专利名称：滑动判定装置和滑动判定方法以及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种滑动判定装置和滑动判定方法以及车辆，更详细地说，涉及一种对驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆的滑动加以判定的滑动判定装置和滑动判定方法以及具有驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆。
背景技术：
以往，作为这种滑动判定装置，提出了一种根据车辆的驱动轮的旋转速度和从动轮的旋转速度，判定是否发生因驱动轮空转所致的滑动的方案(参照特开平7-112634号公报)。在这种装置中，驱动轮的旋转速度大于从动轮的旋转速度加上规定值的数值时，即，驱动轮的旋转速度与从动轮的旋转速度的旋转速度差大于规定值时，判定为发生滑动。
发明内容
在如此的滑动判定装置中，存在着对车辆的车速(车体速度)没有任何考虑而会误判定滑动的发生的场合。例如，车辆在较高速度下行驶时，由于在滑动判定之际，由于会受到包含在驱动轮的旋转速度或从动轮的旋转速度中的误差的较强影响，从而误判定滑动发生的场合较多。为此，依据如此滑动判定装置的判定结果而运转车辆时，反倒出现有损车辆的行驶稳定性的情况。
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，更少地发生滑动的误判定而进一步提高滑动的判定精度。此外，本发明的车辆的一个目的是减少滑动的误判定以确保车辆的行驶稳定性。
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，一种对驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆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，检测出所述车辆的车速的车速检测装置，和根据所述检测出的所述驱动轮的旋转速度与所述非驱动轮的旋转速度的旋转速度差和所述检测出的车速、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，根据驱动轮的旋转速度与非驱动轮的旋转速度的旋转速度差和车速，判定是否发生由驱动轮的空转引起的滑动。即，由于考虑车速来判定是否发生滑动，与不考虑车速的判定方式相比，能够进一步降低滑动的误判定，能够提高滑动的判定精度。
在本发明的如此滑动判定装置中，所述滑动判定单元可以为根据所述检测出的车速设定判定阈值，所述旋转速度差在该设定的判定阈值以上(包括其前的本数)时判定为发生滑动的装置。如此，能够使滑动的判定中使用的判定阈值成为更合适的数值。
在设定该判定阈值以判定滑动发生的形态的本发明的滑动判定装置中，所述滑动判定单元可以为以所述检测出的车速越高则越大的倾向设定所述判定阈值的装置。如此，能够将车辆在高速下行驶时的滑动误判定进一步降低。
另外，在设定该判定阈值以判定滑动发生的形态的本发明的滑动判定装置中，所述滑动判定单元可以为所述检测出的车速不足规定的车速时，将规定值作为所述判定阈值加以设定的装置。如此，能够将不足规定车速下行驶时的判定阈值设定为更合适的数值。
此外，在设定该判定阈值以判定滑动发生的形态的本发明的滑动判定装置中，所述滑动判定单元可以为根据所述检测出的车速设定第1值，并根据该设定的第1值和作为规定值的第2值设定所述判定阈值的装置。在该形态的本发明的滑动判定装置中，所述滑动判定单元可以为以所述检测出的车速越高则越大的倾向设定所述第1值的装置。如此，能够使车辆在高速下行驶时的滑动误判定进一步降低。在这些形态的本发明的滑动判定装置中，所述滑动判定单元可以为将所述第1值与所述第2值中较大一方设定为所述判定阈值的装置。
本发明的车辆为，一种驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆，其中，具有将驱动力向所述多个车轮的一部分输出的原动机；上述任一形式的本发明的滑动判定装置；和在由该滑动判定装置的滑动判定单元判定为发生滑动时，控制所述原动机以将向所述车轮的一部分输出的驱动力加以限制的控制装置。
在本发明的车辆中，由于具有上述任一形式的本发明的滑动判定装置，由该滑动判定装置判定为发生滑动时，在控制原动机以将向车轮的一部分输出的驱动力加以限制，更正确地判定滑动是否发生，能够更合适地限制向驱动轴输出的驱动力。结果，能够确保车辆的行驶稳定性能。在此，作为“原动机”最好为控制中的响应性快的电动机或发电电动机。
本发明的滑动判定方法为，一种对驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆的滑动加以判定的滑动判定方法，其中，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)检测出所述车辆的车速的步骤，和(c)根据所述检测出的所述驱动轮的旋转速度与所述非驱动轮的旋转速度的旋转速度差和所述检测出的车速，判定是否发生由所述驱动轮的空转引起的滑动的步骤。
在本发明的滑动判定方法中，根据驱动轮的旋转速度与非驱动轮的旋转速度的旋转速度差和车速，判定是否发生由驱动轮的空转引起的滑动。即，由于考虑车速来判定是否发生滑动，与不考虑车速的判定方式相比，能够进一步降低滑动的误判定，能够提高滑动的判定精度。
在本发明的如此滑动判定方法中，所述步骤(c)可以为根据所述检测出的车速设定判定阈值，当所述旋转速度差在该设定的判定阈值以上时，判定为发生滑动的步骤。如此，能够将滑动的判定中使用的判定阈值成为更合适的数值。
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进行的电机驱动控制例程的一例的流程图；图3为示出车速V与加速器踏板开度Acc、电机要求扭矩Tm*的关系的图表一例的说明图；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为示出车速V与临时滑动判定阈值Vreftmp的关系的图表一例的说明图；图6为车速V与滑动判定阈值Vref的关系的图表的一例的说明图；图7为示出变形例的车辆120的结构的大致结构图；图8为示出变形例的车辆220的结构的大致结构图；图9为示出变形例的车辆320的结构的大致结构图。
具体实施例方式
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向与驱动轮28a、28b连接的驱动轴26输出的电机22，检测出驱动轮28a、28b和非驱动轮29a、29b各自的车轮速度的车轮速度传感器34a、34b、36a、36b，检测出汽车20的车速的车速传感器48，以及根据车轮速度传感器34a、34b、36a、36b或车速传感器48的检测结果、判定是否发生驱动轮28a、，28b的空转所致的滑动，并控制车辆整体的电子控制单元50。
电机22例如由具有作为电动机功能并具有发电机功能的公知的同步发电电动机构成，逆变器电路23由将来自蓄电池24的电力变换为与电机22的驱动相适的电力的多个开关元件构成。如此电机22和逆变器电路23的结构是公知的，由于不是本发明的核心，省略对其详述。
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。将从检测出驱动轴26(电机22的旋转轴)的旋转角的旋转角传感器32来的旋转角θ、来自车速传感器48的车速V、来自车轮速度传感器34a、34b、36a、36b的驱动轮28a、28b的车轮速度Vf1、Vf2和非驱动轮29a、29b的车轮速度Vr1、Vr2、从检测出变速杆41的操作位置的变速(换档)位置传感器42来的变速位置、从检测出加速器踏板43的踩下量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的踩下量的制动踏板位置传感器46来的制动开度(行程)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通过输出端口向驱动控制电机22的逆变器电路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进行的电机驱动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。
在实施该例程时，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的加速踏板开废Acc及来自车速传感器48的车速V、由车轮速度传感器34a、34b、36a、36b检测出并被计算的车轮速度Vf、Vr等的处理(步骤S100)。在此，车轮速度Vf、Vr在实施例中，使用由各车轮速度传感器34a、34b及车轮速度36a、36b分别检测出的车轮速度Vf1、Vf2及车轮速度Vr1、Vr2的平均值。此外，对于车速V，在实施例中，使用由车速传感器48检测出的数值，但也可使用根据由车轮速度传感器34a、34b、36a、36b检测出的车轮速度Vf1、Vf2、Vr1、Vr2算出的数值，也可以使用根据由旋转角传感器32检测出的电机22的旋转轴的旋转角θ算出的数值，或者可以是将上述组合算出的数值。
接着，根据输入的加速踏板开度Acc和车速V，设定驱动轴26要求的要求扭矩Tm*(步骤S102)。在此，要求扭矩Tm*的设定在实施例中为将加速踏板开度Acc、车速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和车速V时，从图表导出相对应的要求扭矩Tm*。该图表的一例如图3所示。
接着，根据在步骤S100输入的车轮速度Vf和车轮速度Vr，计算车轮速度差ΔV(步骤S104)。在此，车轮速度差ΔV的计算在本实施例中，由驱动轮28a、28b的车轮速度Vf1、Vf2的平均值Vf减去非驱动轮29a、29b的车轮速度Vr1、Vr2的平均值Vr即(Vf-Vr)而获得。
接着，根据该车轮速度差ΔV，进行是否发生滑动的判定处理(步骤S106)。该判定处理根据图4的滑动判定处理例程进行。以下，对图4的滑动判定处理例程的处理进行说明。执行该例程时，首先，设定滑动判定阈值Vref(步骤S120)。在此，滑动判定阈值Vref的设定在实施例中，预先求出车速V与临时滑动判定阈值Vreftmp的关系，并作为图表记忆于ROM54中，在给予车速V时，从图表中导出相应的临时滑动判定阈值Vreftmp，将导出的临时滑动判定阈值Vreftmp与规定值k(例如，时速3km或3.5km、4km等)比较，将较大一方的数值设定为滑动判定阈值Vref。该图表的一例如图5所示，在该图表中，正如图示，以车速V越高则临时滑动判定阈值Vreftmp越大的倾向(例如，相对车速V的增加有3.5％或4％或4.5％等的上升率)，赋予车速V与临时滑动判定阈值Vreftmp的关系。这是基于车速V越高，则驱动轮28a、28b的车轮速度Vf或非驱动轮29a、29b的车轮速度Vr所含有的误差对滑动判定的影响越大的原因。另外，规定值k为在规定车速以下时，考虑车轮速度Vf、Vr中包含的误差对滑动判定的影响而设定。如此，通过与车速V相应地，考虑车轮速度Vf、Vr中含有的误差对滑动判定的影响而设定滑动判定阈值Vref，可防止滑动的误判定。
然后，将在步骤S104中算出的车轮速度差ΔV与滑动判定阈值Vref比较(步骤S122)。结果，车轮速度差ΔV在判定阈值Vref以上时，判定为发生了滑动(步骤S124)，结束本例程。另外，在车轮速度差ΔV不足判定阈值Vref时，判定为没有发生滑动，保持该状态下直接结束本例程。
以上为图4的滑动判定处理例程的处理。返回图2的电机驱动控制例程的处理，通过上述的滑动判定处理例程，判定为发生了滑动时(步骤S108)，为了抑制所发生的滑动，对步骤S102中设定的要求扭矩Tm*进行限制(步骤S110)。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，驱动控制电机22，以向驱动轴26输出与由步骤S102设定的要求扭矩Tm*或由步骤S110限制的扭矩Tm*相适的扭矩(步骤S112)，结束本例程。电机22的驱动控制具体地为，通过开关控制逆变器电路23的开关元件而进行。
根据以上说明的实施例的汽车20，通过将作为由车轮速度传感器34a、34b、36a、36b检测出的驱动轮28a，28b的车轮速度Vf与非驱动轮29a，29b的车轮速度Vr的偏差的车轮速度差ΔV，与以由车速传感器48检测出的车速V越高则越大的倾向设定的滑动判定阈值Vref相比较，进行滑动的判定。即，进行滑动判定之际，由于考虑到车速V越高、则车轮速度Vf、Vr中包含的误差给予滑动判定的影响越大来设定滑动判定阈值Vref，与不考虑车速V的场合相比，能够进一步减少滑动的误判定。另外，由于更正确地进行滑动的判定而驱动控制电机22，能够确保汽车20的行驶稳定性能。
在实施例的汽车20中，是使用基于车速V的图5的图表，导出临时滑动判定阈值Vreftmp的同时，将导出的临时滑动判定阈值Vreftmp与规定值k相比较，将较大一方设定为滑动判定阈值Vref的，但也可根据车速V直接导出并设定滑动判定阈值Vref。根据车速V直接导出滑动判定阈值Vref之际使用的图表的一例如图6所示。另外，不用说，除了利用这些图表来设定滑动判定阈值Vref，也可以通过计算来设定滑动判定阈值Vref。
在实施例的汽车20中，正如图5的图表所例示的，是相对车速V的增加，设定直线增加的滑动判定阈值Vref的，但也可相对车速V，设定曲线增加的滑动判定阈值Vref，也可相对车速V的增加，设定阶梯状增加的滑动判定阈值Vref。另外，在实施例的汽车20中，是在规定车速以下，将滑动判定阈值Vref(规定值k)设定为一定数值(一律)，但也可以为，即使在规定车速以下，也可根据车速V改变滑动判定阈值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，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7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8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9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具体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。
权利要求
1.一种对驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆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，检测出所述车辆的车速的车速检测装置，和根据所述检测出的所述驱动轮的旋转速度与所述非驱动轮的旋转速度的旋转速度差和所述检测出的车速、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，所述滑动判定单元为根据所述检测出的车速设定判定阈值，所述旋转速度差在该设定的判定阈值以上时判定为发生滑动的装置。
3.按照权利要求2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检测出的车速越高则越大的倾向设定所述判定阈值的装置。
4.按照权利要求2所述的滑动判定装置，其特征在于，所述滑动判定单元为所述检测出的车速不足规定的车速时，将规定值作为所述判定阈值加以设定的装置。
5.按照权利要求2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检测出的车速设定第1值，并根据该设定的第1值和作为规定值的第2值设定所述判定阈值的装置。
6.按照权利要求5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检测出的车速越高则越大的倾向设定所述第1值的装置。
7.按照权利要求5所述的滑动判定装置，其特征在于，所述滑动判定单元为将所述第1值与所述第2值中较大一方设定为所述判定阈值的装置。
8.一种驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆，其特征在于，具有将驱动力向所述多个车轮的一部分输出的原动机；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，检测出所述车辆的车速的车速检测装置，和根据所述检测出的所述驱动轮的旋转速度与所述非驱动轮的旋转速度的旋转速度差和所述检测出的车速、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的滑动判定装置；和在由该滑动判定装置的滑动判定单元判定为发生滑动时，控制所述原动机以将向所述车轮的一部分输出的驱动力加以限制的控制装置。
9.按照权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述滑动判定装置的滑动判定单元为根据所述检测出的车速设定判定阈值，所述旋转速度差在该设定的判定阈值以上时判定为发生滑动的装置。
10.按照权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述滑动判定装置的所述滑动判定单元为根据所述检测出的车速设定第1值的同时，根据该设定的第1值和作为规定值的第2值来设定所述判定阈值的装置。
11.按照权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述原动机为电动机。
12.一种对驱动多个车轮的一部分而行驶的车辆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)检测出所述车辆的车速的步骤，和(c)根据所述检测出的所述驱动轮的旋转速度与所述非驱动轮的旋转速度的旋转速度差和所述检测出的车速，判定是否发生由所述驱动轮的空转引起的滑动的步骤。
13.按照权利要求12所述的滑动判定方法，其特征在于，所述步骤(c)为根据所述检测出的车速设定判定阈值，当所述旋转速度差在该设定的判定阈值以上时，判定为发生滑动的步骤。
全文摘要
本发明涉及一种滑动判定装置及滑动判定方法和汽车。本发明的目的在于进一步降低滑动的误判定。通过将由车轮速度传感器34a、34b、36a、36b检测出的驱动轮28a、28b的车轮速度与非驱动轮29a、29b的车轮速度的偏差，同以由车速48检测出的车速越高则越大的倾向设定的滑动判定阈值相比较，来进行是否发生滑动的判定。由于考虑到车速V越高则由车轮速度传感器34a、34b、36a、36b检测出的各车轮速度中包含的误差给予滑动判定的影响越大，将滑动判定阈值设定地较大，能够进一步减少滑动的误判定。
文档编号G01P11/02GK1773217SQ20041008896
公开日2006年5月17日 申请日期2004年11月9日 优先权日2004年11月9日
发明者本美明 申请人:丰田自动车株式会社
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
