等于目标发动机扭矩Te和作为用于生成电力的负扭矩的目标交流发电机扭矩Ta的总和。因此，目标发动机扭矩Te经历例如由虚线所表示的改变，且目标交流发电机扭矩Ta是图5中的所需输出轴扭矩Tr和目标发动机扭矩Te之间的差额。由内燃发动机21产生的扭矩呈恒定值例如Tr12，在例如t51时刻开始增大，改变为呈恒定值例如Tr22，在例如t52时刻开始减小，并再次呈恒定值Tr12。通过将目标发动机扭矩Te与目标交流发电机扭矩Ta的总和减去所需输出轴扭矩Tr所获得的阴影线部分的扭矩是用于交流发电机22的动力生成所消耗的数量。
在此，从t51时刻至t52时刻的Tr22与Tr21之间的差额基本上小于直至t51时刻的Tr11与Tr12之间的差额。此现象起因于由交流发电机22消耗的扭矩的绝对值的减小，因为车辆控制系统1需要大输出轴扭矩来补偿在内燃发动机21的进气系统中的进气的滞后和响应迟延。
在t52时刻之后的Tr11与Tr12之间的差额基本上大于从t51时刻至t52时刻的Tr22与Tr21之间的差额。此现象起因于由交流发电机22消耗的扭矩的绝对值的增大，因为车辆控制系统1不需要那么大的输出轴扭矩来补偿在内燃发动机21的进气系统中的进气的滞后和响应迟延。
当由内燃发动机21产生的扭矩在变化结束之后稳定至恒定值Tr22的同时，所需输出轴扭矩Tr在稳定至恒定值Tr21之前重复增大和减小。此外，当由内燃发动机21产生的扭矩在变化结束之后稳定至恒定值Tr12的同时，所需输出轴扭矩Tr在再次稳定至恒定值Tr11之前重复增大和减小。这些现象起因于驱动交流发电机22以便实现抑制高频振动所必需的校正车轮扭矩Twc。
根据本实施方式的车辆控制系统1，在适当地抑制发生于车辆各部分处的振动的同时，能够将电力量令人满意地保持于第一蓄电池30和第二蓄电池50中。
(第二实施方式)
在第二实施方式中，如图6所示，具有电动机功能和发电机功能的电动发电机23用于代替第一实施方式中的交流发电机22。当此车辆控制系统1安装于混合动力车上时，需要设置第一蓄电池30，以便当电动发电机23作为发电机工作时储存由电动发电机23生成的电力，并且当电动发电机23作为电动机工作时向电动发电机23馈送电力。第二蓄电池50可设置为如同在第一实施方式中一样向车载装置馈送电力。该车辆控制系统1不仅可以提供与第一实施方式相同的优点，还可提供如下优点。即，电动发电机23不仅作为发电机工作，还作为电动机工作，并可以增大由动力装置20产生的输出轴扭矩，因此，可容易地抑制当车辆行驶时发生于车辆底盘上的振动。
根据本发明的车辆控制系统不仅仅局限于上述实施方式，而是能够以许多其它的方式实施。
例如，可采用大容量的电容器来代替蓄电池30和50作为储存单元。内燃发动机21的响应频率和诸如交流发电机22或电动发电机23等发电机的响应频率不必分别局限于例如5赫兹或更低以及10至30赫兹。响应频带可被设定为其它频率，只要发电机的响应频带被设定为高于内燃发动机的响应频带即可。内燃发动机21可以是代替火花点火发动机的柴油发动机。

Claims (5)

1.一种用于车辆的车辆控制系统，包括：
蓄电池单元(30、40、50)，所述蓄电池单元(30、40、50)连接至车载装置以便向所述车载装置馈送电力；
充电状态检测单元(11)，所述充电状态检测单元(11)用于检测所述蓄电池单元的充电状态；
用作为扭矩执行器的动力装置(20)，所述动力装置(20)包括内燃发动机(21)和通过利用所述内燃发动机的输出轴的扭矩来生成电力并给所述蓄电池单元充电的发电机(22、23)；
所需扭矩计算单元(17)，所述所需扭矩计算单元(17)用于计算车辆驾驶员所要求的所述内燃发动机的所需输出轴扭矩；
电池所需交流发电机扭矩计算单元(12)，所述电池所需交流发电机扭矩计算单元(12)用于通过监控储存于所述蓄电池单元中的电力量来计算由所述发电机生成用于保持预定的基本电力量的电力所需的交流发电机基本扭矩，从而保持电力的储存量；
扭矩划分单元(13)，所述扭矩划分单元(13)用于通过将所述交流发电机基本扭矩与所述所需输出轴扭矩相加来计算目标发动机扭矩和目标交流发电机扭矩，以便实现所述所需输出轴扭矩；
校正车轮扭矩计算单元(14A)，所述校正车轮扭矩计算单元(14A)用于通过估算所述车辆各部分处的振动状态来计算用于驾驶员所需车轮扭矩的校正车轮扭矩以减小车辆的振动，从而基于所述驾驶员所需车轮扭矩和所述校正车轮扭矩来计算所述所需输出轴扭矩；以及
扭矩执行器控制单元(16)，所述扭矩执行器控制单元(16)用于当所述车辆的各部分处的振动分别处于低频带和高频带时控制所述内燃发动机和所述发电机，以便由所述内燃发动机产生的输出轴扭矩对应于用所述校正车轮扭矩校正后的扭矩。
2.如权利要求1所述的车辆控制系统，其中，
所述发电机的响应频带高于在进气控制作用下的所述内燃发动机的响应频带。
3.如权利要求1或2所述的车辆控制系统，其中，
所述发电机(22、23)为交流发电机(22)；并且
所述蓄电池单元(30、40、50)包括用于储存由所述交流发电机生成的电力的第一蓄电池(30)、连接至所述车载装置以便向所述车载装置馈送电力的第二蓄电池、以及连接于所述第一蓄电池和所述第二蓄电池之间以便调节储存于所述第一蓄电池和所述第二蓄电池中的电力的电压的电压调节单元(40)。
4.如权利要求1或2所述的车辆控制系统，其中，
所述发电机(22、23)为用于混合动力车的电动发电机(23)；并且
所述蓄电池单元(30、40、50)包括：第一蓄电池(30)，当所述电动发电机作为发电机运转时，所述第一蓄电池(30)储存由所述电动发电机生成的电力，并且当所述电动发电机作为电动机运转时，所述第一蓄电池(30)向所述电动发电机馈送电力；连接至所述车载装置以便向所述车载装置馈送电力的第二蓄电池(50)；以及连接于所述第一蓄电池和所述第二蓄电池之间以便调节储存于所述第一蓄电池和所述第二蓄电池中的电力的电压的电压调节单元(40)。
5.一种用于车辆的车辆控制方法，所述车辆具有连接至车载装置以便向所述车载装置馈送电力的蓄电池单元(30、40、50)；用于检测所述蓄电池单元的充电状态的充电状态检测单元(11)；以及包括内燃发动机(21)和通过利用所述内燃发动机的输出轴的扭矩来生成电力并给所述蓄电池单元充电的发电机(22、23)的动力装置(20)，所述车辆控制方法包括：
基于驾驶员的要求和所述蓄电池单元的充电状态来计算所需输出轴扭矩(S31)，所述所需输出轴扭矩对应于驾驶员所需的扭矩和保持所述蓄电池单元的预定充电状态所需的扭矩；
通过估算所述车辆各部分处的振动状态来计算所述内燃发动机的输出轴的校正扭矩(S16)，以便减小所述车辆的振动；
当所述振动分别处于低频带和高频带时，控制所述内燃发动机和所述交流发电机(S32、S33)，以便所述内燃发动机的输出扭矩产生用所述校正扭矩校正后的目标发动机扭矩。
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