CN1773219A - 滑动判定装置和滑动判定方法以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种滑动判定装置。防止滑动的误判定。通过将由车轮速度传感器34a、34b直接检测出的驱动轮28a、28b的车轮速度，与基于由用在电机22的驱动控制中的高精度的解算装置32检测出的驱动轴26(电机22的旋转轴)的旋转位置θr而计算的驱动轮28a、28b的车轮速度相比较，监视车轮速度传感器34a、34b的检测误差。两个车轮速度没有处于容许范围内并且车轮速度传感器34a、34b的检测误差较大时，通过判定基于解算装置32的驱动轮28a、28b的车轮速度与由车轮速度传感器36a、36b检测出的非驱动轮29a、29b的车轮速度的偏差是否处于阈值以上，判定是否发生滑动。由此，即使在车轮速度传感器34a、34b的检测误差较大的情况下，也能够防止滑动的误判定。

Description

滑动判定装置和滑动判定方法以及车辆

技术领域

本发明涉及一种对因至少通过最终减速机向与多个车轮的一部分机械连接的驱动轴输出的动力而行驶的车辆中的滑动加以判定的滑动判定装置和滑动判定方法以及因至少通过最终减速机向与多个车轮的一部分机械连接的驱动轴输出的动力而行驶的车辆。

背景技术

以往，作为这种滑动判定装置，提出了一种根据由安装在驱动轮上的车轮速度传感器检测出的驱动轮的旋转速度和安装在从动轮(非驱动轮)上的车轮速度传感器检测出的从动轮的旋转速度，判定是否因驱动轮的空转产生了滑动的方案(例如参照特开平7-112634号公报)。在这种装置中，驱动轮的旋转速度比从动轮的旋转速度加上规定值α的数值大时，判定为发生了滑动。

发明内容

在如此的滑动判定装置中，因车轮速度传感器检测出的旋转速度中含有误差，存在着误判定滑动发生的场合。

本发明的滑动判定装置和滑动判定方法的一个目的是解决这些技术问题，防止发生滑动的误判定。此外，本发明的车辆的一个目的是更正确地检测出滑动，并通过针对其的对策确保车辆的行驶稳定性能。

本发明的滑动判定装置和滑动判定方法以及车辆为了实现上述目的的至少一个，采用了如下的技术方案。

本发明的滑动判定装置为，一种对因至少通过最终减速机向与多个车轮的一部分机械连接的驱动轴输出的动力而行驶的车辆中的滑动加以判定的滑动判定装置，其中，具有：检测出所述多个车轮中的驱动轮的旋转速度的驱动轮旋转速度检测装置，检测出所述多个车轮中的非驱动轮的旋转速度的非驱动轮旋转速度检测装置，检测出所述驱动轴的旋转速度的驱动轴旋转速度检测装置，根据所述检测出的驱动轴的旋转速度、计算所述驱动轮的旋转速度的驱动轮旋转速度计算装置，和根据所述检测出的驱动轮的旋转速度、所述检测出的非驱动轮的旋转速度和所述计算的驱动轮的旋转速度，判定是否发生由所述驱动轮的空转引起的滑动的滑动判定单元。

在本发明的滑动判定装置中，由驱动轮旋转速度检测装置检测出驱动轮的旋转速度的同时，由非驱动轮旋转速度检测装置检测出非驱动轮的旋转速度，由驱动轴旋转速度检测装置检测出至少通过最终减速机而与驱动轮机械连接的驱动轴的旋转速度、并根据该驱动轴的旋转速度计算驱动轮的旋转速度，根据检测出的驱动轮的旋转速度和检测出的非驱动轮的旋转速度和计算的驱动轮的旋转速度，判定是否发生因驱动轮的空转引起的滑动。因此，即使由驱动轮旋转速度检测装置检测出的驱动轮的旋转速度的误差而不能进行更正确的滑动判定时，由于可使用基于由驱动轴旋转速度检测装置检测出的驱动轴的旋转速度而计算的驱动轮的旋转速度，能够更可靠地防止滑动的误判定。

在本发明的如此的滑动判定装置中，所述驱动轴旋转速度检测装置可以为检测出所述车辆的车体速度的装置。

在本发明的滑动判定装置中，所述驱动轴旋转速度检测装置可以被设计为检测精度高于所述驱动轮旋转速度检测装置。另外，所述车辆可以为具有可向所述驱动轴输出动力的电动机的车辆，所述驱动轴旋转速度检测装置为了驱动控制所述电动机，兼作检测出该电动机的旋转位置的旋转位置检测装置。如此，使用为了驱动控制电动机用的较高精度的驱动轴旋转速度检测装置，能够更可靠地防止滑动的误判定。在此，“可向驱动轴输出动力的电动机”包含有除了将动力直接向驱动轴输出外的、将动力通过齿轮等机械传递部件而向驱动轴输出的装置。此时，所述驱动轴旋转速度检测装置可以为解算装置(レゾルバ)。

另外，在本发明的滑动判定装置中，所述滑动判定单元可以为：判定所述检测出的驱动轮的旋转速度与所述计算的驱动轮的旋转速度是否矛盾，判定为不矛盾时，根据所述检测出的驱动轮的旋转速度与所述检测出的非驱动轮的旋转速度的旋转速度差，判定是否发生所述的滑动，判定为矛盾时，根据所述计算的驱动轮的旋转速度与所述检测出的非驱动轮的旋转速度的旋转速度差，判定是否发生所述滑动的装置。如此，能够更可靠地防止滑动的误判定。另外，所述滑动判定单元可以为：以进行所述检测出的驱动轮的旋转速度与所述计算的驱动轮的旋转速度的偏差是否处于规定的容许范围内的判定，判定两个旋转速度是否矛盾的装置。此外，所述滑动判定单元可以为：根据所述车辆的车体速度设定判定阈值，同时，所述旋转速度差在该设定的判定阈值以上时，判定为发生了所述滑动的装置。如此，由于考虑了依存于车体速度的旋转速度差中含有的误差，能够更可靠地防止滑动的误判定。此时，所述滑动判定单元可以为以所述车辆的车体速度越高则越大的倾向设定所述判定阈值的装置。

另外，本发明除了上述的滑动判定装置的形式外，还可以是滑动判定方法的形式，或者由该滑动判定装置判定为发生滑动时，驱动控制原动机以将向驱动轴输出的驱动力加以限制的车辆的形式。作为车辆的形式时，原动机最好是控制中的输出响应性快的电动机或发电电动机。

附图说明

图1为示出本发明一实施例的汽车20的结构的大致结构图；

图2为示出由实施例的汽车20的电子控制单元50进行的驱动控制例程的一例的流程图；

图3为示出加速器踏板开度Acc与车体速度V、电机要求扭矩Tm^*的关系的图表的一例的说明图；

图4为示出由实施例的汽车20的电子控制单元50进行的滑动判定处理例程的一例的流程图；

图5为示出车体速度V与滑动判定阈值Vref的关系的图表；

图6为示出变形例的电动汽车120的结构的大致结构图；

图7为示出变形例的电动汽车220的结构的大致结构图；

图8为示出变形例的电动汽车320的结构的大致结构图。

具体实施方式

下面，对本发明的具体实施方式用实施例进行说明。图1为示出本发明一实施例的汽车20的结构的大致结构图。实施例的汽车20正如图示，作为两轮驱动的汽车结构，具有：使用来自蓄电池24的通过逆变器电路23供给的电力并可将动力经过差动齿轮27而向与驱动轮28a、28b机械连接的驱动轴26输出的电机22，检测出驱动轮28a、28b的车轮速度的车轮速度传感器34a、34b，和检测出非驱动轮29a、29b的车轮速度的车轮速度传感器36a、36b(例如，利用电磁拾波器(ピツケアツプ)的旋转传感器等)，作为检测出驱动轴26(电机22的旋转轴)的旋转位置θr的旋转位置检测传感器并且精度高于车轮速度传感器34a、34b、36a、36b的解算装置32，和控制车辆整体的电子控制单元50。

电机22例如由具有外表面粘贴有永久磁铁(磁体)的转子和卷绕有多相线圈的定子的PM型的同步发电电动机构成。另外，逆变器电路23由将来自蓄电池24的直流电力变换为多相电流并向电机22的各相线圈供给的多个开关元件构成。根据解算装置32检测出的旋转位置θr或安装于逆变器电路23上的未图示的电流传感器检测出的施加于电机22上的相电流等，电机22接受电子控制单元50进行的驱动控制。

电子控制单元50由以CPU52为中心的微处理器构成，在CPU52以外具有记忆处理程序的ROM54、暂时记忆数据的RAM56及未图示的输入输出端口。将来自旋转位置检测传感器32的旋转位置θr、来自车轮速度传感器34a、34b的车轮速度Vfr、Vf1、来自车轮速度传感器36a、36b的车轮速度Vrr、Vr1、和从检测出变速杆41的位置的变速(换档)位置传感器42来的变速位置SP、从检测出加速器踏板43的踩下状态的加速器踏板位置传感器44来的加速器踏板开度Acc、从检测出制动踏板45的踩下状态的制动踏板位置传感器46来的制动踏板位置BP等通过输入端口被输入到该电子控制单元50中。此外，由电子控制单元50通过输出端口向逆变器电路23的开关元件输出开关(转换)控制信号等。

对于如此结构的汽车20的动作、特别是判定是否发生因驱动轮28a、28b的空转所致的滑动并驱动控制电机22的动作进行说明。图2为由实施例的汽车20的电子控制单元50进行的运转控制例程的一例的流程图。该例程每一特定时间(例如每8msec)反复地进行。

在实施运转控制例程时，电子控制单元50的CPU52首先进行输入来自加速器踏板位置传感器44的加速踏板开度Acc及来自解算装置32的驱动轴26的旋转位置θr、来自车轮速度传感器34a、34b、36a、36b的各车轮的车轮速度Vfr、Vf1、Vrr、Vr1等的处理(步骤S100)。

接着，进行计算车体速度V(步骤S110)，并根据输入的加速踏板开度Acc和计算的车体速度V设定应从电机22输出的要求扭矩Tm^*的处理(步骤S120)。在此，车体速度V可根据输入的旋转位置θr计算，或者可根据各车轮的车轮速度Vfr、Vf1、Vrr、Vr1计算。另外，要求扭矩Tm^*的设定在实施例中为，将加速踏板开度Acc、车体速度V和要求扭矩Tm^*的关系预先求出并作为图表记忆在ROM54中，在给出加速踏板开度Acc和车体速度V时，从图表导出相对应的要求扭矩Tm^*来加以设定。该图表的一例如图3所示。

接着，进行判定是否发生因驱动轮28a、28b的空转引起的滑动的滑动判定处理(步骤S130)。该滑动判定处理由图4的滑动判定处理例程进行。执行滑动判定处理例程时，电子控制单元50的CPU52通过计算在图2的例程中从车轮速度传感器34a、34b输入的驱动轮28a、28b的各车轮速度Vfr、Vf1的平均值，同时，计算从车轮速度传感器36a、36b输入的非驱动轮29a、29b的各车轮速度Vrr、Vr1的平均值，分别计算驱动轮侧车轮速度Vf和非驱动轮侧车轮速度Vr(步骤S200)，对在图2的例程中输入的驱动轴26的旋转位置θr进行时间微分，同时乘以换算系数K(连接驱动轮28a、28b与驱动轴26的差动齿轮的齿轮比等)以计算驱动轮侧车轮速度Vf2(步骤S210)。

然后，对在步骤S200中计算的驱动轮侧车轮速度Vf与在步骤S210中计算出的驱动轮侧车轮速度Vf2，进行判定两者的偏差Vf-Vf2是否在规定的容许范围内的处理(步骤S220)。该处理在本实施例中，具体为，通过判定偏差Vf-Vf2是否在由预先设定的下限值(例如，-3.0km/h)和上限值(例如，+1.5km/h)确定的范围内。判定为偏差Vf-Vf2处于容许范围内时，判断为由车轮速度传感器34a、34b检测出的车轮速度Vfr、Vf1中含有的误差较小，并且通过将根据车轮速度传感器34a、34b的驱动轮车轮速度Vf减去非驱动轮侧车轮速度Vr，计算后述的滑动判定中使用的车轮速度差ΔV(步骤S230)，判定为偏差Vf-Vf2没有处于容许范围内时，判断为由车轮速度传感器34a、34b检测出的车轮速度Vfr、Vf1中含有的误差较大，则将根据高精度的解算装置32的驱动轮侧车轮速度Vf2减去非驱动轮侧车轮速度Vr，计算车轮速度差ΔV(步骤S240)。

计算车轮速度差ΔV后，根据在图2的例程中计算的车体速度V，设定滑动判定阈值Vref，判定车轮速度差ΔV是否在滑动判定阈值Vref以上(步骤S260)，判定为车轮速度差ΔV在滑动判定阈值Vref以上时，判定为发生了由驱动轮28a、28b的空转引起的滑动(步骤S270)，结束本例程。在此，滑动判定阈值Vref的设定在本实施例中，是将车体速度V与滑动判定阈值Vref的关系预先求出，并作为图表记忆于ROM54中，在给予车体速度V时，从图表中导出相对应的滑动判定阈值Vref而设定。该图表的一例由图5示出。在该图表中，正如图5所示，在规定车体速度以上情况下，将车体速度V越高则滑动判定阈值Vref就设定得越大的方式赋予车体速度V与临时滑动判定阈值Vref的关系。这是基于车体速度V越高，则车轮速度差ΔV中含有的误差给予滑动判定的影响就越大的原因。另外，在车轮速度差ΔV不足滑动判定阈值Vref时，判定为没有发生滑动，结束本例程。

返回图2的驱动控制例程，通过上述的滑动判定处理例程判定为发生了滑动时(步骤S140)，为了抑制所发生的滑动，对步骤S120中设定的要求扭矩Tm^*进行限制(步骤S150)。要求扭矩Tm^*的限制，例如可为从要求扭矩Tm^*中减去规定值，也可为从要求扭矩Tm^*中减去滑动的程度越大、即车轮速度差ΔV相对于滑动判定阈值Vref越大就越大的数值。此外，通过上述的滑动判定处理例程，判定为没有发生滑动时，不对要求扭矩Tm^*进行限制。

然后，进行驱动控制电机22，以从电机22输出与由步骤S120设定的要求扭矩Tm^*或由步骤S150限制的要求扭矩Tm^*相适的扭矩的处理(步骤S160)，结束本例程。电机22的驱动控制具体地为通过将开关控制信号向逆变器电路23的开关元件输出而进行。

根据以上说明的实施例的汽车20，在将由车轮速度传感器34a、34b检测出的驱动轮侧车轮速度Vf，与电机22的驱动控制中使用的、根据由比车轮速度传感器34a、34b的检测精度更高的解算装置32检测出的旋转位置θr而算出的驱动轮侧车轮速度Vf2相比较，在两个车轮速度Vf、Vf2间发生矛盾时，基于作为代替车轮速度传感器34a、34b而根据解算装置32的驱动轮侧车轮速度Vf2，与由车轮速度传感器36a、36b检测出的非驱动轮侧车轮速度Vr的偏差的车轮速度差ΔV，判定是否产生滑动。即，由于车轮速度传感器34a、34b中含有的误差较大时，用电机22的驱动控制中使用的高精度的解算装置32代替车轮速度传感器34a、34b来判定滑动，能够更可靠地防止滑动的误判定。并且，滑动的判定由于使用以车体速度V越高则越大地设定的滑动判定阈值Vref实现，能够有效地防止车体速度V较高时的滑动的误判定。

在实施例的汽车20中，是以车体速度V越高则越大的倾向设定滑动判定阈值Vref的，但从防止滑动误判定的效果考虑，并不限于车体速度V，可以采用效果稍差一些的，可将规定值作为滑动判定阈值Vref。

在实施例的汽车20中，是在判定驱动轮28a、28b中发生滑动时，限制从电机22输出的扭矩的，但也可除了如此扭矩的限制以外或者代替该扭矩的限制，对驾驶者进行特定的警告(例如警告灯的点亮或警告音的输出等)。

在实施例中，对适用于具有可将动力直接向与驱动轮28a、28b连接的驱动轴输出的、机械连接的电机22的汽车20进行了说明，但也可适用于只要是具有动力可向驱动轴输出的原动机的车辆。例如，可适用于具有发动机、与发动机的输出轴连接的发电机、使用来自发电机的发电电力向驱动轴输出动力的电机的、所谓串联型的混合动力汽车。另外，也可适用于图6所示的、具有发动机122、与发动机122连接的行星齿轮126、与行星齿轮126连接的可发电的电机124、同样与行星齿轮126连接的同时可将动力向与驱动轴28a、28b连接的驱动轴输出并与驱动轴机械连接的电机22的、所谓机械分配型的混合动力汽车120，也可适用于如图7所示的、具有电机224和可将动力向驱动轴输出并与驱动轴机械连接的电机22的所谓电气分配型的混合动力汽车220，其中，电机224带有与发动机222的输出轴连接的内转子224a和安装到与驱动轮28a、28b连接的驱动轴上的外转子224b，通过内转子224a和外转子224b的电磁作用而相对旋转。或者，也可适用于如图8所示的，具有通过变速器324(无级变速器或有级的自动变速器等)而与连接到驱动轮28a、28b上的驱动轴连接的电机22，和通过离合器CL而与电机22的旋转轴连接的发动机322的混合动力汽车320。此时，作为驱动轮中发生滑动时的控制，通过由控制中的输出响应性的快速等，主要控制与驱动轴机械连接的电机，来限制向驱动轴输出的扭矩，但也可以与该电机的控制相协调地控制其他电机或控制发动机。

以上，用实施例对本发明的实施形态进行了说明，但本发明并不限于这些实施例，不用说，在不脱离本发明的要旨的范围内，可采用各种形态实施。

Claims (12)

1、一种对因至少通过最终减速机向与多个车轮的一部分机械连接的驱动轴输出动力而行驶的车辆中的滑动加以判定的滑动判定装置，其特征在于，具有：

检测出所述多个车轮中的驱动轮的旋转速度的驱动轮旋转速度检测装置，

检测出所述多个车轮中的非驱动轮的旋转速度的非驱动轮旋转速度检测装置，

检测出所述驱动轴的旋转速度的驱动轴旋转速度检测装置，

根据所述检测出的驱动轴的旋转速度、计算所述驱动轮的旋转速度的驱动轮旋转速度计算装置，和

根据所述检测出的驱动轮的旋转速度、所述检测出的非驱动轮的旋转速度和所述计算的驱动轮的旋转速度，判定是否发生由所述驱动轮的空转引起的滑动的滑动判定单元。

2、按照权利要求1所述的滑动判定装置，其特征在于，所述驱动轴旋转速度检测装置为检测出所述车辆的车体速度的装置。

3、按照权利要求1所述的滑动判定装置，其特征在于，所述驱动轴旋转速度检测装置被设计为检测精度高于所述驱动轮旋转速度检测装置。

4、按照权利要求3所述的滑动判定装置，其特征在于，所述车辆为具有可向所述驱动轴输出动力的电动机的车辆，所述驱动轴旋转速度检测装置为了驱动控制所述电动机，兼作检测出该电动机的旋转位置的旋转位置检测装置。

5、按照权利要求4所述的滑动判定装置，其特征在于，所述驱动轴旋转速度检测装置为解算装置。

6、按照权利要求1～5中任一项所述的滑动判定装置，其特征在于，所述滑动判定单元为：判定所述检测出的驱动轮的旋转速度与所述计算的驱动轮的旋转速度是否矛盾，判定为不矛盾时，根据所述检测出的驱动轮的旋转速度与所述检测出的非驱动轮的旋转速度的旋转速度差，判定是否发生所述的滑动，判定为矛盾时，根据所述计算的驱动轮的旋转速度与所述检测出的非驱动轮的旋转速度的旋转速度差，判定是否发生所述滑动的装置。

7、按照权利要求6所述的滑动判定装置，其特征在于，所述滑动判定单元为：以进行所述检测出的驱动轮的旋转速度与所述计算的驱动轮的旋转速度的偏差是否处于规定的容许范围内的判定，判定两个旋转速度是否矛盾的装置。

8、按照权利要求6所述的滑动判定装置，其特征在于，所述滑动判定单元为：根据所述车辆的车体速度设定判定阈值，同时，所述旋转速度差在该设定的判定阈值以上时，判定为发生了所述滑动的装置。

9、按照权利要求8所述的滑动判定装置，其特征在于，所述滑动判定单元为：以所述车辆的车体速度越高则越大的倾向设定所述判定阈值的装置。

10、一种因至少通过最终减速机向与多个车轮的一部分机械连接的驱动轴输出动力而行驶的车辆，其特征在于，具有：

可将驱动力向所述驱动轴输出的原动机，

权利要求1所述的滑动判定装置，

在由该滑动判定装置的滑动判定单元判定为发生所述滑动时，控制所述原动机以对向所述驱动轴输出的驱动力加以限制的控制装置。

11、按照权利要求10所述的车辆，其特征在于，所述原动机为电动机。

12、一种对因至少通过最终减速机向与多个车轮的一部分机械连接的驱动轴输出动力而行驶的车辆中的滑动加以判定的滑动判定方法，其特征在于，具有：

(a)检测出所述多个车轮中的驱动轮的旋转速度和所述多个车轮中的非驱动轮的旋转速度的步骤，

(b)检测出所述驱动轴的旋转速度的步骤，

(c)根据所述检测出的驱动轴的旋转速度，计算所述驱动轮的旋转速度的步骤，

(d)根据所述检测出的驱动轮的旋转速度、所述检测出的非驱动轮的旋转速度和所述计算的驱动轮的旋转速度，判定是否发生由所述驱动轮的空转引起的滑动的步骤。

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