CN104619973A - 驱动力控制装置以及驱动力控制方法 - Google Patents
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Abstract
驱动力控制装置包括控制器。所述控制器被配置为根据驾驶员的请求加速的操作增加车辆的驱动力。所述控制器被配置为当其判定所述车辆的实际驱动力相对于至少根据所述驾驶员的请求加速的操作确定的所需驱动力的增加停滞时,限制所述实际驱动力的随后的增加。所述控制器被配置为限制所述实际驱动力的所述增加,以便随着所述实际驱动力的所述增加所停滞的停滞时间越长,越降低所述实际驱动力的增加率。
Description
技术领域
本发明涉及控制车辆或类似物的驱动力的驱动力控制装置,并且也涉及驱动力控制方法。
背景技术
众所周知,在安装在诸如汽车的车辆上的内燃机中,内燃机的输出或者动力对驾驶员的操作的响应存在延迟。在发动机配备有涡轮增压器的情况下,特别地,即使加速踏板在排气流速小的操作区域被压下,也要直到排气流速增加并且涡轮机的转速变为等于或者高于给定的速度时,发动机才被充分地增压。结果,内燃机的输出,或者车辆的驱动力的上升具有若干秒的延迟。
如果驱动力对驾驶员的压下加速踏板的操作的响应被延迟,驾驶者可感觉到驱动力没有跟随他/她自己的操作而是停滞(或者保持基本不变);因此,当驱动力因升压压力的随后的增加而迅速上升时,驾驶员可能会感到奇怪或者不舒服。即,响应于压下加速踏板的操作,驱动力以台阶形式上升,由此突出了响应延迟。
关于以上描述的延迟响应的问题,如在公布号为2010-24970的日本专利申请(JP 2010-24970A)中描述的驱动力控制装置那样,例如,判定驱动力因响应延迟而停滞(即,保持基本不变)的停滞时间是否等于或者长于设定时间,并且如果停滞时间变为等于或者长于设定时间,则限制驱动力的随后的增加,以缓解驾驶员的奇怪感和不适感。另一方面,如果停滞时间少于设定时间,则控制装置不限制驱动力,以确保车辆的高加速性能。
在JP 2010-24970A中,当以大操作量请求加速的操作迅速地对车辆加速时,假设驾驶员较少可能或者不太可能在意驱动力以台阶形式上升或者突然上升;因此,用于判定驱动力的停滞的时间会被设定为相对长的时间,并且驱动力较少可能会被限制。另一方面,当车辆被缓慢地加速时,假设驾驶员可能对驱动力以台阶形式上升或者突然上升产生奇怪感或者不适感;因此,用于判定停滞的时间会被设定为相对短的时间,并且驱动力更加可能会被限制。
发明内容
在JP 2010-24970A中,依据驾驶员的请求加速的操作的量,驱动力仅被控制为更加可能被限制或者较少可能被限制,并且当其被限制时,驱动力被均匀地或平均地降低。因此,驱动力可能被超过必要地降低,并且加速性能以及驾驶性能可能恶化。相反地,如果驱动力未被充分地降低,驾驶员的奇怪感和不适感可能未被充分地消除。
本发明提供一种驱动力控制装置,在驱动力因车辆或类似物的驱动动力源的响应延迟而停滞后,所述驱动力控制装置以恰当的程度限制驱动力的增加,以在将车辆的加速性能的恶化以及驾驶性能的恶化最小化的同时,充分地缓解驾驶员的奇怪感和不适感。本发明还提供这样一种驱动力控制方法。
本发明的第一方案提供一种驱动力控制装置,其包括配置为根据驾驶员的请求加速的操作增加车辆的驱动力的控制器。所述控制器被配置为判定所述车辆的实际驱动力相对于至少根据所述驾驶员的请求加速的操作确定的所需驱动力的增加是否停滞,并且当所述控制器判定所述实际驱动力的所述增加停滞时,限制所述实际驱动力的随后的增加。所述控制器被配置为限制所述实际驱动力的所述增加,以便随着所述实际驱动力的所述增加所停滞的停滞时间越长,越降低所述实际驱动力的增加率。
根据如上描述的特别事项,例如,在所述车辆的行驶过程中,根据车速以及所述驾驶员的请求加速的操作,来确定所述所需驱动力,并且由所述驱动力控制装置来增加所述车辆的所述驱动力,以追随所述所需驱动力。如果判定所述车辆的所述实际驱动力的所述增加因内燃机的输出响应的延迟(例如涡轮滞后)而停滞到预先确定的程度或者更大的程度,所述控制器限制所述驱动力的随后的迅速增加,以缓解所述驾驶者的奇怪感或者不适感。
鉴于随着所述驱动力所停滞或者保持基本不变的时间越长,所述驾驶者越可能感到对所述驱动力的随后的增加的奇怪感或者不适感的事实,因此,随着所述停滞时间越长,所述控制器将所述驱动力的随后的增加率设定为越小的数值,以充分地缓解奇怪感或者不适感。另一方面,如果停滞时间相对短,则即使所述驱动力继所述停滞之后上升,所述驾驶员也将会感到所述加速符合所述驾驶员的请求加速的操作,并且较少可能感到奇怪感或者不适感。在这种情况下,所述控制器不过多降低所述驱动力的所述增加率,因此确保充分的加速性能。
即,根据所述停滞时间的长度,所述驱动力在停滞之后的限制程度被适当地控制,以便在将所述车辆的所述加速性能的恶化以及驾驶性能的恶化最小化的同时,充分地缓解所述驾驶员的奇怪感和不适感。
在以上描述的驱动力控制装置中,当所述控制器判定所述实际驱动力的所述增加停滞时,所述控制器可被配置为一度降低所述所需驱动力,并且然后以随着所述实际驱动力的所述停滞时间越长而被设定为越小的数值的变化率逐渐增加所述所需驱动力。因此,所述所需驱动力被一度降低,以便所述实际驱动力在停滞后的迅速增加能够被更加可靠地限制,并且所述所需驱动力然后被逐渐地增加,以便所述实际驱动力能够被流畅地增加。
随着所述驱动力的所述停滞时间越长,并且随着所述驾驶员更加可能感到奇怪感或者不适感,所述所需驱动力的增加率被设定为越小的数值,以便所述实际驱动力能够被流畅地增加。
在如上描述的驱动力控制装置中,所述控制器可被配置为随着所述实际驱动力的所述停滞时间越长而越增加所述所需驱动力的降低量。在这种情况下,随着所述驾驶员越可能感到奇怪感或者不适感,所述所需驱动力被设定为越小的数值,以便所述实际驱动力的所述增加能够以改善的可靠性限制。
在如上描述的驱动力控制装置中,所述控制器可被配置为当所述控制器判定所述实际驱动力的所述增加停滞,并且所述实际驱动力追随所述所需驱动力的可能性等于或者低于预先确定的水平时,限制所述实际驱动力的所述增加。通过该布置,根据所述驱动力的停滞条件,限制所述驱动力的时刻能够被恰当地确定,以便所述驱动力更加自然地从停滞向增加改变,因此有利地使所述驾驶员感到符合他/她的操作的流畅的加速。
在如上描述的驱动力控制装置中,当所述实际驱动力与所述所需驱动力的偏差等于或者大于预先确定的量的条件、所述偏差的变化率等于或者小于预先确定的数值的条件、以及所述实际驱动力的增加率等于或者小于预先确定的数值的条件中的至少一个满足时,所述控制器可被配置为判定所述实际驱动力追随所述所需驱动力的所述可能性等于或者低于所述预先确定的水平。在这种方式下,所述驱动力应被限制的情况能够被更加恰当地判定。
在如上描述的驱动力控制装置中,当所述实际驱动力与所述所需驱动力的偏差等于或者大于预先确定的量,并且所述所需驱动力的变化率和所述实际驱动力的变化率等于或者小于各自的预先确定的数值时,所述控制器可被配置为判定所述实际驱动力的所述增加停滞。在这种方式下,能够更加恰当地判定所述驱动力应被限制的情况。
一种根据本发明的第二方案的驱动力控制方法,其包括根据驾驶者的请求加速的操作增加车辆的驱动力的步骤,判定所述车辆的实际驱动力相对于至少根据所述驾驶员的请求加速的操作确定的所需驱动力的增加是否停滞的步骤,以及当判定所述实际驱动力的所述增加停滞时限制所述实际驱动力的随后的增加,以便随着所述实际驱动力的所述增加所停滞的停滞时间越长,越降低所述实际驱动力的增加率的步骤。
根据本发明的驱动力控制装置和方法,当所述车辆的所述驱动力响应于所述驾驶者的操作的所述增加停滞到预先确定的程度或者更大的程度时,所述驱动力的随后的增加被限制,并且根据所述停滞时间的长度,适当地控制所述驱动力的限制程度,以便在将所述车辆的加速性能的恶化以及驾驶性能的恶化最小化的同时,能够充分地缓解所述驾驶者的奇怪感和不适感。
附图说明
以下将参考附图描述本发明的示范实施例的特征、优势和技术及工业重要性,其中相同的附图标记指代相同的元件,并且其中:
图1为示意性地示出车辆中的发动机的一个示例的结构的视图,根据本发明的实施例的驱动力控制装置安装在所述车辆上;
图2为示意性地只示出图1的发动机的一个气缸的结构的视图;
图3为示出根据图1的实施例的诸如ECU的驱动力控制装置的配置的一个示例的方框示意图;
图4为示出当驱动力未被限制时,所需驱动力、实际驱动力以及车辆的加速度的变化的时序图;
图5为示出根据本发明的实施例的驱动力限制控制的程序的流程图;
图6为示意性地示出在根据本发明的实施例的驱动力限制控制下,所需驱动力的修正的解释视图;
图7为示出在实施例中使用的,用于根据停滞时间设定所需驱动力的降低修正量以及所需驱动力的增加的修正率的图表的一个示例的视图;以及
图8为对应图4的视图,其示出根据本发明的实施例的驱动力限制控制被执行的情况。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的一个实施例。在该实施例中,本发明被应用于安装有用作驱动动力源的内燃机(其也将被称作“发动机”)的车辆。
图1和图2示意性地示出应用了本发明的发动机的结构。在图2中,仅示出了发动机的一个气缸的结构。在图2中,未示出涡轮增压器和排气再循环(EGR)系统。
该实施例的发动机1为安装在车辆上的四缸汽油发动机,并且在垂直方向上往复运动的活塞1c被设置在组成每个气缸的气缸体1a中。活塞1c经由连杆16被连接到曲轴15,并且活塞1c的往复运动通过连杆16被转化为曲轴15的旋转。
变速器(未示出)被联接到发动机1,并且曲轴15的旋转经由驱动轴等从变速器传输至车辆的驱动轮。信号转子17安装在曲轴15上。多个齿(凸起)17a以相等的角度设置(例如,在本实施例中,以10℃A(曲柄角)的角度)在信号转子17的外圆周表面。并且,信号转子17具有齿缺失部17b,在所述齿缺失部17b中缺失两个齿17a。
探测曲柄角的曲柄位置传感器(发动机速度传感器)301设置在信号转子17旁边。曲柄位置传感器301为例如电磁拾取器,并且当曲柄轴15旋转时产生与信号转子17的齿17a相对应的脉冲(电压脉冲)形式的信号。发动机速度能够从曲柄位置传感器301的输出信号计算出。
探测发动机冷却液的温度的冷却液温度传感器303设置在发动机1的气缸体1a中。气缸盖1b设置在气缸体1a的上端,并且每个气缸的燃烧室1d形成在气缸盖1b与活塞1c之间。火花塞3设置在发动机1的燃烧室1d中。火花塞3的点火正时由点火器4控制。点火器4由将稍后描述的ECU(电子控制单元)500(相当于控制器)控制。
容纳润滑油(发动机油)的油底壳18设置在发动机1的气缸体1a的下部。在发动机1的运行期间,储存在油底壳18中的润滑油被油泵(未示出)抽上来,穿过将杂质从润滑油中去除的机油集滤器,进而被供给到发动机的各个部分,例如活塞1c、曲轴15以及连杆16,以用于这些部分的润滑、冷却等。然后,在这样被提供的润滑油被用于发动机的各个部分的润滑、冷却等后,润滑油回到油底壳18,并且储存在油底壳18中直到再次被油泵抽上来。
进气通道11和排气通道12被连接到发动机的每个燃烧室1d。进气通道11的一部分由对应各个燃烧室1d的进气口11a和进气歧管11b形成。并且,排气通道12的一部分由对应各个燃烧室1d的排气口12a和排气歧管12b形成。
在进气通道11中,设置有过滤进气(新空气)的空气滤清器7、空气流量计304、涡轮增压器100的压缩机叶轮102(将稍后描述)、用于强制冷却通过使用涡轮增压器100增压而温度上升的进气的中冷器8、用于调节发动机1的进气量的节气门5等。另外,进气温度传感器307以及进气歧管压力传感器308也设置在进气通道中(在进气歧管11b中)。
空气流量计304探测进气量(新空气量)。进气温度传感器307探测已经被中冷器8冷却但还没有被吸入发动机1的空气的温度(进气温度)。进气歧管压力传感器308探测进气歧管11b中的压力,即,升压压力(进气压力)。
节气门5的节气门开度由将稍后描述的ECU 500控制。更具体地,节气门5的节气门开度被控制以提供适于发动机1的运行状况的最佳进气量,所述发动机1的运行状况例如从曲柄位置传感器301的输出信号计算出的发动机速度,以及加速踏板的压下量(加速踏板操作量Acc)。节气门5的这种控制系统也可被称为“电子节气门系统”。节气门开度也可独立于驾驶员对加速踏板的操作被控制。
进气门13被设置在进气通道11与燃烧室1d之间。通过进气门13的被驱动打开或者关闭,进气通道11与燃烧室1d相互连通或者相互隔绝。另外,排气门14被设置在排气通道12与燃烧室1d之间。通过排气门14的被驱动打开或者关闭,排气通道12与燃烧室1d相互连通或者相互隔绝。进气门13与排气门14分别通过进气凸轮轴21和排气凸轮轴22的旋转被驱动打开或者关闭,曲轴15的旋转经由定时链(timing chain)或类似装置传输到进气凸轮轴21和排气凸轮轴22。
当特定气缸(例如,第一气缸#1)的活塞1c到达压缩上止点(TDC)时产生脉冲信号的凸轮位置传感器302被设置在进气凸轮轴21的附近。凸轮位置传感器302为例如电磁拾取器,并且被定位为与位于整体地设置在进气凸轮轴21上的转子的外圆周表面上的一个齿(未示出)相对。当进气凸轮轴21旋转时,凸轮位置传感器302输出脉冲信号(电压脉冲)。由于进气凸轮轴21(以及排气凸轮轴22)以曲轴15的转速的一半的转速旋转,因此每当曲轴15旋转两次(旋转720°),凸轮位置传感器302产生一个脉冲信号。
(从第一气缸#1到第四气缸#4中的)每个气缸的活塞位置(无论活塞是处于进气行程、压缩行程、膨胀行程还是排气行程)都能够从凸轮位置传感器302和曲柄位置传感器30的对应的输出信号来识别,从而,发动机操作控制(例如燃料喷射控制和点火正时控制)能够基于活塞位置被准确地执行。
另一方面,在排气通道12中,三元催化剂9被设置在涡轮增压器100的涡轮叶轮101的下游(如从排气流方向观察的)。在三元催化剂9中,包含在从燃烧室1d排向排气通道12的排气中的一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)被氧化,并且排气中的氮氧化物(NOx)减少,以便一氧化碳、碳氢化合物以及氮氧化物转化为二氧化碳(CO2)、水(H2O)以及氮气(N2),从而净化排气。
空燃比(A/F)传感器309被设置在排气通道12中的三元催化剂9的上游(如从排气流方向观察的)。空燃比传感器309示出关于空燃比的线性属性。另外,氧气(O2)传感器310被设置在排气通道12中的三元催化剂9的下游。氧气传感器310根据排气中的氧气浓度产生电动势。当氧气传感器310的输出高于对应化学当量的空燃比的电压(比较电压)时,则判定排气富含氧气,并且,当氧气传感器310的输出低于比较电压时,则判定排气缺少氧气。
下面,将描述发动机1的燃料喷射系统。
用于缸内或者直接喷射(缸内燃料喷射阀)的能够将燃料直接喷射到每个燃烧室1d的喷射器2a被设置在发动机1的每个气缸中。各个气缸的直接喷射喷射器2a…2a被连接到共同的高压燃料输送管20a。
另外,用于端口喷射(进气通道燃料喷射阀)的能够将燃料喷射到每个进气口11a的喷射器2b被设置在发动机1的进气通道11中。为每个气缸都设置了端口喷射喷射器2b。各个气缸的端口喷射喷射器2b…2b被连接到共同的低压燃料输送管20b。
向高压燃料输送管20a和低压燃料输送管20b的燃料供给通过高压泵402和作为低压泵的供给泵401实现。供给泵401将燃油箱400中的燃料(例如汽油)抽出,并且将燃料供给到低压燃料输送管20b和高压泵402。高压泵402将来自供给泵401的低压燃料加压,并且将加压后的燃料供给到高压燃料输送管20a。
直接喷射喷射器2a为电磁驱动截止阀,当向其施加指定电压时,其打开,以将燃料直接喷射到对应的燃烧室1d中。直接喷射喷射器2a的打开和关闭(喷射持续时间,喷射正时)也是由将稍后描述的ECU 500进行占空控制。
类似地,端口喷射喷射器2b为电磁驱动截止阀,当向其施加指定电压时,其打开,以将燃料喷射到对应的进气口11a中。端口喷射喷射器2b的打开和关闭(喷射持续时间,喷射正时)也是由ECU 500占进行空控制。
通过从直接喷射喷射器2a和端口喷射喷射器2b中的一个或者两个喷射的燃料,在燃烧室1d中形成燃料与空气的空燃混合物。空燃混合物由火花塞3点火,并且燃烧和膨胀,以产生高压、高温燃烧气体。这样产生的燃烧气体引起活塞1c往复运动,以便曲轴15旋转,从而提供发动机1的驱动力(输出转矩)。当排气门14被打开时,在燃烧室1d中产生的燃烧气体随后被排到排气通道12中。
在本实施例中,发动机1配备有通过使用排气压力将进入发动机1的进气加压的涡轮增压器(增压器)100。
如在图1中示出的,涡轮增压器100包括设置在排气通道12中的涡轮叶轮101、设置在进气通道11中的压缩机泵轮102、以及将涡轮叶轮101与压缩机泵轮102联接以便涡轮叶轮101与压缩机泵轮102作为一个单元旋转的联接轴103。在运行中,设置在排气通道12中的涡轮叶轮101因排气能而旋转,并且设置在进气通道11中的压缩机泵轮102根据涡轮叶轮101的旋转而旋转。然后,进气因压缩机泵轮102的旋转而被压缩,并且被强制供给到发动机1的每个气缸的燃烧室1d中(增压)。
涡轮叶轮101容纳在涡轮壳体110中,并且压缩机泵轮102容纳在压缩机壳体120中。涡轮壳体110与压缩机壳体120被安装在中心壳体130的相反侧。压缩机泵轮102、压缩机壳体120等组成压缩机100B,并且涡轮叶轮101、涡轮壳体110等组成涡轮机100A。
在该实施例的涡轮增压器100中,设置有将涡轮叶轮101的上游侧与涡轮叶轮101的下游侧连通(即,绕过涡轮叶轮101)的排气旁通通道104,以及打开和关闭排气旁通通道104的废气旁通阀(WGV)105。在运行中,升压压力能够通过调节废气旁通阀(WGV)104的开度被控制,以调节绕过涡轮叶轮101的排气量。废气旁通阀105的开度也由ECU 500控制。
在图1中示出的实施例中,EGR通道201从排气歧管12b延伸到进气歧管11b,并且设置在EGR通道201中的EGR冷却器202、EGR阀203等组成EGR(排气再循环)系统200。EGR系统200将排气的一部分引入进气,以降低燃烧室1d中的燃烧温度,并且因此减少NOx的产生量。
如在图3中示出的,ECU 500包括CPU(中央处理器)510、ROM(只读存储器)502、RAM(随机存取存储器)503、备份RAM504等等。
ROM 502存储各种控制程序以及执行各种控制程序时所参照的图表等。CPU 501基于存储在ROM 502中的各种控制程序以及图表来执行各种计算。RAM 503为暂时存储由CPU 501执行的计算的结果、从各个传感器接收的数据等的存储器,而备份RAM 504为存储例如当发动机1被停止时将要被存储的数据等的非易失性存储器。
以上描述的CPU 501、ROM 502、RAM 503以及备份RAM 504经由总线507相互连接,并且也连接到输入接口505和输出接口506。
各种传感器被连接到输入接口505。传感器包括曲柄位置传感器(发动机速度传感器)301、凸轮位置传感器302、冷却液温度传感器303、空气流量计304、节气门开度传感器305、加速踏板位置传感器306、进气温度传感器307、进气歧管压力传感器308、空燃比传感器309、氧气(O2)传感器310、用于高压燃料的燃料压力传感器311,以及用于低压燃料的燃料压力传感器312。加速踏板位置传感器306输出对应加速踏板操作量Acc的探测信号。燃料压力传感器311探测供给到直接喷射喷射器2a的高压燃料的压力(燃料压力)。燃料压力传感器312探测供给到端口喷射喷射器2b的低压燃料的压力(燃料压力)。另外,点火开关313被连接到输入接口505。当点火开关313被打开时,由启动电机来启动发动机1的曲柄转动。
另一方面,直接喷射喷射器2a、端口喷射喷射器2b、火花塞3的点火器4以及节气门5的阀控电机(throttle motor)6被连接到输出接口506。执行变速器的控制的变速器ECU 600被连接到输入接口505和输出接口506,并且向ECU 500提供某种信息以及从ECU 500接收某种信息。例如,由从变速器的输出旋转传感器接收到的信号计算出的车速V的信息被从变速器ECU600提供到ECU 500。
然后,基于来自上述的各种传感器的探测信号和来自变速器ECU 600的信息,ECU 500执行发动机的各种控制,包括与直接喷射喷射器2a和端口喷射喷射器2b关联的燃料喷射量控制、与火花塞3关联的点火正时控制,以及节气门5的阀控电机6的驱动控制(进气量控制)。
更具体地,ECU 500基于由加速踏板位置传感器306探测的加速踏板操作量和从变速器ECU 600提供的车速V,来计算作为需要施加到车辆的驱动力的所需驱动力Preq。然后,为了产生对应所需驱动力Pref的发动机转矩,也考虑到速度比,ECU 500控制节气门5的阀控电机6、以及每个气缸的直接喷射喷射器2a和端口喷射喷射器2b,并且在根据发动机1的运行状态确定的合适的点火时间向火花塞3施加电流。
另外,如将在下文中描述的,在加速过程中,ECU 500执行驱动力限制控制。根据本发明的包括控制器的驱动力控制装置通过由ECU 500执行的程序实现。
下面,将主要描述在加速过程中(当发动机1处于加速过渡时期时)由ECU 500执行的驱动力限制控制。如本实施例的在包括涡轮增压器100的发动机1中,尽管加速踏板在排气流速小的操作区域被压下,也要直到涡轮叶轮101的旋转(或者转速)因排气流速的增加而上升才会执行充分的增压。在这种情况下,可能存在与从压下加速踏板的操作到发动机1的输出的上升的时间对应的若干秒的响应延迟。
如在图4中作为一个示例示出的,如果加速踏板在t0时刻被压下(即,如果存在加速的请求),所需驱动力Preq如单点划线标示的,以台阶形式上升;然而,车辆的实际驱动力Pact如由实线所标示的,因发动机转矩的增加的延迟而不会这么快地上升(存在延迟时间)。即,即使驾驶员保持压下加速踏板(即,所需驱动力Preq是不变的),实际驱动力Pac也可能有若干秒不会充分地增加。
在图4中由实线标示的实际驱动力Pact(其为基于发动机转矩、考虑到变速器的变速比和差速器的减速比计算出的数值,)一直增加,直到t2时刻,但在随后的t2时刻和t3时刻之间的时间中基本保持不变(停滞)。在此时,表示实际作用于车辆的驱动力的加速度aa的值(例如车速V的微分值,或者G传感器的探测值)与计算出的实际驱动力Pact一样,也保持基本不变,并且感到加速度aa的驾驶员可能感到车辆的驱动力没有追随他/她的压下加速踏板的操作,即,驱动力停滞。
然后,如果升压压力在t3时刻上升(未在图4中示出),并且发动机转矩迅速增加,则实际驱动力Pact如在图4中由实线标示的,以台阶形式上升,并且驾驶员可能感到加速震动(acceleration shock)。即,驾驶员感到已经停滞的驱动力(加速度aa)似乎在以台阶形式上升或者增加;因此,驾驶员可能感到由于因此被突出的涡轮滞后而引起的奇怪感或者不适感。
另一方面,在该实施例中,在如上所述的驱动力停滞(即,保持基本不变)、并且驱动力追随所需驱动力Preq的机率被认为较低的情况下,驱动力的随后的增加被限制,以便缓解驾驶员的奇怪感或者不适感(驱动力限制控制)。此外,随着涡轮滞后越大并且实际驱动力Pact的停滞时间Δt越长,越加强对驱动力的限制,并且随着停滞时间Δt越短,越缓和对驱动力的限制。
接下来,将参照图5的流程图具体描述由ECU 500执行的驱动力限制控制。在图5中示出的控制程序由ECU500按照指定的时间间隔(例如,几十微妙的时间间隔)重复地执行。
首先,在步骤ST101中,判定车辆是否正在加速。更具体地,判定每单位时间的加速踏板操作量Acc的变化量是否等于或者大于预先确定的加速判定阈值。如果在步骤ST101中作出了否定的决定(否),控制返回。如果加速踏板操作量Acc的变化量等于或者大于加速判定阈值,则判定车辆正在加速,即,作出肯定的决定(是),并且控制进行到步骤ST102。
考虑到讨论中的发动机的型号,加速判定阈值可被设定成通过试验、计算或者类似方法确定的适当的数值。例如,加速判定阈值可被设定为20%/秒到30%/秒,并且可基于该阈值判定车辆是否正在加速。然而,阈值并不限于该范围,也可使用其他数值。另外,可以基于其他的发动机运行状态,例如从节气门开度传感器305的输出信号获得的节气门开度,对加速进行判定,或者通过其他已知方法判定。
在步骤ST102中,执行用于判定驱动力的增加是否以预先确定的程度或者更大的程度停滞的计算。更具体地,例如当下列全部停滞判定条件都满足时,则判定发生了预先确定程度的或者更大的程度的停滞。停止判定条件可包括:第一条件、实际驱动力Pact与所需驱动力Preq的偏差(偏差的绝对值)等于或者大于预先确定的数值;第二条件、所需驱动力Preq的变化率等于或者小于预先确定的数值,并且所需驱动力Preq没有变化;以及第三条件、实际驱动力Pact的变化率也等于或者小于预先确定的数值,并且实际驱动力Pact的变化率很小。
第一条件的意思是:实际驱动力Pact相对于驾驶员的请求的差值等于或者大于预先确定的量。例如,如果即使所需驱动力Preq为5000N,而实际驱动力Pact仍保持3000N,例如,则偏差的绝对值为2000N,并且因此,当实际驱动力Pact的差值等于或者大于2000N时,可判定满足第一条件。差值的预先确定的量并不限于该数值,考虑到讨论中的车辆的型号、讨论中的发动机的型号等,差值的预先确定的量可设定为通过试验、计算或者类似方法确定的适当的数值。
第二条件用于判定加速踏板操作量Acc的波动(增加/减少)范围小,并且驾驶员自愿压下加速踏板。第三条件用于判定即使加速器踏板被压下,实际驱动力Pact也没有增加很多。例如,当所需驱动力Preq的变化率(每单位时间的变化量)的绝对值等于或者小于10%/秒时,可以判定满足第二条件,并且当实际驱动力Pact的增加率(每单位时间的增加量)等于或者小于15%/秒时,可以判定满足第三条件。然而,需要理解的是,所需驱动力Preq的变化率以及实际驱动力Pact的增加率并不限于这些数值,而是可以是考虑到讨论中的车辆的型号、讨论中的发动机的型号等而通过试验、计算或者类似方法确定的对应的适当的数值。
然后,当实际驱动力Pact没有增加很多,并且实际驱动力Pact与所需驱动力Preq的偏差(绝对值)保持很大时,虽然加速器踏板保持被压下,也可以判定驱动力的增加以预先确定的程度或者更大的程度停滞。即,在步骤ST103中判定是否第一条件到第三条件都满足。如果这些条件中的任何一个未满足,则在步骤ST103中作出否定的决定(否),并且控制返回到步骤ST102。另一方面,如果全部条件满足,在步骤ST103中作出肯定的决定(是),并且控制进行到步骤ST104。
在步骤ST104中,用于测量驱动力的停滞时间Δt的停滞标记被设定为打开(ON),并且执行用于判定将在下文中描述的追随驱动力的可能性的计算。更具体地,基于实际驱动力Pact的增加率计算出用于判定追随所需驱动力Preq的可能性的阈值。即,如果如上所述的停滞的实际驱动力Pact的增加率进一步降低,则认为实际驱动力Pact不太可能追随与实际驱动力Pact有较大区别的所需驱动力Preq。因此,用于判定追随驱动力的可能性的阈值被设定为小于第三条件的用于判定停滞的阈值。例如,作为阈值的实际驱动力Pact的变化率可被设定为10%/秒。
然而,需要理解的是,阈值不限于以上指示的数值,而是可以是考虑到讨论中的车辆的型号、讨论中的发动机的型号等而通过试验、计算或者类似方法确定的适当的数值。另外,不仅基于实际驱动力Pact的增加率判定追随驱动力的可能性,也可依据当前的实际驱动力Pact与所需驱动力Preq之间的差值(绝对值)是否等于或者大于预先确定的数值以及实际驱动力Pact的增加率来判定追随驱动力的可能性。也可基于实际驱动力Pact与所需驱动力Preq之间的差值的降低率,代替实际驱动力Pact的增加率作出判定。
随后,在步骤ST105中,判定实际驱动力Pact的增加率是否等于或者小于用于判定追随所需驱动力的可能性的阈值。如果在步骤ST105中作出否定的决定(否),控制程序一度完成。如果实际驱动力Pact的增加率等于或者小于用于判定追随所需驱动力的可能性的阈值,则判定实际驱动力Pact不太可能追随所需驱动力Preq,即,在步骤ST105中作出肯定的决定(是)。在这种情况下,控制进行到步骤ST106进行从而以下述的方式修正所需驱动力Preq,以便限制实际驱动力Pact的随后的增加。另外,在这个时间点,停滞标记被设定为关闭(OFF)。
在该实施例中,当实际驱动力Pact相对于所需驱动力Preq以预先确定的程度或者更大的程度停滞或者保持基本不变时,并且判定实际驱动力Pact不太可能追随所需驱动力Preq时,所需驱动力Preq被修正。更具体地,例如,如在图6中示意性地示出的,所需驱动力Preq先是以指定的降低修正量α一次性降低,并随后以指定的增加率β逐渐增加。
通过将所需驱动力Preq这样一度降低,能够限制实际驱动力Pact的可能的以台阶形式的增加,并且实际驱动力Pact根据在一度降低后逐渐增加的所需驱动力Preq而流畅地增加。因此,即使驱动力因涡轮滞后而停滞或者保持基本不变,驾驶员也会感到与驱动力的随后的增加相符的加速感,并且能够充分地缓解驾驶员的奇怪感或者不适感。
关于这一点,考虑到讨论中的车辆的型号、讨论中的发动机的型号等,所需驱动力Preq的降低修正量α以及所需驱动力Preq的增加修正率β可设定为通过试验、计算或者类似方法确定的对应的适当的数值。然而,例如,优选设定降低修正量α,以便所需驱动力Preq变为比实际驱动力Pact大一定程度,从而防止过度控制。在图6中示出的示例中,降低修正量α以及增加修正率β根据持续到驱动力限制控制开始的停滞时间Δt1-Δt3而改变。
即,随着在驾驶员的压下加速踏板后驱动力停滞或者保持基本不变的时间越长,驾驶员越可能感到对驱动力的随后的增加的奇怪感或者不适感。因此,当停滞时间Δt相对长时(图6的示例中的Δt3),相对加强对驱动力的限制。更具体地,所需驱动力Preq的降低量α增加,以便所需驱动力Preq降低到更小的数值,并且所需驱动力Preq的随后的增加率β也被降低,以便实际驱动力Pact的增加被更可靠地限制。
另一方面,当停滞时间Δt1相对短时,例如,等于Δt1,即使驱动力在停滞之后稍微急剧地上升,驾驶员也感到加速与其压下加速踏板的操作相符,并且驾驶员不大可能感到奇怪感或者不适感。在这种情况下,因此,相对缓和对驱动力的限制。更具体地,所需驱动力Preq的降低量α被设定为相对小的数值,并且所需驱动力Preq的随后的增加率β被设定为相对大的数值,以便驱动力相对快速地增加,因此确保车辆的充分的加速性能。
在该实施例中,当所需驱动力Preq随着停滞时间Δt越长而以更大的量被降低时,如果停滞时间Δt相对短,所需驱动力Preq不会降低很多。为此,结合驱动力的停滞时间Δt,降低修正量α和增加修正量β被设定为通过试验、计算或者类似方法确定的对应的适当的数值,并且设定以示例的方式的如在图7中示出的图表。该图表储存在ECU500的ROM中,并且当执行驱动力限制控制时被参照。
因此,ECU 500根据驱动力的停滞时间Δt修正所需驱动力Preq,并且根据这样修正的所需驱动力Preq改变发动机转矩的控制目标值,从而改变发动机1的节气门开度、燃料喷射量以及点火正时。在这种方式中,响应延迟之后的发动机转矩的增加被限制,并且车辆的驱动力的停滞之后的车辆的驱动力的增加被良好地限制。将参照图8的时序图描述在驱动力限制控制下,车辆所需驱动力Preq、实际驱动力Pact、以及加速度aa的改变的一个示例。
首先,如以上参照图4描述的情况,如果加速踏板在t0时刻被压下,则所需驱动力Preq如单点划线标示的,以台阶形式上升,但车辆的实际驱动力Pact没有如由实线标示的那样快速上升。在从时刻t1到时刻t3的时间内,虽然所需驱动力Preq根据加速踏板操作量Acc而保持基本不变,但实际驱动力Pact没有增加很多,而是停滞。
在实际驱动力Pact的增加率变为等于或者小于预先确定的数值(例如,15%/秒)的时刻(时刻t2),实际驱动力Pact与所需驱动力Preq的偏差(绝对值)等于或者大于预先确定的数值(例如,200N),并且加速踏板操作量Acc的变化率等于或者小于预先确定的数值(例如,10%/秒)。因此,满足用于判定停滞的从第一条件到第三条件的全部条件,并且判定驱动力以预先确定的程度或者更大的程度停滞(停滞标记设定为打开(ON))。
然而,此时(时刻t2),实际驱动力Pact没有变为等于或者小于用于判定追随所需驱动力的可能性的阈值(例如,10%/秒),并且因此,对驱动力的限制控制没有启动。然后,如果实际驱动力Pact的增加率进一步降低,并且变为等于或者小于时刻t3的阈值,则判定实际驱动力Pact不太可能追随所需驱动力Preq,并且驱动力限制控制启动。此时,停滞标记设定为关闭(OFF)。
如果启动驱动力限制控制,则如在图8中指示的,所需驱动力Preq被一度显著地降低,并且随后逐渐增加;此后,即使升压压力上升,发动机转矩也不迅速地增加。在图8的示例中,实际驱动力Pact在时刻t4附近开始流畅地增加,并且根据实际驱动力Pact的增加,车辆的加速度aa也无级地或者流畅地增加。因此,驾驶员较少可能或者不太可能感到加速震动。
因此,根据本实施例的驱动力控制装置,当判定实际驱动力Pact相对于依据车辆的加速而增加的所需驱动力Preq的增加以预先确定的程度或者更大的程度停滞时,所需驱动力Preq被修正,以便在停滞之后实际驱动力Pact的增加被限制。结果,实际驱动力Pact在停滞之后不以台阶形式增加,而是逐渐地增加。因此,即使有驱动力的停滞,驾驶员也可能感到车辆加速与其压下加速踏板的操作相符,并且较少可能或不太可能感到奇怪感和不适感。
此外,随着驱动力的停滞时间Δt越长,越加强对驱动力的限制,以便实际驱动力Pact以较慢的速率(即,更缓慢或者更温和)增加,并且随着停滞时间Δt越短,越缓和对驱动力的限制,以便实际驱动力Pact相对迅速地增加。因此,根据驾驶员感到奇怪感或者不适感的可能性,驱动力的增加被良好地限制,因此使得有可能在将车辆的加速性能的恶化以及驾驶性能的恶化最小化的同时,充分地缓解驾驶员的奇怪感或者不适感。
需要理解的是,示出的实施例的表述仅仅是示例性的,并且没有打算将本发明的结构和应用或者使用限定为实施例的结构和应用或者使用。在示出的实施例中,最初判定实际驱动力Pact是否以预先确定的程度或者更大的程度停滞,并且,如果随后判定实际驱动力Pact不太可能追随所需驱动力Preq,则限制驱动力的随后的增加。然而,本发明并没有被限于这种布置,而是,当实际驱动力Pact的预先确定的程度或者更大的程度的停滞持续预先确定的时间或者更长时,驱动力的增加也可被限制。
虽然本发明在示出的实施例中应用于安装有作为一个示例的汽油发动机的车辆,但本发明并不限于这种应用,而是可被应用于安装有例如柴油发动机的其他类型的发动机的车辆。另外,本发明并不限定地应用于只安装有发动机作为驱动动力源的车辆,而是可被应用于例如混合动力车(安装有发动机和电机作为驱动动力源的车辆)。
在开发本发明的过程中,特别注意的是,驾驶员因驱动力的随后的增加而感到奇怪感或者不适感的可能性依据驾驶员感到驱动力所停滞的时间的长度而不同。因此,根据本发明,随着停滞时间越长,越加强对驱动力的限制,然而随着停滞时间越短,越缓和对驱动力的限制。根据本发明,通过在车辆的驱动力的响应延迟之后适当地限制驱动力的增加,有可能在将加速性能的恶化以及驾驶性能的恶化最小化的同时,充分地缓解驾驶员的奇怪感或者不适感。因此,当本发明应用于客车的驱动力的控制时,本发明非常有利或者特别有效。
Claims (12)
1.一种驱动力控制装置,其包括:
控制器,其配置为根据驾驶员的请求加速的操作增加车辆的驱动力,
所述控制器配置为判定所述车辆的实际驱动力相对于至少根据所述驾驶员的请求加速的操作确定的所需驱动力的增加是否停滞,并且当所述控制器判定所述实际驱动力的所述增加停滞时,所述控制器限制所述实际驱动力的随后的增加,并且
所述控制器配置为限制所述实际驱动力的所述增加,以便随着所述实际驱动力的所述增加所停滞的停滞时间越长,越降低所述实际驱动力的增加率。
2.如权利要求1所述的驱动力控制装置,其中,
当所述控制器判定所述实际驱动力的所述增加停滞时,所述控制器配置为一度降低所述所需驱动力,并且
然后所述控制器配置为以随着所述实际驱动力的所述停滞时间越长而被设定为越小的数值的变化率逐渐增加所述所需驱动力。
3.如权利要求2所述的驱动力控制装置,其中,
所述控制器配置为随着所述实际驱动力的所述停滞时间越长而越增加所述所需驱动力的降低量。
4.如权利要求1至3中的任一项所述的驱动力控制装置,其中,
当所述控制器判定所述实际驱动力的所述增加停滞,并且所述实际驱动力追随所述所需驱动力的可能性等于或者低于预先确定的水平时,所述控制器配置为限制所述实际驱动力的所述增加。
5.如权利要求4所述的驱动力控制装置,其中,
当所述实际驱动力与所述所需驱动力的偏差等于或者大于预先确定的量的条件、所述偏差的变化率等于或者小于预先确定的数值的条件、以及所述实际驱动力的增加率等于或者小于预先确定的数值的条件中的至少一个满足时,所述控制器配置为判定所述实际驱动力追随所述所需驱动力的所述可能性等于或者低于所述预先确定的水平。
6.如权利要求1至5中的任一项所述的驱动力控制装置,其中,
当所述实际驱动力与所述所需驱动力的偏差等于或者大于预先确定的量,并且所述所需驱动力的变化率和所述实际驱动力的变化率等于或者小于各自的预先确定的数值时,所述控制器配置为判定所述实际驱动力的所述增加停滞。
7.一种驱动力控制方法,其包括:
根据驾驶员的请求加速的操作增加车辆的驱动力;
判定所述车辆的实际驱动力相对于至少根据所述驾驶员的请求加速的操作确定的所需驱动力的增加是否停滞;并且
当判定所述实际驱动力的所述增加停滞时,限制所述实际驱动力的随后的增加,以便随着所述实际驱动力的所述增加所停滞的停滞时间越长,越降低所述实际驱动力的增加率。
8.如权利要求7所述的驱动力控制方法,其中,
当所述实际驱动力的所述增加停滞时,所述所需驱动力一度降低,并且
然后所述所需驱动力以随着所述实际驱动力的所述停滞时间越长而被设定为越小的数值的变化率逐渐增加。
9.如权利要求8所述的驱动力控制方法,其中,
随着所述实际驱动力的所述停滞时间越长而越增加所述所需驱动力的降低量。
10.如权利要求7至9中的任一项所述的驱动力控制方法,其中,
当所述实际驱动力的所述增加停滞,并且所述实际驱动力追随所述所需驱动力的可能性等于或者低于预先确定的水平时,限制所述实际驱动力的所述增加。
11.如权利要求10所述的驱动力控制方法,其中,
当所述实际驱动力与所述所需驱动力的偏差等于或者大于预先确定的量的条件、所述偏差的变化率等于或者小于预先确定的数值的条件、以及所述实际驱动力的增加率等于或者小于预先确定的数值的条件中的至少一个满足时,判定所述实际驱动力追随所述所需驱动力的所述可能性等于或者低于所述预先确定的水平。
12.如权利要求7至11中的任一项所述的驱动力控制方法,其中,
当所述实际驱动力与所述所需驱动力的偏差等于或者大于预先确定的量,并且所述所需驱动力的变化率和所述实际驱动力的变化率等于或者小于各自的预先确定的数值时,判定所述实际驱动力的所述增加停滞。
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