CN1100691A - 车辆滑动控制系统 - Google Patents

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Abstract

一种车辆牵引控制系统，探测车辆主动轮相对于 道路表面滑动量，并用一个预定控制变量控制发动机 的输出以便使主动轮的滑动量集中在一个目标值 上。当确定路面的摩擦系数μ为高、正在实现牵引 控制、而且发动机的转速不高于一个预定值时，牵引 控制的控制变量受到限制。而当发动机转速从由于 限制控制变量前牵引控制的结果下降到的最小发动 机转速增加一个预定值时，对控制变量的限制就被解 除。

Description

本发明涉及一种车辆滑动控制系统。
有一种牵引控制系统已投入使用，用它来探测主动轮的打滑量并控制发动机的输出和/或给主动轮施加制动力，以使主动轮的滑动量集中在一个目标值上，从而防止由于传送到主动轮的过度驱动转矩而使车辆的加速性能变坏。许多车辆都有牵引控制系统以及防滑制动系统。例如，见日本未审查的专利申请：公开号为1（1989）-197160。
例如，在爬上坡主动轮的打滑量增加时，就要启动牵引控制以抑制发动机机输出。发动机输出的抑制会减小发动机转速，这能导致发动机失速，并使车辆的加速性能变坏。当路面的摩擦系数μ很高时，这种趋势就增大。
如果牵引控制系统被设计成当发动机转速低于某一预定值时牵引控制就要中断，那么，主动轮的滑动量会由于发动机输出的抑制不佳而在牵引控制恢复时再次增加，这就导致加速性能的变坏。
此外，如果当路面的摩擦系数μ很小要中断牵引控制，那么，滑动量就要增加，而且不仅不能改进加速性能，反而会由于过度打滑而失去驱动稳定性。
在公开号为4（1992）-32930的日本专利申请中，公开了一种车辆牵引控制系统，其中通过当发动机转速低时比高发动机转速高时较少地抑制发动机转速来防止主动轮的轮矩从低发动机转速开始发生过分的下降。
然而，对于一个给定的发动机转速来讲，由于主动轮的滑动量依路面的摩擦系数μ而有所不同，因此发动机转矩的减小程度只取决于发动机转速的牵引控制系统就不能实现即防止发动机失速同时又确保良好的加速性能的精细控制。
这样，就需要一种根据路面的摩擦系数μ而实现精细的滑动控制的滑动控制系统，以便在不损失加速性能的情况下能有效地防止发动机失速。
特别地，在手动传动车辆中，当车辆开始上坡挂上离合器同时车辆稍微后退时，主动轮的打滑量突然增加，启动牵引控制，这就导致减少了发动机转速和发动机失速。
鉴于上述现象和描述，本发明的主要目的是要提供一种避免上述问题的滑动控制系统。
按本发明的一个方面，滑动控制系统包含有一个牵引控制系统，它探测车辆的主动轮相对于路面的滑动量，并用一个预定的控制变量抑制发动机的输出以便使主动轮的滑动量集中在一个目标值上，其特征在于，当确定了路面的摩擦系数μ为高、而且在进行牵引控制时发动机的转速不高于一个预定的值时，控制变量受到限制，而当发动机转速从由于牵引控制使其下降的最小发动机转速增加一个预定值时，解除对控制变量的限制。
当控制变量受到限制时，较少地抑制发动机的输出，而且将更多的驱动转矩传送到主动轮，从而改进了加速性能并防止了发动机失速。
按本发明的一个实施例，当发动机转速由于牵引控制而下降时则可确定路面的摩擦系数μ为高。
在牵引控制中断期间，最好连续计算控制变量，而且一旦解除对控制变量的限制，就用最终的控制变量来恢复牵引控制，以使能用一种最佳的方式来尽快制止主动轮的打滑。
在本发明的另一方面，提供了一种车辆滑动控制系统，该系统包含有一个实现牵引控制的牵引控制装置，在该牵引控制装置中探测车辆主动轮相对于路面的滑动量，并用一个预定的控制变量控制发动机输出以使得主动轮的滑动量集中在一个目标值上，其中的改进包括一个后退探测装置，它探测车辆在开始上坡时开始向前行驶之前的一度后退，和一个第一限制装置，当后退探测装置探测到车辆在开始上坡时开始向前行驶之前曾后退时，它限制所述牵引控制的控制变量。
本发明的再一方面，提供了一种车辆滑动控制系统，该系统包含有一个实现牵引控制的牵引控制装置，在该牵引控制装置中探测车辆主动轮相对于路面的滑动量，并用一个预定的控制变量控制发动机输出以使得主动轮的打滑量集中在一个目标值上，其中的改进包括一个测定路面摩擦系数μ是高还是低的摩擦系数测定装置：一个限制装置，当摩擦系数测定装置测定路面的摩擦系数μ为高时比当摩擦系数测定装置测定路面的摩擦系数μ为低时它对所述牵引控制的控制变量进行更多的限制；以及一个禁止装置，它禁止摩擦系数测定装置在测定路面摩擦系数为μ低之后马上又测定出路面摩擦系数μ为高，直到当前的牵引控制结束为止。
图1是根据本发明一个实施例的具有滑动控制系统的车辆的一个示意图，
图2是说明滑动控制程序的流程图，
图3是说明图2所示流程图的步骤S3的程序的流程图，
图4是说明图2所示流程图中步骤S5的程序的流程图，
图5是说明图2所示流程图中步骤S9的程序的流程图，
图6是说明图5所示流程图中步骤S134的程序的流程图，
图7是说明图5所示的流程图的步骤S135的程序的流程图，
图8是说明图5所示流程图的步骤S137的程序的流程图，
图9是说明后退确定过程的程序的流程图，
图10是说明图5所示流程图的步骤S138的程序的流程图，
图11是说明在开始上坡时发动机转速、μ确定标志F等之间关系的时间图，
图12是表示控制电平和点火时间的延迟量之间关系的图，
图13是表示发动机转速和点火时间延迟量之间关系的图，
图14是表示禁止切断燃油区域的图，以及
图15是表示整个滑动控制作用的时间图。
在图1中，按本发明的一个实施例提供的具有滑动控制系统的车辆1有左前轮2a和右前轮2b以及左后轮3a和右后轮3b。来自v-6型发动机4的驱动转矩输出通过一个手动传动装置5、一个分速器6以及左驱动轴7a和右驱动轴7b传送到左前轮2a和右前轮2b。即，在车辆1中，前轮2a和2b是主动轮以及后轮3a和3b是从动轮3a和3b。
控制器8完成发动机4的燃油喷射控制和点火定时控制以及车辆1的滑动控制（牵引控制）。控制器8有一个实现燃油喷射控制和点火定时控制的发动机控制部分和一个实现滑动控制的滑动控制部分。来自分别探测车轮2a，2b，3a和3b速度的车轮速度传感器9a至9d的探测信号，来自探测方向盘转动角度的转向角度传感器10的探测信号，来自发动机速度传感器11的探测信号，以及来自分别探测车轮2a，2b，3a的3b的制动状态的制动传感器的探测信号都输入到控制器8中。
控制器8包括一个接受上述各传感器的探测信号的输入接口，两个包括CPU，ROM和RAM的微型电子计算机，一个输出接口，用于点火器和燃油喷射阀等的驱动电路等。在用于发动机控制部分的微型电子计算机的ROM中存储燃油喷射控制和点火定时控制的程序和用于相同目的表格和图形。在用于滑动控制部分的微型电子计算机的ROM中存储滑动控制的程序和用于同一目的表格和图形。在RAM中有各种存储器，软件计数器等。
下面将简短描述由控制器8的滑动控制部分实现的滑动控制。滑动控制部分首先根据来自上述传感器的探测信号计算实际的转动半径Rr，基于转向角度的转动半径Ri（以后将描述），车辆速度V（车身速度），以及路面的摩擦系数μ，滑动控制部分计算横向加速度G并根据横向加速度G计算用于校正确定滑动的阈值的校正系数K以及目标控制值T，以便当横向加速度G增加时使它们减小。
然后，滑动控制部分计算滑动量，实现滑动的确定，设置目标控制值T，并计算控制发动机输出的控制电平FG，并将进行滑动控制的控制信号输出给发动机控制部分。
滑动控制主要用于当车辆在具有高的路面摩擦系数μ的斜坡开始爬坡或正在爬坡时防止发动机失速并改善加速性能，并且用于当路面摩擦系数μ低时抑制滑动和改善驱动稳定性。
下面将参考图2至15描述由滑动控制部分进行的滑动控制（牵引控制）。
图2所示的流程图中，发动机4一经启动就开始滑动控制，滑动控制部分首先读取探测信号，例如来自上述传感器的表示转向角度θ的探测信号（步骤S1）。然后在步骤S2，滑动控制部分根据探测信号计算实际转动半径Rr，基于转向角度的转动半径Ri，车辆速度V（车身速度）以及路面摩擦系数μ。实际转动的半径Rr按照下面公式（1）根据由轮速传感器9c和9d探测的从动轮3a和3b的轮速V1和V2来计算。
Rr=Min（V1，V2）×Td÷|V1-V2|+0.5Td…（1）
其中Td代表车辆的轮距（例如，1.7m）。
基于转向角度的转动半径Ri实际上对应于当转向趋势是似转非转时车辆移动的圆周半径并且是根据探测到的转向角θ的绝对值由下面表1通过线性内插而获得的。
表1
︱θ︳ Ri(m) ︱θ︱ Ri(m)
15° 150 255° 10
30° 85 340° 8
85° 30 425° 6
170° 15 510° 5
由轮速传感器9c的9d探测的从动轮3a和3b的轮速V1的V2中的较高者，被确定为车辆速度V。
路面摩擦系数μ根据车辆速度V和车身加速度Vg来计算。
在计算路面的摩擦系数μ时，使用100毫秒计数计时器和500毫秒计数计时器。每隔100msec根据每100msec内车辆速度V的变化按下面的公式（2）计算车身加速度Vg，直到在车身加速度Vg不是足够大时起动滑动控制后经过500msec为止。在起动滑动控制后经过500msec之后而车身加速度已变得足够大时，每隔100msec根据每500msec内车速V的变化按下面的公式（3）计算车身加速度Vg。在公式（2）和（3）中，V（k）代表目前车辆速度，V（K-100）代表此前100msec的车辆速度，V（K-500）代表此前500msec的车辆速度，用K1和K2分别代表预定常数。
Vg=K1×{V（K）-V（K-100）}…（2）
Vg=K2×{V（K）-V（K-500）}…（3）
根据所得到的车辆速度V的车身加速度Vg用下面表2中所示的摩擦系数表用三维内插法计算路面的摩擦系数μ。
表2
O → Vg → 增加
O↓V(Km)↓高 1.0 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0 4.0 4.0 5.0
1.0 1.0 2.0 2.0 3.0 4.0 4.0 5.0 5.0
1.0 1.0 2.0 3.0 3.0 4.0 4.0 5.0 5.0
1.0 1.0 2.0 3.0 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0
1.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0
1.0 1.0 2.0 4.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0
1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
1.0 2.0 3.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0
然后在步骤S3，计算横向加速度G和以横向加速度为基础的校正系数K。将在下面参照图3描述这个程序。
根据转动半径和车辆速度V来确定横向加速度G。在本实施例中，实际转动半径Rr和以转向角度为基础的转动半径Ri都有选择地用作转动半径。即，车辆偏离由以转向角为基础的转动半径Ri确定的线的趋势的程度要根据路面和驱动情况而定。当该偏离趋势的程度高时，选用以转向角为基础的转动半径Ri，而当这一程序低时，就用实际转动半径Rr。
滑动控制部分在S41步（图3）确定转向角θ的绝对值是否不小于预定的值θ0，确定车辆速度V是否不低于预定值V0（S42步），确定路面的摩擦系数μ是否不大于预定值μ0（S43步）。当确定转向的角θ的绝对值不小于预定值θ0，车辆速度V不低于预定值V0和路面的摩擦系数μ不大于预定值μ0时，就用以转向角为基础的转动半径Ri（S44）来计算横向加速度G，否则，用实际转动半径Rr来计算横向加速度G（S45步）。然后，滑动控制部分根据在S44步或S45步中计算的横向加速度G来计算以横向加速度为基础的校正系数K（S46步）。
按照下式（4），根据转动半径R（以转向角为基础的转动半径Ri或实际转动半径Rr）和车速V计算横向加速度G。
G=V×V×（1/R）×（1/127）…（4）
在S46步中，根据校正系数表（表3）计算以横向加速度为基础的校正系数K。
表3
G K G K
0 1 0.7 0.6
0.1 0.9 0.9 0.5
0.3 0.8 1 0
0.5 0.7
然后，在S4步（图2）滑动控制部分为确定滑动而设置阈值。用于确定滑动的阈值定为基础阈值与以横向加速度为基础的校正系数K的乘积。基础阈值根据以车辆速度V和路面的摩擦系数μ为基础的表4所示的第一基础阈值表或表5所示的第二基础阈值表用三维内插值法进行计算。第一基础阈值表用于确定滑动控制是否启动。第二基础阈值表用于确定滑动控制是否继续。
表4
O → V → 高
μ 1 +10 +9 +7 +6 +5 +4
2 +11 +10 +9 +8 +7 +6
3 +12 +11 +10 +9 +8 +7
4 +13 +12 +11 +10 +9 +8
5 +14 +13 +12 +11 +10 +9
表5
O → V → 高
μ 1 +3 +3 +2 +2 +1 +1
2 +4 +4 +3 +3 +2 +2
3 +5 +5 +4 +4 +3 +3
4 +6 +6 +5 +5 +4 +4
5 +7 +7 +6 +6 +5 +5
然后在S5步，滑动控制部分计算滑动量。
在这一步中，通过从两个前轮的轮速Vha和Vhb减去车辆速度V来计算左前轮2a和右前轮2b的实际滑动量SL和SR，然后计算滑动量SL和SR的平均值SAV，并且滑动量SL和SR中的较大者被确定为最大滑动SHi。（图4中的S51至S53步）。
在S6步，滑动控制部分完成滑动的确定。滑动控制部分确定，当满足下式（5）时滑动控制是必须的并且置滑动标志SFL为1。
SHi≥用于确定滑动的阈值…（5）
当已确定在如图5（将在后面讨论）所示的步骤134中不实行滑动控制（控制标志CFL为0）时，使用用于确定起动滑动控制的表4中的第一基础阈值表中所确定的阈值来确定滑动的阈值，而当在步骤134中已确定要实现滑动控制（标志CFL为1）时，使用用于确定滑动控制持续的表5中的第二基础阈值表中所确定的阈值来确定滑动的阈值。
然后在S7步，滑动控制部分确定控制标志CFL是否为1，当确定控制标志CFL不是1（等于0）时，即，当确定没有实现滑动控制时，滑动控制部分立即返回。另一方面，当在S7步确定正在实现滑动控制（控制标志CFL为1）时，在S8步由滑动控制部分设置目标控制值T。
目标控制值T是前轮2a和2b滑动量的目标值，它由下式（6）通过用基础目标控制值与以横向加速度为基础的校正系数K相乘来计算。基础目标控制值根据表6所示的基础目标控制值表用三维内插值法计算而得。
T=基础目标控制值×K…（6）
表6
0 → V → 高
μ 1 +5.0 +4.0 +3.0 +3.0 +3.0 +3.0
2 +5.0 +4.0 +4.0 +3.0 +3.0 +3.0
3 +5.0 +4.0 +4.0 +4.0 +3.0 +3.0
4 +6.0 +5.0 +5.0 +4.0 +4.0 +4.0
5 +6.0 +5.0 +5.0 +5.0 +4.0 +4.0
然后在步骤S9，滑动控制部分计算控制电平FC。
控制电平FC设置在0到15范围内，其方法是根据滑动量SL和SR的平均值SAv与目标控制值T的偏差EN以及它的变化率DEN确定基础控制电平FCB，并考虑第一次控制校正值和根据控制值FC的前一个值FC（K-1）的反馈校正值对基础控制电平FCB进行调整。第一次控制校正值保持为+5直到滑动量SL和SR平均值SAv的变化率DSAv第一次减少到0为止，接着第一次控制校正值保持为+2直到第一次控制标志STEL随后变成0为止。参考图5所示的流程图将更详细地描述在步骤S9中的程序。
滑动量SL和SR的平均值SAv与目标控制值T的偏差EN以及它的变化率DEN首先按下式（7）和（8）计算。（步骤S131）
EN=SAv（K）-T…（7）
DEN=DSAv=SAv（K）-SAv（K-1）…（8）
然后，根据偏差EN和它的变化率DEN按表7中所示的基础控制电平表计算基础控制电平FCB（步骤S132）。
在S133步中，将前一控制电平FC（K-1）加到所获得的基础控制电平FCB（反馈校正）中，在S134中，实现滑动控制确定。然后，在S135中实现第一次滑动控制确定，而在S136中，计算第一次修正值以使控制电平增加，直到第一滑动被取消时为止。
表7
DEN(g)
- ← 0 → +
减↑EN         O(Km/h)    ↓增 －3 －2 －1 －1 0 ＋1 ＋1
－3 －1 －1 0 0 ＋1 ＋1
－2 －1 －1 0 0 ＋1 ＋1
－2 －1 0 0 ＋1 ＋1 ＋1
－2 －1 0 0 ＋1 ＋1 ＋2
－1 －1 0 0 ＋1 ＋1 ＋2
－1 0 0 ＋1 ＋1 ＋1 ＋2
－1 0 0 ＋1 ＋1 ＋1 ＋3
－1 0 0 ＋1 ＋1 ＋2 ＋3
将参考图6所示的流程图更详细地描述步骤S134中的程序。
滑动控制部分确定是否滑动标志SFL为1和是否还没有使用刹车。（步骤S140）当确定滑动标志SFL为1并且没有使用刹车时，将控制标志CFL设置为1以表示正进行滑动控制（步骤S141），接着滑动控制部分进行步骤S135。当在步骤S140没有确定滑动标志SFL为1和没有使用刹车时，则在步骤S142读出在滑动控制部分提供的并对滑动标志SFL保持为0的时间进行计数的一个第一计数器的计数t1和在滑动控制部分提供的并对保持满足条件FC≤3、DSAv≤0.3g的时间进行计数的一个第二计数器的计数t2。当计数t1不小于1000msec或计数t2不小于500msec时，控制标志CFL复位为0，接着滑动控制部分进行步骤S135。
将参考图7所示的流程图更详细地描述步骤S135的程序。
当目前的控制标志CFL（K）是1并且同时在前的控制标志CFL（K-1）是0（步骤S150）时，滑动控制部分在步骤S151将第一次滑动控制标志STEL置1，之后进入步骤S136。否则在步骤S152滑动控制部分确定目前的滑动标志SFL（K）是否为0和同时确定在前的滑动标志SFL（K-1）为1时，滑动控制部分在经过步骤S153将第一次滑动控制标志STEL复位为0之后进入步骤S136。否则，滑动控制部分直接进入步骤S136。
在步骤S136，当第一次滑动控制标志为1并且滑动量SL和SR的平均值SAv的变化速率DSAv（公式8）小于0时，置第一次校正值为+2。
在步骤S137，滑动控制部分设置μ确定标志F，并且在步骤S138，滑动控制部分通过将第一次校正值加到校正反馈基准控制电平FCB来计算控制电平FC，并根据μ确定标志F通过校正控制电平FC计算最后控制电平FC。
将参考图8所示的流程图更详细地描述在步骤S137中的程序。
当车辆开始上坡时或正在上坡时，根据在滑动控制期间的路面摩擦系数μ将μ确定标志F设置为0、1或2。在该特定实施例中，由发动机速度的变化确定路面摩擦系数μ。
滑动控制部分首先确定控制标志FCL是否为1，即是否正进行滑动控制（步骤S160）。当确定控制标志FCL不是1，在步骤S161滑动控制部分置μ确定标志F为0并返回。
当确定控制标志FCL为1，滑动控制部分确定后退标志FgB是否为1（步骤S162）。当车辆在开始上坡时一旦后退之后向前行驶时使后退标志设置为1，并且通过由中断操作程序单独完成的在图9所示的开始上坡时的后退确定过程来确定后退标志FgB。
当确定后退标志FgB不是1时，当发动机速度N不高于2500rpm时滑动控制部分进入步骤S165，而发动机速度N高于2500rpm时则滑动控制部分进入步骤S176（步骤S163）。
当确定后退标志FgB为1时，即当车辆在开始上坡时向前行驶之前后退时（在这种情况下发动机容易失速并且加速性能易变坏），滑动控制部分在步骤S164确定发动机转速是否高于2800rpm。当发动机转速不高于2800rpm时滑动控制部分进入步骤S165，否则进入步骤S176。
在步骤S165，滑动控制部分确定μ确定标志F是否为2。当确定μ确定标志F为2时，滑动控制部分进入步骤S161，否则进入步骤S166。在步骤S166，滑动控制部分确定发动机转速N的上升速率dN/dt是否不低于一个预定值C，C是一个相当大的正值。当确定dN/dt不低于C时，滑动控制部分确定发动机转速N由于主动轮的滑动已快速增加，这表明路面摩擦系数低，此时将μ确定标志F设置为2（步骤S167）。当μ确定标志F一旦设置为2，滑动控制部分在经过步骤S165之后进入步骤S161。
当在步骤S166确定发动机速度N的增加速率dN/dt低于预定值C时，滑动控制部件在步骤S163确定发动机速度N变化的速率dN/dt是否小于0。当在爬上坡时通过滑动控制抑制发动机输出时，发动机转速N下降。根据这个事实，当发动机速度N的变化速率dN/dt为负时滑动控制部分确定路面摩擦系数为高，并且在步骤S169将μ确定标志F置1。此后，滑动控制部分返回。
在μ确定标志F置1之后，通过滑动控制进行的对发动机输出的抑制被中断（滑动控制的计算继续进行），发动机转速在此后的几个控制循环中开始增加。当对步骤S168中的问题的答案为否时，滑动控制部分在步骤S170确定发动机转速N的变化速率是否为0。当确定发动机转速N的变化速率dN/dt为0时，此时的发动机转速N作为最小发动机转速Nm被存储，即更新了最小发动机转速Nm（步骤S171）。在步骤S170或S171之后，滑动控制部分进入步骤S172，并确定μ确定标志F是否为1。当确定μ确定标志F为1时，滑动控制部分进入步骤S173，否则返回。在步骤S173，滑动控制部分确定后退标志FgB是否为1。
当车辆的开始上坡期间没有后退时，后退标志FgB一直置0。因此，当确定后退标志FgB不是1时，滑动控制部分确定发动机转速是否由最小发动机转速Nm开始增加了一个预定值α（例如，α=200rpm）。当确定发动机转速度还没有增加预定值α时，滑动控制部分返回。另一方面，当确定发动机转速已增加了预定值α时，滑动控制部分置μ确定标志F为0并进行正常牵引控制（步骤S176）。亦即，μ确定标志F保持在0，直到发动机转速N增加到Nm+α时为止。
当在步骤S173确定倒退标志FgB为1时，滑动控制部分在步骤S175确定发动机转速是否从最小发动机转速Nm开始增加了一个预定值β（例如，β=300rpm）。当确定发动机转速没有增加预定值β时，滑动控制部分返回。另一方面，当确定发动机转速已增加了预定值β时，滑动控制部分置μ确定标志F为0，并进行正常牵引控制（步骤S176）。亦即，μ确定标志F保持为0，直到发动机转速N增加到Nm+β时为止。在图11中也出示了μ确定标志F的设置情况。
下面将参考图9描述在开始上坡时的倒退确定过程。
在步骤S180，滑动控制部分确定是否在接通点火开关后的一个预定时间（例如，60秒）内。当确定不在预定时间内，滑动控制部分在步骤S181确定车速是否为正。（由轮速传感器的特性，只要车辆正在行驶不管其方向是向前还是后退，车速V就为正。）由于当车辆停止时不会进行滑动控制，因此车辆开始移动并且启动滑动控制后对步骤181中的问题的首次回答是“肯定”的，因此滑动控制部分的步骤182确定标志FgA是否为1。对在步骤182中问题的回答首先是否定，这在以后会变得明显，从而使滑动控制部分首先返回。当车速V随后变成不是正值和变成0时，滑动控制部分置标志FgA为1（步骤S184和S185）。然后当车速V后来再变为正值时，滑动控制部分经过步骤S182后进入步骤S183，并置后退标志FgB为1。从而，将表示车辆在开始上坡时其开始向前行驶之前车辆曾后退的后退标志FgB设置为1。然而当车辆没有后退而开始向前行驶时，不设置后退标志FgB（即保持为0）。
下面将参考图10描述最后控制电平设置过程。在图10中，FC（K）表示目前的最后控制电平，FC（K-1）表示作为反馈值的前面的最后控制电平，δ表示在此时要加上去的基本控制电平FCB，而且有时可能包括第一次校正值。
当μ确定标志F保持在0值和要执行正常滑动控制时，滑动控制部分执行步骤S190，S193和S197。
另一方面，当μ确定标志已置为1（路面摩擦系数μ高）时，最后控制电平FC（K）被置为0（步骤S191和S192），以中断滑动控制，不抑制发动机输出。
即，当抑制发动机的输出以限制车轮滑动时，由于高的路面摩擦系数μ使发动机转速变低，这将导致发动机失速或加速性能变坏。因此，中断滑动控制以避免这些问题。然而，即使由计算获得的当前的最后控制电平FC（K）输出为0也要将其存储起来，并且根据存储的当前的最后控制电平FC（K）来计算下一个最后控制电平FC（K-1）。
当发动机转速N增加到Nm+α或Nm+β并且将μ确定标志F由1复位为0时，滑动控制部分在步骤S193确定在μ确定标志F变为0后是否经过了预定时间ta（图11）。使用没有图示的软件计数器做这种确定。
直到预定时间ta结束，对在步骤S193中的回答都为否定，滑动控制部分进入步骤S194并确定后退标志FgB是否为1。当确定后退标志FgB不为1时，这表明车辆在开始上坡时没有后退，为了抑制滑动和改善加速性能，按照所示的公式，在步骤S195通过加上一个第一校正值a（例如，a=+1）来计算目前的最后控制电平FC（K）。即，仅在μ确定标志F由1变为0后的预定时间ta内才加上第一校正值a。
另一方面，当在步骤S194确定后退标志FgB为1时，这表示车辆在开始上坡时有后退并需要一个大的驱动力，在步骤S196按照所示公式通过加上一个第一校正值a（例如，a=-1）来计算目前的最后控制电平FC（K）。
在经过预定时间ta之后，滑动控制部分进入步骤S197，并且按照所示公式用与正常滑动控制相同的方式设置目前的最后控制电平FC（K），当然在进入步骤S197后的第一循环中要减去第一校正值a（在步骤S195的情况下）或加上第一校正值a（在步骤S196的情况下）。
当在步骤S190确定标志F不为0并且同时确定μ确定标志F不为1时，即μ确定标志F为2（路面摩擦系数μ低）时，在步骤S198滑动控制部分确定在μ确定标志F变为0后是否经过了一个预定时间tb（图11）。直到预定时间tb结束对步骤S198中问题的回答都为否定，因而，滑动控制部分进入步骤S200。
在步骤S200，为了更多地抑制滑动并改善加速性能，按照所示的公式通过加上一个第二校正值b（例如，b=+2）来计算目前最后控制电平FC（K）。即，第二校正值b仅在预定时间tb才加入。
在经过预定时间tb后，滑动控制部分进入步骤S199，并且即使在进入步骤S199后在第一循环中要减去第二校正值，打滑控制部分也用与正常滑动控制相同的方式按照所示的公式设置目前最后控制电平FC（K）。
在图2所示的步骤S10，滑动控制部分输出控制信号给发动机控制部分。控制信号包括使发动机控制部分延迟点火时间的、和使发动机控制部分实现切断燃油的信号。
将点火时间延迟一个根据控制电平FC、按图12所示的图确定的量。在高的发动机转速范围内，根据图13所示的图来限制点火时间的最大延迟量。
根据控制电平FC通过选择表8（燃油切断表）中所示的编号1至编号12样品之一来实现燃油切断。随着控制电平FC变高，选择更大的样品编号。在表8中，“X”表示切断来自喷油器的燃料喷射。在图14所示的每个控制电平FC确定的发动机转速范围内，禁止切断燃油。
表8
样品编号 喷油器号 注解
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
0 无燃油切断
1 X 1／2次C/L切断
2 X X 一次C/L切断
3 X X X
4 X X X X 两次C/L切断
5 X X X X X
6 X X X X X X 三次C/L切断（一组）
7 X X X X X X X
8 X X X X X X X X 四次C/L切断
9 X X X X X X X X X
10 X X X X X X X X X X 五次C/L切断
11 X X X X X X X X X X X
12 X X X X X X X X X X X X 全C/L切断
将滑动控制系统的操作概括如下。如图11中时间图所示，当开始上坡或正在上坡期间，滑动控制抑制发动机输出，并且发动机转速N低于一个预定值（2500rpm或2800rpm）时，发动机可能失速，或加速性能可能大大变坏，尤其是在车辆有手动传动装置时更是如此。
在本实施例中，为了防止发动机失速和改进加速性能，通过滑动控制期间发动机转速的状态确定路面摩擦系数μ并按由路面摩擦系数μ设定的μ确定标志F设置最后控制电平FC（K）。
即，当由于在低发动机转速范围内的滑动控制使发动机转速N趋于减小时，确定路面摩擦系数μ为高，并置μ确定标志F为1，滑动控制被中断并且发动机输出增加，从而防止发动机失速。
当发动机转速N响应于滑动控制的中断从发动机转速N最小时对应的时间B1开始增加并且从最小发动机转速Nm增加了预定值α（=200rpm）时，将μ确定标志F复位为0以恢复滑动控制。然而即使当μ确定标志F为1时，仍连续计算最终控制电平FC（K），并将计算的最后控制电平FC（K）存储起来，并根据存储的最后控制电平FC（K-1）设置恢复时的最终控制电平FC（K）（在预定时间ta内加上第一校正值或减去第一校正值），从恢复滑动控制开始用高的控制电平能有效抑制车轮打滑，从而有效地改善加速性能。
另一方面，当发动机转速N的增加速率在发动机转速减为最小的时刻B2之后增加到一个预定值C（在时刻P）时，确定路面的摩擦系数μ为低，并置μ确定标志F为2以恢复滑动控制。当滑动控制恢复时，根据存储的最后控制电平FC（K-1）设置最后控制电平FC（K）（在预定时间tb内要加上第二校正值），从恢复滑动控制开始用高的控制电平能更有效地抑制车轮打滑，从而有效地改善了可驱动性和加速性能。
当车辆在开始上坡时向前行驶之前稍有后退时，将预定的发动机转速增加到2800rpm，并且在同时当发动机转速N从最小发动机速度Nm开始增加了预定值β（＝300rpm）时，使μ确定标志F复位为0，（预定值β比α大），从而进一步加强了防止发动机失速和改善加速性能的功能。
由于发动机随着斜坡的坡度的增加、车辆负载的增多、高度的增加、以及发动机冷却液温度变低更容易失速，所以预定发动机速度（2500rpm或2800rpm）最好能改变，第一校正值a沿能增加发动机输出的方向改变，和/或第二校正值沿按照这些因数能更多地抑制车轮打滑的方向改变。
进一步地如图15所示，将确定滑动控制是否开始的阈值sh设置得相当高，并且即使主动轮的轮速由于外力等而增加，只要轮速不超过阈值sh就不起动滑动控制。当主动轮的轮速超过阈值sh，将滑动标志SFL置1，并且当还没有使用制动器时，控制标志CFL和第一次滑动控制标志STEL都置1，并且起动滑动控制。
当确定在转变期间汽车转向不足的趋势很高时，根据基于转向角的转动半径Ri计算车辆的横向加速度G。由于基于转向角的转动半径Ri小于实际转动半径Rr，根据基于转向角的转动半径Ri计算的车辆横向加速度G变得较大，并且较正值K变得较小，这将导致确定滑动控制是否起动的一个相当低的阈值sh。所以，要较早地起动滑动控制，并要较早地抑制主动轮的驱动转矩，从而能防止汽车的转向不足倾向变得过大。
另一方面，当转向不足倾向相当低时，根据实际转动半径Rr计算车辆的横向加速度G。因此要精确地校正确定滑动控制是否起动的阈值sh和目标控制值T，以适合于实际的横向加速度。
本发明也能用于有自动传动装置的车辆。

Claims (19)

1、一种车辆滑动控制系统，包括一个实现牵引控制的牵引控制装置，在所述牵引控制装置中探测车辆主动轮相对于路面的滑动量并用一个预定的控制变量控制发动机的输出，以使得主动轮的滑动量集中在一个目标值上，其特征在于包括。
一个确定路面的摩擦系数μ为高的第一确定装置，
一个限制装置，当第一确定装置确定路面的摩擦系数μ为高时，并且发动机速度不高于预定值时，同时正进行牵引控制，它限制所述牵引控制的控制变量，以及
一个限制解除装置，当发动机速度从最小发动机速度增加预定值时它解除对控制变量的限制，由于在限制控制变量之前牵引控制的结果，发动机速度下降到该最小发动机速度。
2、如权利要求1所述的滑动控制系统，其特征在于当由于牵引控制的结果使发动机速度趋于下降时所述第一确定装置确定路面摩擦系数μ为高。
3、如权利要求1所述的滑动控制系统，其特征在于其中所述牵引控制装置在中断牵引控制期间连续计算控制变量，并且一旦解除对控制变量的限制时，以最后控制变量来恢复牵引控制。
4、如权利要求1所述的滑动控制系统，其特征在于进一步包括一个确定当由于限制装置限制控制变量的结果使发动机速度增加速率高于一个预定值时的路面摩擦系数μ为低的第二确定装置，以及一个禁止装置，禁止装置在第二确定装置确定路面摩擦系数μ为低之后禁止第一确定装置确定路面摩擦系数μ为高，直到目前的牵引控制结束。
5、如权利要求1所述的滑动控制系统，其特征在于其中所述的车辆有手动传动装置。
6、一种车辆滑动控制系统，包括一个实现牵引控制的牵引控制装置，在所述牵引控制装置中探测车辆主动轮相对于路面的滑动量并用一个具有预定变量控制发动机输出，以使得主动轮的滑动量集中在一个目标值上，其特征在于包括：
一个后退探测装置，它探测车辆在开始驶向上坡之前的一度后退，以及
一个第一限制装置，当后退探测装置探测到车辆在开始驶向上坡之前曾后退时它限制所述牵引控制的控制变量。
7、如权利要求6所述的滑动控制系统，其特征在于其中设有一个确定装置，当发动机转速由于在上坡的起始时牵引控制的结果而下降时，它确定路面的摩擦系数μ为高，所述的第一限制装置仅当后退探测装置探测到车辆在开始运行上坡起始之前曾后退时才限制所述牵引控制的控制变量，并且在同时确定装置确定路面摩擦系数μ为高。
8、如权利要求7所述的滑动控制系统，其特征在于进一步包括一个当所述的确定装置确定路面的摩擦系数μ为高而发动机速度不比预定的发动机速度高时限制牵引控制的控制变量的第二限制装置。
9、如权利要求8所述的滑动控制系统，其特征在于其中所述预定发动机速度在通过第一限制装置进行控制变量限制之后将上升。
10、如权利要求8所述的滑动控制系统，其特征在于进一步包括一个限制解除装置，当由于第二限制装置限制控制变量的结果使发动机速度从最小发动机速度增加一个预定值时，限制解除装置解除通过第二限制装置产生的对控制变量的限制，在限制控制变量之前由于牵引控制而使生的发动机速度下降到该最小发动机速度。
11、如权利要求10所述的滑动控制系统，其特征在于其中与不进行用第一限制装置对控制变量进行限制相比，在进行用第一限制装置对控制变量进行限制之后延迟解除通过第二限制装置进行的限制。
12、如权利要求11所述的滑动控制系统，其特征在于还包括一个校正装置，校正装置在限制解除装置解除了通过第二限制装置对控制变量进行的限制后使牵引控制的控制变量减小。
13、如权利要求6所述的滑动控制系统，其特征在于其中所述车辆有手动传动装置。
14、一种车辆滑动控制系统，包括一个实现牵引控制的牵引控制装置，在所述牵引控制装置中探测车辆主动轮相对于路面的滑动量，并通过一个预定控制变量控制发动机的输出，以使得主动轮的滑动量集中在一个目标值上，其特征在于包括：
一个确定路面摩擦系数μ是高还是低的摩擦系数确定装置，
一个限制装置，限制装置当摩擦系数确定装置确定路面的摩擦系数μ为高比当摩擦系数确定装置确定路面的摩擦系数μ为低时更多地限制所述牵引控制的控制变量，以及一个禁止摩擦系数确定装置在测定路面摩擦系数μ为低之后确定路面摩擦系数μ为高，直到当前的牵引控制终止的禁止装置。
15、如权利要求14所述的滑动控制系统，其特征在于进一步包括一个在限制装置的限制解除之后的一个第一预定周期内使牵引控制的控制变量增加一个第一校正值的第一校正装置，以及一个在所述摩擦系数确定装置确定路面摩擦系数μ为低的时间之后的一个第二预定周期内使牵引控制的控制变量增加一个第二校正值的第二校正装置。
16、如权利要求15所述的滑动控制系统，其特征在于所述的第二校正值比第一校正值大。
17、如权利要求14所述的滑动控制系统，其特征在于所述摩擦系数确定装置当发动机速度由于在上坡运行期间牵引控制的结果而趋于下降时确定路面摩擦系数μ为高，并且当由于在上坡运行期间牵引控制的结果发动机速度增加速率不低于预定值时确定路面摩擦系数μ为低。
18、如权利要求14所述的滑动控制系统，其特征在于所述限制装置当发动机速度从由于限制控制变量前的牵引控制结果下降到的最小速度增加一个预定值时解除对控制变量的限制。
19、如权利要求14所述的滑动控制系统，其特征在于所述车辆有手动传动装置。
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