CN1678473A - 原动机的控制装置及原动机的控制方法 - Google Patents

原动机的控制装置及原动机的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种原动机的控制装置及原动机的控制方法。在可以向与驱动轮连接的驱动轴输出扭矩的电机的旋转轴的角加速度α上升而在驱动轮上发生滑动时，使用从具有角加速度α越大则扭矩上限值Tmax越小的关系的图表导出的扭矩上限值Tmax，来限制向驱动轴输出的扭矩。然后，在通过滑动的收敛使得角加速度α经过负的峰值而零交叉时的定时使扭矩限制恢复。如此，由于可以使角加速度的作用方向和使被限制的扭矩恢复时使扭矩作用的方向一致，从而可在抑制驱动轴的扭转振动的同时抑制伴随着驱动轴的扭转的振动。

Description

原动机的控制装置及原动机的控制方法
技术领域
本发明涉及原动机的控制装置及原动机的控制方法，具体地，涉及控制具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机的原动机的控制装置及原动机的控制方法。
背景技术
传统地，作为这种原动机的控制装置，提出了一种安装在车辆上的原动机的控制装置，其中，当通过来自作为原动机的例如电机(电动机)的扭矩的输出而导致驱动轮发生空转(滑转)时，对从电机向驱动轮输出的扭矩进行限制(例如参照特开2001-295676号公报)。在该装置中，当驱动轴的角加速度(角速度的时间变化率)超过规定的阈值时，检测出滑动，而当检测出滑动时判断为发生了滑动并使从电机输出的扭矩降低。然后，在发生的滑动收敛时使从电机输出的扭矩的限制恢复。
在这种装置中，在使扭矩的限制恢复时有时会伴随着电机的旋转轴的振动(驱动系统的振动)。在抑制驱动轮的滑动时，通常会伴随着角加速度的振动，而因使扭矩的限制恢复的定时不同还会使角加速度的振动进一步地增大。
发明内容
本发明的原动机的控制装置及原动机的控制方法的目的在于抑制伴随着滑动控制的驱动系统的振动。
本发明的原动机的控制装置及原动机的控制方法为了实现上述目的采取了以下技术方案。
本发明的第1种原动机的控制装置，为对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的控制装置，它具有：检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的角加速度检测部；当该检测的角加速度超过规定值上升时检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的滑动检测部；在该滑动检测部检测出滑动时，以抑制该滑动的方式限制输出扭矩而控制所述原动机的第1扭矩限制控制部；和在所述滑动朝向收敛的方向时的所述角加速度检测部检测出的角加速度的变化方向为上升方向的规定定时，使通过所述第1扭矩限制控制部限制的输出扭矩恢复而控制所述原动机的扭矩恢复控制部。
在本发明的第1种原动机的控制装置中，当驱动轴的角加速度超过规定值上升而检测出驱动轮的空转造成的滑动时，以抑制该检测出的滑动的方式限制向驱动轴输出的扭矩，在通过该扭矩限制而使得滑动朝向被抑制的方向的情况下，在角加速度的方向为上升方向的定时，使扭矩限制恢复。即，由于扭矩限制的恢复时作用于驱动轴上的扭矩的方向和作用于驱动轴上的角加速度的方向一致时进行扭矩限制的恢复，所以可以抑制使扭矩恢复时的轴的扭转并可抑制伴随着轴的扭转发生的驱动轴的振动。
在上述本发明的第1种原动机的控制装置中，所述规定定时可以是所述检测出的角加速度的值从负值向正值过渡时的定时。如此，可以有效地进行对驱动轴的振动的抑制。
此外，在本发明的第1种原动机的控制装置中，所述扭矩恢复控制部可以控制所述原动机，以使得在规定时间期间，使用比所述第1扭矩限制控制部使用的扭矩限制值更为缓和地进行限制的扭矩限制值，来使所述输出扭矩恢复。如此，可以更有效地进行对驱动轴的振动的抑制。
此外，在本发明的第1种原动机的控制装置中，可以具有：当在所述角加速度检测部检测出的角加速度超过所述规定值之后最初检测的负峰值的绝对值大于规定的阈值时，进行规定的扭矩限制、控制所述原动机的第2扭矩限制控制部。由于可以认为该情况下的角加速度的负峰值反映路面状态的变化，通过根据路面状态的变化在规定时间期间进行规定的扭矩限制，可以抑制伴随着路面状态的变化所发生的驱动轴的振动。在该方式的本发明的原动机的控制装置中，所述第2扭矩限制控制部，可使用根据所述负峰值的绝对值设定的扭矩限制值作为所述规定的扭矩限制，来控制所述原动机。进而，在这些本发明的第1种原动机的控制装置中，所述第2扭矩限制控制部可在规定时间期间内进行所述规定的扭矩限制。
或者，在本发明的第1种原动机的控制装置中，所述第1扭矩限制控制部可控制所述原动机，以使得扭矩的变化幅度在规定的许可范围内。如此，可降低由于滑动的发生而造成的向驱动轴输出的扭矩被限制时所产生的扭矩冲击。
本发明的第2种原动机的控制装置，是一种对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的控制装置，具有：检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的滑动检测部；在通过该滑动检测部检测出滑动时，根据该检测出的滑动的程度，来设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值的扭矩限制值设定部；当用该设定的限制值控制所述原动机而使得扭矩的变化幅度超出规定的许可范围时，对所述限制值进行修正以使该变化幅度落在该许可范围内的扭矩限制值修正部；和使用所述驱动轴的要求动力和所述设定的或所述修正的限制值控制所述原动机的扭矩限制控制部。
在本发明的第2种原动机的控制装置中，在检测出驱动轮的空转造成的滑动时，根据该检测出的滑动的程度，来设定向驱动轴输出的扭矩的限制值，当用该设定的限制值控制所述原动机而使得扭矩的变化幅度超出规定的许可范围时，对扭矩的限制值进行修正以使该变化幅度落在许可范围内，并使用驱动轴的要求动力和设定的或修正的限制值控制原动机。如此，由于基于发生的滑动的程度而设定的限制值被调整，以使原动机的扭矩的变化幅度落在许可范围内，所以可以降低根据滑动的发生而限制向驱动轴输出的扭矩(扭矩下降)时所产生的扭矩冲击。
在上述本发明的第2种原动机的控制装置中，还具备检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的角加速度检测部；所述滑动检测部在所述检测出的角加速度超过规定的阈值时检测出滑动；所述扭矩限制值设定部，在通过所述滑动检测部检测出滑动时，可根据通过所述角加速度检测部检测出的角加速度设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值。在该方式的本发明的第2种原动机的控制装置中，所述扭矩限制值设定部可以所述角加速度越大则越大地进行限制的倾向设定所述扭矩的限制值。
本发明的第1种原动机的控制方法，是对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的控制方法，具有：(a)检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的步骤；(b)当该检测的角加速度超过规定值上升时检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的步骤；(c)在检测出该滑动时，以抑制该滑动的方式限制输出扭矩而控制所述原动机的步骤；(d)在通过所述输出扭矩的限制所述滑动朝向收敛的方向的情况下，在所述步骤(a)检测出的角加速度的变化方向为上升方向的规定定时，使通过所述步骤(c)限制的输出扭矩恢复而控制所述原动机的步骤。
在本发明的第1种原动机的控制方法中，所述规定定时可以为所述检测出的角加速度的值从负值向正值过渡时的定时。
此外，在本发明的第1种原动机的控制方法中，所述步骤(d)可控制所述原动机，以使得在规定时间期间，使用比所述步骤(c)使用的扭矩限制值更为缓和地进行限制的扭矩限制值，使所述输出扭矩恢复。
或者，在本发明的第1种原动机的控制方法中，还具有：步骤(e)，即，当在所述步骤(a)检测出的角加速度超过所述规定值之后最初检测的负峰值的绝对值大于规定的阈值时，进行规定的扭矩限制而控制所述原动机。在该方式的本发明的第1种原动机的控制方法中，所述步骤(e)，使用根据所述负峰值的绝对值设定的扭矩限制值作为所述规定的扭矩限制，来控制所述原动机。进而，在这些方式的本发明的第1种原动机的控制方法中，所述步骤(e)在规定时间期间内进行所述规定的扭矩限制。
本发明的第2种原动机的控制方法，是对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的方法，具有：(a)检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的步骤；(b)在通过该步骤(a)测出滑动时，根据该检测出的滑动的程度，设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值的步骤；(c)当用该设定的限制值控制所述原动机而使得从该原动机输出的扭矩的变化幅度超出规定的许可范围时，对所述限制值进行修正以使该变化幅度落在该许可范围内的修正步骤；和(d)使用所述驱动轴的要求动力和所述设定的或所述修正的限制值控制所述原动机的步骤。
在本发明的第2种原动机的控制方法中，在所述步骤(a)之前，还具备：(e)检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的步骤；所述步骤(a)在通过所述步骤(e)检测出的角加速度超过规定的阈值时检测出滑动；所述步骤(b)，在通过所述步骤(a)检测出滑动时，根据通过所述步骤(e)检测出的角加速度设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值。
此外，除了上述原动机的控制装置和原动机的控制方法的方式以外，还可以为具有原动机和本发明的原动机的控制装置的车辆的方式。
附图说明
图1是概略地示出具有本发明的一实施例的原动机的控制装置20的汽车10的构成的构成图；
图2是示出由实施例的原动机的控制装置20的电子控制单元40所实行的电机驱动控制例程的一例的流程图；
图3是示出加速器开度Acc和车速V和电机要求扭矩Tm*的关系的图表(映射)；
图4是示出由实施例的原动机的控制装置20的电子控制单元40所实行的滑动状态判定处理例程的一例的流程图；
图5是示出角加速度α的时间变化情况的说明图；
图6是示出由实施例的原动机的控制装置20的电子控制单元40所实行的滑动发生时控制例程的一例的流程图；
图7是示出角加速度α和扭矩上限值Tmax的关系的图表；
图8是示出由实施例的原动机的控制装置20的电子控制单元40所实行的滑动收敛时控制例程的一例的流程图；
图9是示出由实施例的原动机的控制装置20的电子控制单元40所实行的扭矩限制量δ设定处理例程的一例的流程图；
图10是示出由实施例的原动机的控制装置20的电子控制单元40所实行的扭矩限制量δlock设定处理例程的一例的流程图；
图11是示出角加速度α的时间变化情况的说明图；
图12是示出角加速度α的负的峰值αpeak2的绝对值与扭矩限制量δlock的关系的图表；
图13是示出混合动力型汽车110的构成的大致结构图；
图14是示出混合动力型汽车210的构成的大致结构图；
图15是示出混合动力型汽车310的构成的大致结构图。
具体实施方式
下面，用实施例说明实施本发明的最佳方式。图1是概略地示出具有本发明的一实施例的原动机的控制装置20的汽车10的构成的构成图。实施例的原动机的控制装置20，如图所示，作为对利用从蓄电池16通过逆变器电路14供给的电力的、可向与电动汽车10的驱动轮18a、18b连接的驱动轴输出动力的电机12进行驱动控制的装置而构成，具有：检测电机12的旋转轴的旋转角θ的旋转角传感器22、检测汽车10的行驶速度的车速传感器24、检测驱动轮18a、18b(前轮)的车轮速度以及随驱动轮18a、18b从动地转动的从动轮19a、19b(后轮)的车轮速度的车轮速度传感器26a、26b、28a、28b、检测驾驶员的各种操作的各种传感器(例如，检测换档杆31的位置的换档位置传感器32、检测加速踏板33的踏下量(加速器开度)的加速踏板位置传感器34、检测制动踏板35的踏下量(制动器开度)的制动踏板位置传感器36等)、和控制装置全体的电子控制单元40。
电机12例如构成为作为电动机发挥功能的同时也可以作为发电机发挥功能的周知的同步发电电动机，逆变器电路14是由将来自蓄电池16的电力变换为适于电机12的驱动的电力的多个开关元件而构成的。由于这种电机12和逆变器电路14的构成是周知的，且不是本发明的核心所在，在此省略对其进行更详细的说明。
电子控制单元40作为以CPU42为中心的微处理器而构成，除CPU42以外还具有存储处理程序的ROM44、暂时存储数据的RAM46、和输入输出端口(未示出)。由旋转角传感器22所检测的电机12的旋转轴的旋转角θ、由车速传感器24所检测的汽车10的车速V、由车轮速度传感器26a、26b、28a、28b所检测的驱动轮18a、18b的车轮速度Vf1、Vf2和从动轮19a、19b的车轮速度Vr1、Vr2、由换档位置传感器32所检测的换档位置、由加速踏板位置传感器34所检测的加速器开度Acc、由制动踏板位置传感器36所检测的制动器开度等通过输入端口输入该电子控制单元40。此外，从电子控制单元40通过输出端口向驱动控制电机12的逆变器电路14的开关元件输出开关控制信号等。
下面说明如此构成的原动机的控制装置20的动作，特别是，说明汽车10的驱动轮18a、18b空转而滑动时的电机12的驱动控制。图2是示出由实施例的原动机的控制装置20的电子控制单元40所实行的电机驱动控制例程的一例的流程图。该例程每隔规定时间(例如每8msec)重复执行。
当执行电机驱动控制例程时，电子控制单元40的CPU42首先输入来自加速踏板位置传感器34的加速器开度Acc、来自车速传感器24的车速V、来自车轮速度传感器26a、26b、28a、28b的车轮速度Vf、Vr、基于旋转角传感器22的旋转角θ计算出来的电机转速Nm等(步骤S100)。在此，车轮速度Vf、Vr，在实施例中，采用通过车轮速度传感器26a、26b和车轮速度传感器28a、28b所分别检测的车轮速度Vf1、Vf2和车轮速度Vr1、Vr2的平均值。关于车速V，在实施例中，是采用通过车速传感器24所检测的，另外也可以从通过车轮速度传感器26a、26b、28a、28b所检测的车轮速度Vf1、Vf2、Vr1、Vr2计算出。
接着，根据输入的加速器开度Acc和车速V设定电机12的要求扭矩Tm*(步骤S102)。在实施例中，电机要求扭矩Tm*的设定为：预先求出加速器开度Acc和车速V和电机要求扭矩Tm*的关系并作为(要求扭矩设定)图表存储在ROM44中，当给出加速器开度Acc和车速V时，可以从该图表导出对应的电机要求扭矩Tm*。图3中示出了该图表的一例。
接着，根据在步骤S100输入的电机转速Nm计算角加速度α(步骤S104)。在此，角加速度α的计算在实施例中通过从当前例程中所输入的当前转速Nm减去前一次例程中所输入的前一次转速Nm(当前转速Nm-前一次转速Nm)来进行。而且，在转速Nm的单位以每1分钟的转速[rpm]表示时，在实施例中，由于本例程的执行时间间隔为8msec，所以角加速度α的单位成为[rpm/8msec]。当然，只要是可以作为旋转速度的时间变化率来表示，采用任意单位都是可以的。此外，作为角加速度α，为了减小其误差，也可以使用分别从当前的例程至以前多次(例如，3次)期间所计算的角加速度的平均值。
在如此计算角加速度α后，进行根据角加速度α来判定驱动轮18a、18b的滑动状态的处理(步骤S106)，进行与判定结果相对应的处理(步骤S110-S114)，即，当判定为未发生滑动时(后述的滑动发生标记F1和滑动收敛标记F2的值都为0)的着地行驶(グリツプ)时控制(步骤S110)、当判定为发生了滑动时(滑动发生标记F1的值为1而滑动收敛标记F2的值为0时)限制向驱动轴输出的扭矩的滑动发生时控制(步骤S112)、当判定为发生的滑动收敛时(滑动发生标记F1和滑动收敛标记F2的值都为1时)使向驱动轴输出的扭矩恢复的滑动收敛时控制(步骤S114)，从而结束本例程。
滑动状态的判定根据图4的滑动状态判定处理例程进行。当执行滑动状态判定处理例程时，电子控制单元40的CPU42判定由图2的例程的步骤S104所计算出的角加速度α是否超过可视为由于空转而发生滑动时的阈值αslip(步骤S120)。当判定为角加速度α超过阈值αslip时，判断为驱动轮18a、18b上发生了滑动，并为了限制向驱动轴输出扭矩而将表示滑动发生的滑动发生标记F1设定为值1(步骤S122)，结束本例程。另一方面，当判定为角加速度α未超过阈值αslip时，接着检查滑动发生标记F1的值是否为1(步骤S124)。当判定为滑动发生标记F1的值为1时，判定是否为角加速度α不为负值(大于或等于0)且前一例程的前一次角加速度α小于值0，即角加速度α的值是否从负值上升而横割(横穿)过零交叉点(步骤S126)。当判定的结果为肯定的判定时，判断为驱动轮18a、18b上发生的滑动收敛且使向驱动轴输出的扭矩恢复的定时是适当的，并将滑动收敛标记F2设定为值1(步骤S128)，结束本例程。
图5是示出角加速度α的时间变化情况的一例的说明图。如图5所示，当滑动发生时，通过向驱动轴输出的扭矩的限制，角加速度α随时间的经过而上升，并首先出现正的峰值，其后下降并出现负的峰值，然后再上升。此时，使向驱动轴输出的扭矩恢复的定时，如图所示，是当负的峰值出现之后角加速度α的值横割过零交叉点时的定时。这是为了通过使角加速度α作用于驱动轴上的方向和由从限制开始的恢复而作用于驱动轴上的扭矩方向完全一致，从而抑制轴的扭转振动。当步骤S126的判定为否定的判定时，判断为发生的滑动尚未收敛或者即使是正在收敛但是使向驱动轴输出的扭矩恢复的定时是不适当的，并直接结束本例程。当角加速度α未超过阈值αslip，且滑动发生标记F1值不为1时，将滑动发生标记F1和滑动收敛标记F2的值都设定为0(步骤S130)，从而结束本例程。以下，详细说明与如此设定的滑动发生标记F1和滑动收敛标记F2的值对应地进行的前述各控制。
着地行驶时控制为通常的电机12的驱动控制，通过根据电机要求扭矩Tm*对电机12进行驱动控制以从电机12输出与要求扭矩Tm*相称的扭矩来进行。
滑动发生时控制是在角加速度α由于滑动而上升时为使上升的角加速度α降低而对电机12进行的驱动控制，根据图6的滑动发生时控制例程进行。当执行该例程时，电子控制单元40的CPU42首先判定角加速度α是否超过峰值αpeak(步骤S140)，当判定为角加速度α超过了峰值αpeak时，进行将峰值αpeak的值更新设定为角加速度α的处理(步骤S142)。在此，峰值αpeak基本上为由于滑动造成角加速度α上升而为峰值时的角加速度的值，初始值设定为0。因此，在角加速度α上升而到达峰值之前的期间峰值αpeak依次更新为角加速度α的值，当角加速度α上升而到达峰值的时刻该角加速度α固定为该峰值αpeak。在如此设定峰值αpeak后，进行根据该峰值αpeak设定可由电机12输出的扭矩的上即扭矩上限值Tmax的处理(步骤S144)。该处理，在实施例中，通过使用图7所例示的图表来进行。图7是示出角加速度α和扭矩上限值Tmax的关系的图表。如图所示，在该图表中具有角加速度α越大则扭矩上限值Tmax设定得越小的特性。因此，角加速度α上升而峰值αpeak越大，即，滑动程度越大，则作为扭矩上限值Tmax设定为越小的值，从而由该值来限制从电机12输出的扭矩。
在设定了扭矩上限值Tmax后，进行电机要求扭矩Tm*是否超过所设定的扭矩上限值Tmax的判定(步骤S146)，当判定为电机要求扭矩Tm*超过扭矩上限值Tmax时，用扭矩上限值Tmax对电机要求扭矩Tm*进行限制(步骤S148)。此外，判定作为电机要求扭矩Tm*与前一次的例程中设定的前一次扭矩Tm*的偏差(Tm*-前一次Tm*)的扭矩的限制幅度(扭矩的变化幅度)是否在规定的许可范围内(步骤S150)，当判定为不在许可范围内时对电机要求扭矩Tm*进行调整以使其落在该许可范围内(步骤S152)。这样对电机要求扭矩Tm*进行调整，是为了降低对由于滑动的发生而造成的向驱动轴输出的扭矩进行较大的限制时所产生的扭矩冲击。接着，以扭矩Tm*作为目标扭矩，对电机12进行驱动控制以从电机12输出与目标扭矩Tm*相称的扭矩(步骤S154)，从而结束本例程。如此，在发生滑动时从电机12输出的扭矩被限制为用于抑制滑动的较低的扭矩(具体地，与图7的图表中的角加速度的峰值αpeak对应的扭矩上限值Tmax)，从而可以有效地抑制滑动。
滑动收敛时控制是：通过滑动发生时控制对扭矩的限制使角加速度α降低而滑动收敛时，为了使被限制的扭矩恢复而对电机12进行的驱动控制，根据图8的滑动收敛时控制例程进行。在执行该例程时，电子控制单元40的CPU42，首先，进行输入扭矩限制量δ(单位为与角加速度相同的单位[rpm/8msec])的处理(步骤S160)。
扭矩限制量δ是为使在上述滑动发生时控制中所设定的扭矩上限值Tmax增加、而从扭矩限制进行恢复时的恢复程度的设定时所用的参数，初始值设定为零。该扭矩限制量δ根据图9的扭矩限制量δ设定处理例程来设定。下面对图9的扭矩限制量δ设定处理例程的处理进行说明。在图4的滑动状态判定处理例程的步骤S122的处理中滑动发生标记F1从值0设定为值1时(即，角加速度α超过阈值αslip时)执行该例程。在该例程中，输入根据旋转角传感器22检测出的旋转角θ算出的电机转速Nm，并根据输入的电机转速Nm计算电机12的角加速度α，并从角加速度α超过阈值αslip时开始重复进行计算角加速度α的时间积分值αint的计算处理，直到角加速度α小于阈值αslip为止(步骤S190-S196)。角加速度α的时间积分值αint的计算在实施例中采用下式(1)进行。在此，Δt为重复执行步骤S190-S196的处理时的执行时间间隔，在实施例中调整为8msec。
αint←αint+(α-αslip)·Δt    (1)
然后，在角加速度α小于阈值αslip时，使步骤S190-S196计算的角加速度α的时间积分值αint与规定的系数k相乘来设定扭矩限制量δ(步骤S198)，结束本例程。而且，扭矩限制量δ的设定，具体地，也可以通过将扭矩限制量δ的值写入RAM46的规定区域来进行。
返回图8的例程，在步骤S160输入扭矩限制量δ后，输入解除扭矩限制量δ的解除要求(步骤S162)，进行判定是否有解除要求的处理(步骤S164)。该处理在本实施例中为：通过从本例程最初执行时经过规定的待机期间后所执行的未示出的扭矩限制量解除例程，设定解除量Δδ以使得每当经过规定期间时从零开始仅以一定的增加量增加。因此从图7的例程开始执行直到经过上述规定的待机期间不会进行扭矩限制量δ的解除。在判定结果为有解除要求时，进行从在步骤S160输入的扭矩限制量δ减去解除量Δδ来解除扭矩限制量δ的处理(步骤S166)，在判定为无解除要求时，不进行在步骤S160输入的扭矩限制量δ的解除。然后，根据扭矩限制量δ使用图7的图表设定可从电机12输出的扭矩的上限即扭矩上限值Tmax(步骤S168)。
然后，判定是否设定了扭矩限制量δlock[rpm/8msec](步骤S170)，当判定为已设定了时，与通过步骤S168的处理的设定无关地，根据扭矩限制量δlock使用图7的图表进行扭矩上限值Tmax的设定(步骤S172)。该扭矩限制量δlock是为了抑制，伴随着当滑动中的路面状态变化、即汽车10从低μ路面上滑动而移动至高μ路上时出现的角加速度α的负值侧的急剧的变化，而发生的驱动轴的振动而设定的参数。扭矩限制量δlock根据图10所例示的扭矩限制量δlock设定处理例程来设定。该例程在滑动发生标记F1的值被设定为1时执行。在该例程中，输入根据旋转角传感器22检测出的旋转角θ算出的电机转速Nm，当根据电机转速Nm计算的角加速度α达到负的峰值时，即，角加速度α的时间微分值从负过渡至正时，将此时的角加速度α设定为峰值αpeak2(步骤S200-S206)，判定峰值αpeak2的绝对值是否超过规定阈值αref(步骤S208)。
图11是示出路面状态发生变化时角加速度α的时间变化情况的说明图。在路面状态未发生变化时，通常如图5所示，驱动轮18a、18b的空转收敛时出现的负(值)侧的峰值在一定的范围内收敛，而在滑动中路面状态从低μ路面移动至高μ路面上时，角加速度α的负侧上急剧变化所产生的负侧的峰值超过一定的范围。因此，当作为角加速度α的变化出现的负侧的峰值αpeak2的绝对值超过规定阈值αref时，判定为路面状态发生了变化。
当峰值αpeak2的绝对值超过规定阈值αref时，根据该峰值αpeak2设定扭矩限制量δlock(步骤S200)，并在经过规定时间后(步骤S202)，进行解除所设定的扭矩限制量δlock的处理(步骤S204)，结束本例程。在实施例中，扭矩限制量δlock的设定为：预先求出峰值αpeak2的绝对值和扭矩限制量δlock的关系并作为图表存储在ROM44中，当给出峰值αpeak2的绝对值时，可以从该图表导出对应的扭矩限制量δlock。图12中示出了该图表的一例。如图12所示，峰值αpeak2的绝对值越大则扭矩限制量δlock被设定得越大。因为扭矩限制量δlock越大，则扭矩上限值Tmax被设定为越小的值(参照图7)，所以峰值αpeak2的绝对值越大则扭矩上限值Tmax被设定为越小的值。另外，之所以设定扭矩限制量δlock直到经过规定时间，是为了通过在该规定时间期间重复图8的例程，进行由扭矩限制量δlock的扭矩限制，从而有效地抑制伴随路面状态变化所产生的角加速度α的振动(驱动系统的振动)。因此，作为规定时间，可以通过实验来测量振动收敛所需时间，从而设定所测得的时间。图11中的实线表示进行通过扭矩限制量δlock的扭矩限制时角加速度α的时间变化，虚线表示未进行通过扭矩限制量δlock的扭矩限制时角加速度α的时间变化。而且，在实施例中，在经过规定时间后一次性地解除扭矩限制量δlock，但是也可以阶段性/逐渐地解除。
返回至图8的例程，在如上所述设定了扭矩上限值Tmax之后，判定电机要求扭矩Tm*是否超过设定的扭矩上限值Tmax(步骤S174)，当判定电机要求扭矩Tm*超过扭矩上限值Tmax时，用扭矩上限值Tmax来限制电机要求扭矩Tm*(步骤S176)。接着，将扭矩Tm*作为目标扭矩，对电机12进行驱动控制以从电机12输出与目标扭矩Tm*相称的扭矩(步骤S178)。其后，判定扭矩限制量δ1的值是否为小于等于0，即，扭矩限制量δ1是否被完全解除(步骤S180)，当判定为被完全解除时，将滑动发生标记F1和滑动收敛标记F2都重置为值0(步骤S182)，结束本例程。
根据上述实施例的原动机的控制装置20，由于驱动轮18a、18b的空转造成滑动时，在限制向驱动轴输出的扭矩的同时，在电机12的旋转轴的角加速度α达到负的峰值αpeak2后的零交叉点定时使扭矩的限制恢复。因此，由于可以使角加速度的作用方向和扭矩的作用方向一致，从而可在抑制轴的扭转振动的同时抑制角加速度α的振动。而且，当反映路面状态的变化的角加速度α的负的峰值αpeak的绝对值超过阈值αref时，与负的峰值αpeak2相对应地限制扭矩，所以可以抑制伴随着路面状态的变化的驱动轴的振动。
此外，根据实施例的原动机的控制装置20，在由于驱动轮18a、18b的空转造成滑动时，当限制向驱动轴输出的扭矩时扭矩的变化幅度脱离规定的许可范围时，可设定目标扭矩Tm*以使其落于该许可范围内，从而可以抑制由于通过伴随滑动的扭矩限制而造成过度的扭矩冲击(驱动轴的振动)的发生。
在实施例的原动机的控制装置20中，在电机12的旋转轴的角加速度α的零交叉点定时使扭矩的限制恢复，但是，也可以在角加速度的作用方向和扭矩的作用方向相同的定时，即加速度α达到负的峰值αpeak2后的上升过程中的任一定时使扭矩的限制恢复。
在实施例的原动机的控制装置20中，设定扭矩的变化幅度许可范围，并设定目标扭矩Tm*，以使得判定为滑动发生时对从电机12输出的扭矩进行限制时的扭矩的变化幅度落在许可范围内，但是也可以不设定许可范围来设定目标扭矩Tm*。
在实施例的原动机的控制装置20中，使用角加速度α的负的峰值αpeak2和图12所例示的图表来设定扭矩限制量δlock，使用所设定的扭矩限制量δlock和图7所例示的图表来导出扭矩上限值Tmax，从而进行扭矩限制，但是也可以从负的峰值αpeak2直接导出扭矩上限值Tmax来进行扭矩限制。
在实施例的原动机的控制装置20中，在限制向驱动轴输出的扭矩时或使其恢复时也可以进行平滑处理。如此，可以进一步提高抑制向驱动轴的振动的效果。
在实施例中，对具有可直接向与驱动轮18a、18b连接的驱动轴输出动力的、机械地连接的电机12的汽车10中的电机12的控制进行了说明，但是，只要是具有可直接向驱动轴输出动力的电动机的车辆，可以适用于任何结构的车辆。例如，可以适用于具有发动机、与发动机的输出轴连接的发电机、将来自发电机的发电电力进行充电的蓄电池、和与驱动轮连接的驱动轴机械地连接并接受来自蓄电池的电力的供给进行驱动的电机的所谓串联型的混合动力汽车。此外，如图13所示，也可以适用于具有发动机111、与发动机111连接的行星齿轮117、与行星齿轮117连接的可发电的电机113、与该行星齿轮117连接的同时可直接向与驱动轮连接的驱动轴输出动力并与驱动轴机械连接的电机112的所谓机械分配型混合动力汽车110；如图14所示，也可以适用于具备：具有与发动机211的输出轴连接的内转子213a和安装在与驱动轮218a、218b连接的驱动轴上的外转子213b并通过内转子213a和外转子213b的电磁作用而相对旋转的电机213、和可直接向驱动轴输出动力并与驱动轴机械连接的电机212的所谓电气分配型混合动力汽车210。或者，如图15所示，可以适用于具有：通过变速器314(无级变速器或有级自动变速器等)和与驱动轮318a、318b连接的驱动轴连接的发动机311、位于发动机311的后级并通过变速器314连接的电机312(或者与驱动轴直接连接的电机)的混合动力汽车310。此时，作为在驱动轮上发生滑动时的控制，根据扭矩的输出响应性等主要是控制与驱动轴机械连接的电机，来控制向驱动轴输出的扭矩，但是，也可以与该电机的控制相协调地控制其它电机或控制发动机来进行。
以上，用实施例说明了本发明的实施形态，但是本发明并不限于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然能以各种变形来实施。
产业上的实用性
本发明可以应用于汽车或列车等有关工业。

Claims (20)

1、一种对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的控制装置，具有：
检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的角加速度检测部；
当该检测的角加速度超过规定值上升时检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的滑动检测部；
在该滑动检测部检测出滑动时，以抑制该滑动的方式限制输出扭矩而控制所述原动机的第1扭矩限制控制部；和
在所述滑动朝向收敛的方向时的所述角加速度检测部检测出的角加速度的变化方向为上升方向的规定定时，使通过所述第1扭矩限制控制部限制的输出扭矩恢复而控制所述原动机的扭矩恢复控制部。
2、根据权利要求1所述的原动机的控制装置，其特征在于，所述规定定时为所述检测出的角加速度的值从负值向正值过渡时的定时。
3、根据权利要求1或2所述的原动机的控制装置，其特征在于，所述扭矩恢复控制部控制所述原动机，以使得在规定时间期间，使用比所述第1扭矩限制控制部使用的扭矩限制值更为缓和地进行限制的扭矩限制值，来使所述输出扭矩恢复。
4、根据权利要求1至3中任一项所述的原动机的控制装置，其特征在于，具有：当在所述角加速度检测部检测出的角加速度超过所述规定值之后最初检测的负峰值的绝对值大于规定的阈值时，进行规定的扭矩限制、控制所述原动机的第2扭矩限制控制部。
5、根据权利要求4所述的原动机的控制装置，其特征在于，所述第2扭矩限制控制部，使用根据所述负峰值的绝对值设定的扭矩限制值作为所述规定的扭矩限制，来控制所述原动机。
6、根据权利要求4或5所述的原动机的控制装置，其特征在于，所述第2扭矩限制控制部在规定时间期间内进行所述规定的扭矩限制。
7、根据权利要求1-6中任一项所述的原动机的控制装置，其特征在于，所述第1扭矩限制控制部控制所述原动机，以使得扭矩的变化幅度在规定的许可范围内。
8、一种对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的控制装置，具有：
检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的滑动检测部；
在通过该滑动检测部检测出滑动时，根据该检测出的滑动的程度，来设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值的扭矩限制值设定部；
当用该设定的限制值控制所述原动机而使得扭矩的变化幅度超出规定的许可范围时，对所述限制值进行修正以使该变化幅度落在该许可范围内的扭矩限制值修正部；和
使用所述驱动轴的要求动力和所述设定的或所述修正的限制值控制所述原动机的扭矩限制控制部。
9、根据权利要求8所述的原动机的控制装置，其特征在于，还具备检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的角加速度检测部，
所述滑动检测部在所述检测出的角加速度超过规定的阈值时检测出滑动，
所述扭矩限制值设定部，在通过所述滑动检测部检测出滑动时，根据通过所述角加速度检测部检测出的角加速度设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值。
10、根据权利要求9所述的原动机的控制装置，其特征在于，所述扭矩限制值设定部以所述角加速度越大则越大地进行限制的倾向设定所述扭矩的限制值。
11、一种车辆，其特征在于，具有原动机和权利要求1-10中任一项所述的原动机的控制装置。
12、一种对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的控制方法，具有：
(a)检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的步骤；
(b)当该检测的角加速度超过规定值上升时检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的步骤；
(c)在检测出该滑动时，以抑制该滑动的方式限制输出扭矩而控制所述原动机的步骤；
(d)在通过所述输出扭矩的限制所述滑动朝向收敛的方向的情况下、在所述步骤(a)检测出的角加速度的变化方向为上升方向的规定定时，使通过所述步骤(c)限制的输出扭矩恢复而控制所述原动机的步骤。
13、根据权利要求12所述的原动机的控制方法，其特征在于，所述规定定时为所述检测出的角加速度的值从负值向正值过渡时的定时。
14、根据权利要求12或13所述的原动机的控制方法，其特征在于，所述步骤(d)控制所述原动机，以使得在规定时间期间，使用比所述步骤(c)使用的扭矩限制值更为缓和地进行限制的扭矩限制值，使所述输出扭矩恢复。
15、根据权利要求12或14中任一项所述的原动机的控制方法，其特征在于，还具有：
(e)当在所述步骤(a)检测出的角加速度超过所述规定值之后最初检测的负峰值的绝对值大于规定的阈值时，进行规定的扭矩限制而控制所述原动机的步骤。
16、根据权利要求15所述的原动机的控制方法，其特征在于，所述步骤(e)，使用根据所述负峰值的绝对值设定的扭矩限制值作为所述规定的扭矩限制，来控制所述原动机。
17、根据权利要求15或16所述的原动机的控制方法，其特征在于，
所述步骤(e)在规定时间期间内进行所述规定的扭矩限制。
18、一种对具有可以向与驱动轮连接的驱动轴输出动力的原动机的车辆中的该原动机进行控制的原动机的方法，具有：
(a)检测出所述驱动轮的空转造成的滑动的步骤；
(b)在通过该步骤(a)测出滑动时，根据该检测出的滑动的程度，设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值的步骤；
(c)当用该设定的限制值控制所述原动机而使得扭矩的变化幅度超出规定的许可范围时，对所述限制值进行修正以使该变化幅度落在该许可范围内的修正步骤；和
(d)使用所述驱动轴的要求动力和所述设定的或所述修正的限制值控制所述原动机的步骤。
19、根据权利要求18所述的原动机的控制方法，其特征在于，在所述步骤(a)之前，还具备：
(e)检测所述驱动轴或所述原动机的旋转轴的角加速度的步骤，
所述步骤(a)在通过所述步骤(e)检测出的角加速度超过规定的阈值时检测出滑动，
所述步骤(b)，在通过所述步骤(a)检测出滑动时，根据通过所述步骤(e)检测出的角加速度设定向所述驱动轴输出的扭矩的限制值。
20、根据权利要求19所述的原动机的控制方法，其特征在于，所述步骤(b)以所述角加速度越大则越大地进行限制的倾向设定所述扭矩的限制值。
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