專利名稱：車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種車輛的控制設(shè)備，所述車輛上安裝有包括發(fā)動(dòng)機(jī)和自 動(dòng)變速器的動(dòng)力傳動(dòng)系。特別地，本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，利用 該控制設(shè)備可以輸出對(duì)應(yīng)于駕駛員的要求驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)力。
背景技術(shù)：
對(duì)于具有可以獨(dú)立于駕駛員的加速踏板操作控制發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的發(fā) 動(dòng)機(jī)和自動(dòng)變速器的車輛，可以應(yīng)用概念"驅(qū)動(dòng)力控制"。根據(jù)該概念， 例如基于駕駛員的加速踏板操作量和車輛的運(yùn)轉(zhuǎn)條件計(jì)算出的正負(fù)目標(biāo)驅(qū) 動(dòng)轉(zhuǎn)矩通過(guò)使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和自動(dòng)變速器的傳動(dòng)比而實(shí)現(xiàn)。諸如被稱作"驅(qū) 動(dòng)力要求型"和"驅(qū)動(dòng)力需求型"之類的控制方法也被歸到上述概念。在該驅(qū)動(dòng)力控制中，可以確定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩以容易地改變車輛的動(dòng)特 性。然而，加速/減速時(shí)(過(guò)渡響應(yīng)時(shí))，不僅是與自動(dòng)變速器的傳動(dòng)比相 對(duì)于時(shí)間的變化相關(guān)的慣性轉(zhuǎn)矩，而且與車輪速度相對(duì)于時(shí)間的變化相關(guān) 的慣性轉(zhuǎn)矩，都引起驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩偏離目標(biāo)值。因此，有必要修正轉(zhuǎn)矩。此外，在基于使用節(jié)氣門(mén)開(kāi)度和車速的變速脈語(yǔ)圖確定傳動(dòng)比應(yīng)當(dāng)如 何變化的情況下，產(chǎn)生以下問(wèn)題。如果車輛的驅(qū)動(dòng)源是發(fā)動(dòng)機(jī)，則產(chǎn)生的 轉(zhuǎn)矩隨著節(jié)氣門(mén)開(kāi)度的增加而增加。因此，在駕駛員操作車輛以增加要求 驅(qū)動(dòng)力的情況下，基本上可以通過(guò)增加節(jié)氣門(mén)開(kāi)度來(lái)增加驅(qū)動(dòng)力。然而， 產(chǎn)生的特性如下。當(dāng)節(jié)氣門(mén)打開(kāi)至某一開(kāi)度時(shí)，從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力飽 和，這意味著即使節(jié)氣門(mén)打開(kāi)至更大的開(kāi)度，驅(qū)動(dòng)力也只是改變很小的程 度(驅(qū)動(dòng)力沒(méi)有增加)(意味著特性不是線性的而是非線性的)。因此， 在從發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生相對(duì)大的驅(qū)動(dòng)力的狀態(tài)下，如果作出稍稍增加驅(qū)動(dòng)力的驅(qū)
動(dòng)力要求，則節(jié)氣門(mén)開(kāi)度改變很大的程度。因此，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度改變很大的 程度，從而傳動(dòng)比穿過(guò)變速脈鐠圖上的變速線而改變。在這種情況下，在 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之間存在偏離，并且因此不能實(shí)現(xiàn)駕駛員期望 的車輛行為。日本專利申請(qǐng)未審定公報(bào)No. 2002-087117公開(kāi)了一種驅(qū)動(dòng)力控制設(shè) 備，該控制設(shè)備使用通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)比的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力的穩(wěn) 態(tài)期望值以及驅(qū)動(dòng)力的過(guò)渡狀態(tài)期望值的控制樣式，因此可以獲得駕駛員 所要求的驅(qū)動(dòng)力并且可以顯著地改進(jìn)動(dòng)力性能和駕駛性。上述公報(bào)中公開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備(其具有包括發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器的動(dòng) 力傳動(dòng)系)包括用于檢測(cè)加速器的操作量的加速器操作量檢測(cè)裝置、用于 檢測(cè)車速的車速檢測(cè)裝置、用于基于檢測(cè)到的加速器操作量和檢測(cè)到的車 速計(jì)算靜態(tài)期望驅(qū)動(dòng)力的期望驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置、用于計(jì)算期望驅(qū)動(dòng)力變化模式的驅(qū)動(dòng)力模式計(jì)算裝置、用于基于期望驅(qū)動(dòng)力計(jì)算穩(wěn)態(tài)期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 矩值并且基于檢測(cè)到的加速器操作量和檢測(cè)到的車速計(jì)算穩(wěn)態(tài)期望傳動(dòng)比 的穩(wěn)態(tài)期望值計(jì)算裝置、用于基于期望驅(qū)動(dòng)力變化才莫式計(jì)算過(guò)渡狀態(tài)期望 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值和過(guò)渡狀態(tài)期望傳動(dòng)比的過(guò)渡狀態(tài)期望值計(jì)算裝置、用于實(shí) 現(xiàn)穩(wěn)態(tài)期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值及過(guò)渡狀態(tài)期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值的期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 實(shí)現(xiàn)裝置、以及用于實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)期望傳動(dòng)比及過(guò)渡狀態(tài)期望傳動(dòng)比的期望傳 動(dòng)比實(shí)現(xiàn)裝置。該驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備中，在車輛運(yùn)行時(shí)，期望驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置基于由加 速器操作量檢測(cè)裝置檢測(cè)到的加速器操作量和由車速檢測(cè)裝置檢測(cè)到的車 速計(jì)算靜態(tài)期望驅(qū)動(dòng)力，并且驅(qū)動(dòng)力模式計(jì)算裝置計(jì)算期望驅(qū)動(dòng)力變化模式。穩(wěn)態(tài)期望值計(jì)算裝置基于期望驅(qū)動(dòng)力計(jì)算穩(wěn)態(tài)期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值并基 于檢測(cè)到的加速器操作變量和檢測(cè)到的車輛狀態(tài)計(jì)算穩(wěn)態(tài)期望傳動(dòng)比，過(guò)渡狀態(tài)期望值計(jì)算裝置基于期望驅(qū)動(dòng)力變化模式計(jì)算過(guò)渡狀態(tài)期望發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)矩值和過(guò)渡狀態(tài)期望傳動(dòng)比。然后，期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)裝置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài) 期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值和過(guò)渡狀態(tài)期望發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩值，并且期望傳動(dòng)比實(shí)現(xiàn)裝 置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)期望傳動(dòng)比和過(guò)渡狀態(tài)期望傳動(dòng)比。換句話說(shuō)，由變速器的變
速延遲和轉(zhuǎn)速的變化產(chǎn)生的慣性轉(zhuǎn)矩不能完全由發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。相反地， 控制樣式設(shè)置成通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩和傳動(dòng)比的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)力的穩(wěn)態(tài)期 望值和驅(qū)動(dòng)力的過(guò)渡狀態(tài)期望值。因此，可以實(shí)現(xiàn)駕駛員所要求的驅(qū)動(dòng)力 并且可以顯著地改進(jìn)動(dòng)力性能和駕駛性。然而，日本專利申請(qǐng)未審定公報(bào)No. 2002-087117中7>開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力控制 設(shè)備基于由駕駛員操作確定的加速器操作量計(jì)算靜態(tài)期望驅(qū)動(dòng)力，并且基 于期望驅(qū)動(dòng)力變化模式與車輛各部件中產(chǎn)生的延遲計(jì)算過(guò)渡特性，從而確 定期望驅(qū)動(dòng)力。因此，關(guān)于該計(jì)算，駕駛員的操作和車輛各部件的特性(延 遲特性)是彼此相關(guān)的。因此，為了獲得駕駛員期望感覺(jué)到的加速感或減 速感，穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)車輛的加速度的過(guò)渡特性是不可缺少的。上述公報(bào)中公開(kāi)的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備不能解決以下問(wèn)題1)由于駕駛員的操作和車輛各部件的特性(延遲特性)彼此相關(guān)，基 于駕駛員的特性的適應(yīng)存在困難；以及2 )由于諸如車輛各部件的延遲特性之類的動(dòng)特性變化(過(guò)渡特性變化) 的顯著非線性，實(shí)現(xiàn)駕駛員所要求的期望驅(qū)動(dòng)力存在困難。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述問(wèn)題作出了本發(fā)明。本發(fā)明的目的是提供一種車輛的驅(qū) 動(dòng)力控制設(shè)備，該控制設(shè)備可以通過(guò)很容易的適應(yīng)而獲得駕駛員所期望的 能夠感覺(jué)到的驅(qū)動(dòng)力。力源的變速器的車輛的驅(qū)動(dòng)力。所述驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備包括基于駕駛員的 操作設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元；以及控制單元，所述控制單和所述變速器。所述控制單元包括補(bǔ)償所述動(dòng)力源的過(guò)渡特性的補(bǔ)償單元。 根據(jù)第一發(fā)明，分開(kāi)地設(shè)置有目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元和控制單元，所述 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元是基于與駕駛員的操作相關(guān)的駕駛員所期望的過(guò)渡特 性來(lái):^殳定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的功能塊，所述控制單元是基于所i殳定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力
來(lái)控制動(dòng)力源和變速器的功能塊?？刂茊卧ㄑa(bǔ)償單元，該補(bǔ)償單元起 補(bǔ)償動(dòng)力源的過(guò)渡特性從而在不受車輛碩/f牛特性影響的情況下才艮據(jù)輸入目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力產(chǎn)生駕駛員期望的車輛加速度的作用。分開(kāi)的功能塊分別實(shí)現(xiàn) 由目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元設(shè)定最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力從而獲得駕駛員期望的過(guò)渡特 性；以及由控制單元補(bǔ)償車輛的動(dòng)特性。以這種方式，可以作出很容易的 適應(yīng)，由此可以根據(jù)駕駛員的感覺(jué)和車輛需要的工作性能來(lái)設(shè)定最終目標(biāo) 驅(qū)動(dòng)力。此外，為了可以產(chǎn)生這樣的最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的過(guò)渡特性，補(bǔ)償單 元補(bǔ)償車輛的硬件特性。因此，可以產(chǎn)生期望的車輛加速度。從而，可以 提供一種車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其可以產(chǎn)生駕駛員期望感覺(jué)到的驅(qū)動(dòng)力。優(yōu)選地，所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元包括基于所述駕駛員的操作設(shè)定 目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的設(shè)定單元；以及過(guò)渡特性附加單元，所述過(guò)渡特性附加單元 通過(guò)將所述過(guò)渡特性附加至所述設(shè)定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力來(lái)設(shè)定最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng) 力，所述最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力被輸出至所述控制單元。根據(jù)本發(fā)明，例如通過(guò)使用由時(shí)間區(qū)域內(nèi)的響應(yīng)特性或時(shí)間區(qū)域內(nèi)的 傳遞函數(shù)(二次滯后+停滯時(shí)間(時(shí)滯，dead time))表示的過(guò)渡特性， 促進(jìn)了對(duì)駕駛員的感覺(jué)或車輛要求的工作性能的適應(yīng)。還優(yōu)選地，所述過(guò)渡特性附加單元通過(guò)使用時(shí)間區(qū)域內(nèi)的響應(yīng)特性和 時(shí)間區(qū)域內(nèi)的傳遞函數(shù)中至少一者，并且附加所述過(guò)渡特性，來(lái)設(shè)定所述 最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用由時(shí)間區(qū)域內(nèi)的響應(yīng)特性或時(shí)間區(qū)域內(nèi)的傳遞 函數(shù)(二次滯后+停滯時(shí)間)表示的過(guò)渡特性，促進(jìn)了對(duì)駕駛員的感覺(jué)或 車輛要求的工作性能的適應(yīng)。還優(yōu)選地，所述過(guò)渡特性附加單元通過(guò)基于駕駛員的感覺(jué)和車輛要求 的工作性能中至少一者調(diào)整所述過(guò)渡特性，并且附加所述調(diào)整的過(guò)渡特性， 來(lái)設(shè)定所述最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)本發(fā)明，可以促進(jìn)過(guò)渡特性對(duì)駕駛員的感覺(jué)(期望的平滑加速感， 期望的直接加速感)和工作性能(家用汽車的性能，運(yùn)動(dòng)汽車的性能)的 適應(yīng)。
還優(yōu)選地，所述補(bǔ)償單元通過(guò)使用相對(duì)于所述動(dòng)力源的輸出產(chǎn)生的所 述車輛的加速度的特性模型而產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明，采用以下特性模型，該特性模型使用作為動(dòng)力源的例子的發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置作為輸入，并且使用車輛的加速度G作為輸出。 因此，可以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償動(dòng)力源的過(guò)渡特性。還優(yōu)選地，所述補(bǔ)償單元通過(guò)使用表示所述特性^^莫型的傳遞函數(shù)的逆 函數(shù)而產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明，采用以下傳遞函數(shù)的逆函數(shù)，該傳遞函數(shù)^f吏用作為動(dòng)力 源的例子的發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置作為輸入，并且使用車輛的加速度G 作為。因此，可以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償動(dòng)力源的過(guò)渡特性。還優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備還包括檢測(cè)車輛工作信息的檢測(cè)單元； 以及調(diào)整單元，所述調(diào)整單元基于所述檢測(cè)到的車輛工作信息調(diào)整所述4卜 償單元。根據(jù)本發(fā)明，基于例如包括發(fā)動(dòng)機(jī)(其作為動(dòng)力源的例子)的速度、 變矩器的渦輪轉(zhuǎn)速、自動(dòng)變速器的輸出軸轉(zhuǎn)速以及車速的車輛工作信息， 補(bǔ)償單元通過(guò)改變補(bǔ)償單元的特性模型而被調(diào)整。因此，可以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償 動(dòng)力源的過(guò)渡特性。另一方面，基于如上所述的信息，可以預(yù)先為各工作 區(qū)域準(zhǔn)備特性模型或特性模型的傳遞函數(shù)，并且可以基于檢測(cè)到的車輛工 作狀態(tài)隨著工作區(qū)域的改變而改變特性模型或特性模型的傳遞函數(shù)。
圖1的框圖示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的控制設(shè)備的整個(gè)結(jié)構(gòu)。 圖2至圖4分別示出了過(guò)渡響應(yīng)的示例。
具體實(shí)施方式
參照附圖，下文中將說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在以下的說(shuō)明中，相同的 部件由相同的附圖標(biāo)記表示。它們的名稱和功能都相同。因此，將不再重 復(fù)其詳細(xì)說(shuō)明。
圖1示出了才艮據(jù)本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)力控制i殳備的控制框圖。該驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備通過(guò)由安裝在車輛上并包括ECU (電子控制單元)的CPU (中央 處理單元)執(zhí)行的程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖1所示，驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備最終輸出要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩至發(fā)動(dòng)機(jī)300 并且輸出要求檔位至ECT (電子控制的自動(dòng)變速器)400。注意ECT 400 可以是帶式CVT (無(wú)級(jí)變速器)。在這種情況下，輸出不是要求檔位而是 要求傳動(dòng)比。參照?qǐng)D1，下文中將詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備的結(jié)構(gòu)。注 意，在以下說(shuō)明的脈傳圖、傳遞函數(shù)、系數(shù)以及參數(shù)都是示例性的，本發(fā) 明并不受它們的限制。驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備包括駕駛員模型100和動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200。通過(guò) 包含在駕駛員模型100中的目標(biāo)過(guò)渡特性附加單元120,針對(duì)人的感覺(jué)而 不是針對(duì)車輛的硬件特性進(jìn)行協(xié)調(diào)。通過(guò)包含在動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200中 的特性補(bǔ)償器220，針對(duì)車輛的硬件特性而不是針對(duì)人的感覺(jué)進(jìn)行協(xié)調(diào)。 一個(gè)特征是人的感覺(jué)和車輛硬件特性是分別處理的。另一特征是便利了由 車輛的硬件特性的非線性產(chǎn)生的過(guò)渡特性的協(xié)調(diào)。關(guān)于驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備， 現(xiàn)在連同這些特征一起依次說(shuō)明駕駛員模型100和動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200。如圖1所示，駕駛員模型100包括目標(biāo)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算單元(靜特性) 110，以及基于從目標(biāo)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算單元(靜特性)IIO輸出的目標(biāo)驅(qū)動(dòng) 力來(lái)計(jì)算最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的目標(biāo)過(guò)渡特性負(fù)載計(jì)算單元120。目標(biāo)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算單元(靜特性)110基于脈譜圖來(lái)計(jì)算目標(biāo)驅(qū)動(dòng) 力，例如如圖1中的"基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)力脈鐠圖等"所示，該脈語(yǔ)圖以加速踏板 開(kāi)度作為參數(shù)通過(guò)車速來(lái)確定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力。換句話說(shuō)，目標(biāo)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)力計(jì) 算單元(靜特性)110根據(jù)由駕駛員的操作所確定的加速踏板開(kāi)度和此時(shí) 的車輛速度(車速)來(lái)計(jì)算目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力。目標(biāo)過(guò)渡特性負(fù)載計(jì)算單元120是如上所述的本發(fā)明的特性部件，其 針對(duì)人的感覺(jué)(獨(dú)立于車輛的硬件特性)執(zhí)行確定將提供何種過(guò)渡特性的 計(jì)算。例如如圖1中的"目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力過(guò)渡特性脈鐠圖等"所示，目標(biāo)過(guò)渡
特性負(fù)載計(jì)算單元120以時(shí)間序列方式或以傳遞函數(shù)(二次滯后+停滯時(shí) 間)的形式提供。如上所述由于目標(biāo)過(guò)渡特性負(fù)載計(jì)算單元120以時(shí)間序 列方式或以傳遞函數(shù)的形式提供，(在下文中說(shuō)明的特性補(bǔ)償器正常工作 的前提下，)可以調(diào)整"目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力過(guò)渡特性脈i普?qǐng)D"中的目標(biāo)響應(yīng)，以 相對(duì)于加速踏板位置協(xié)調(diào)(定制)車輛加速度特性(靜特性和動(dòng)特性)， 而不依賴于車輛的硬件特性。下文中，將給出在"目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力過(guò)渡特性脈 語(yǔ)圖等"以傳遞函數(shù)的形式提供的情況下的說(shuō)明。圖1所示的傳遞函數(shù)是由如上所述的二次滯后元素和停滯時(shí)間元素構(gòu) 成的例子。假設(shè)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的變化是階梯式的變化(例如在加速踏板以階 梯式的方式下壓的情況下)。于是，在時(shí)間區(qū)域中，傳遞函數(shù)提供二次滯 后系統(tǒng)的過(guò)渡響應(yīng)。在這方面，還可以理解相對(duì)于要求驅(qū)動(dòng)力提供了二次 滯后系統(tǒng)的過(guò)濾器。實(shí)際調(diào)整(協(xié)調(diào))的具體示例如下。上述傳遞函數(shù)的參數(shù)on和參數(shù)； 被協(xié)調(diào)。圖2示出了傳遞函數(shù)的階梯響應(yīng)的波形。當(dāng)參數(shù)；在0<;<1(欠 阻尼)范圍中時(shí)，產(chǎn)生超調(diào)，并且參數(shù)；越小，振動(dòng)越大。當(dāng)參數(shù)；大于l, 即；>1(過(guò)阻尼)時(shí)，不產(chǎn)生振動(dòng)，并且參數(shù)；越大，越逐漸接近目標(biāo)值。 當(dāng)參數(shù)；等于l,即；-l(臨界阻尼)時(shí)，在不產(chǎn)生振動(dòng)的情況下達(dá)到目 標(biāo)值。圖3示出了在0<;<1 (欠阻尼)的情況下的過(guò)調(diào)量①。如圖3所示， 在欠阻尼的情況下，在過(guò)調(diào)和欠調(diào)反復(fù)的情況下產(chǎn)生振動(dòng)。因此，實(shí)際上， 參數(shù)；不能設(shè)定在0<;<1 (欠阻尼)的范圍內(nèi)。于是，對(duì)于參數(shù)；，基于 以下原則進(jìn)行協(xié)調(diào)。在駕馬史員期望感受到平滑的加速度變化的情況下，或者在期望適于作 為車輛概念的家用汽車等的協(xié)調(diào)的情況下，參數(shù)；(>1)調(diào)整至較大值。 即，如同圖2中由；=2.0或；=4.0所實(shí)現(xiàn)的情況，實(shí)現(xiàn)逐漸的增加。相反地，在駕駛員期望感受到直接的加速度變化的情況下，或者在期 望適于作為車輛概念的運(yùn)動(dòng)汽車等的協(xié)調(diào)的情況下，參數(shù)；調(diào)整至盡可能 接近l而大于l的值，即在圖2中；=1.0的限制下接近l的值。如同由；-l.O所實(shí)現(xiàn)的情況，可以實(shí)現(xiàn)迅速的增加。接著，說(shuō)明參數(shù)on的協(xié)調(diào)。在圖4所示的二次滯后系統(tǒng)的階梯響應(yīng) 中，參數(shù)am影響在時(shí)刻t (2)延伸至拐點(diǎn)的響應(yīng)曲線的形狀。在參數(shù)； 為1的情況下，隨著參數(shù)(on的增大，上述響應(yīng)曲線的形狀立即變?yōu)橹本€。 隨著參數(shù)om的減小，響應(yīng)曲線的形狀逐漸變?yōu)橹本€(最初是帶圓度的)。 因此，基于以下原則協(xié)調(diào)參數(shù)on。在駕^J期望感受到平滑的加速度變化的情況下，或者在期望適于作 為車輛概念的家用汽車等的協(xié)調(diào)的情況下，參數(shù)con調(diào)整至較小。換句話 說(shuō)，實(shí)現(xiàn)圖4中接近拐點(diǎn)的帶圓度部分的逐漸增加。相反地，在駕駛員期望感受到直接的加速度變化的情況下，或者在期 望適于作為車輛概念的運(yùn)動(dòng)汽車等的協(xié)調(diào)的情況下，參數(shù)(on調(diào)整至較大。 換句話說(shuō)，實(shí)現(xiàn)在沒(méi)有圖4中接近拐點(diǎn)的帶圓度部分的情況下迅速地增加。這樣，在駕駛員期望感受到平滑的加速度變化的情況下，或者在期望 適于作為車輛概念的家用汽車等的協(xié)調(diào)的情況下，參數(shù)；(>1)調(diào)整至較 大而參數(shù)con調(diào)整至較小。在駕駛員期望感受到直接的加速度變化的情況 下，或者在期望適于作為車輛概念的運(yùn)動(dòng)汽車等的協(xié)調(diào)的情況下，參數(shù)； (>1)調(diào)整至盡可能接近l而參數(shù)con調(diào)整至較大。注意，這些參數(shù)和調(diào) 整參數(shù)的方法是示例性的，并且本發(fā)明并不受它們的限制。如上所述，通過(guò)使用如圖1所示的傳遞函數(shù)以提供目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力過(guò)渡特 性，設(shè)計(jì)者可以很容易地實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)，該協(xié)調(diào)可以容易地適應(yīng)駕駛員的感覺(jué) 或車輛的概念。因此，在下文中說(shuō)明的動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200的特性補(bǔ)償而駕駛員模型100與車輛的硬件特性無(wú)關(guān)，只能調(diào)整影響人的感覺(jué)而不影 響上述車輛的硬件特性的那些因素。動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200包括目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩&AT檔位計(jì)算單元210，計(jì)算要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的特性補(bǔ)償器220。特性補(bǔ)償器220補(bǔ)償作為車輛G (即車輛產(chǎn)生的加速度)的響應(yīng)并且取決于車輛的硬件特性的元素。
特性補(bǔ)償器220是本發(fā)明的特性部件，并且基于從發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度 位置至車輛加速度的傳遞函數(shù)的逆函數(shù)而設(shè)計(jì)，所述傳遞函數(shù)通過(guò)獨(dú)立于 人的感覺(jué)針對(duì)作為車輛的硬件特性并且具有尤其顯著的非線性的元素識(shí)別 實(shí)際車輛或詳細(xì)的仿真模型而確定的。這樣的結(jié)構(gòu)中，在不受車輛的硬件 特性顯著影響的同時(shí)，加速踏板位置-車輛加速度特性(靜特性，動(dòng)特性) 可以保持恒定。因此，結(jié)合如上所述的目標(biāo)過(guò)渡特性負(fù)載計(jì)算單元120, 可以為使用者提供非常滿意的加速度特性。此外，如圖1所示，特性補(bǔ)償器220設(shè)計(jì)為提供從目標(biāo)G (目標(biāo)發(fā)動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)矩)至實(shí)際G (要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩)的總傳遞函數(shù)G (s)(包括節(jié)氣門(mén) 開(kāi)度位置—車輛G的動(dòng)特性模型的逆函數(shù))作為"G(s) =1"。因此， 在高頻區(qū)域中(在加速踏板位置突然改變的情況下)，同樣可以維持滿意 的響應(yīng)。注意，節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置—車輛G的動(dòng)特性模型是基于發(fā)動(dòng)機(jī)、變 矩器以及車輛的動(dòng)特性模型而產(chǎn)生的。注意，關(guān)于總傳遞函數(shù)G(s)，工作區(qū)域可以分為多個(gè)區(qū)域并且例如 在每個(gè)區(qū)域中可以提供部分線性化，從而允許計(jì)算出節(jié)氣門(mén)開(kāi)度位置—車 輛G的動(dòng)特性模型的逆函數(shù)。此外，特性補(bǔ)償器220可以根據(jù)車輛工作狀 態(tài)信息(發(fā)動(dòng)機(jī)速度Ne、渦輪轉(zhuǎn)速Nt、輸出軸轉(zhuǎn)速No、車速)改變或切 換特性。因此，獲得了改變動(dòng)態(tài)特性模型本身的效果。如圖l所示，目標(biāo)過(guò)渡特性附加單元120設(shè)置在動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200 之前并且該動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200設(shè)置為與目標(biāo)過(guò)渡特性附加單元120分 開(kāi)的功能塊。目標(biāo)過(guò)渡特性附加單元120構(gòu)成為僅處理與人的感覺(jué)相關(guān)的 元素的功能塊，而動(dòng)力傳動(dòng)系管理器200構(gòu)成為僅處理取決于車輛的硬件 特性的元素。以這種方式，本實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備構(gòu)成為分別具有影響人的感 覺(jué)或與車輛的概念相關(guān)的感覺(jué)的功能塊(目標(biāo)過(guò)渡特性附加單元)和影響車輛的硬件特性的功能塊(特性補(bǔ)償器)。目標(biāo)過(guò)渡特性附加單元用設(shè)計(jì) 者就感覺(jué)而言很容易協(xié)調(diào)的傳遞函數(shù)，例如，二次滯后系統(tǒng)+停滯時(shí)間的 傳遞函數(shù)，來(lái)表示從目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力至最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的傳遞函數(shù)。因此，便 利了調(diào)節(jié)諸如例如從加速踏板的階梯式下壓開(kāi)始的上升特性之類的時(shí)間區(qū)域內(nèi)的過(guò)渡特性。特性補(bǔ)償器將包括節(jié)氣門(mén)開(kāi)度—車輛G的動(dòng)特性模型的 反函數(shù)的總傳遞函數(shù)G (s)定義為G (s) =1。因此，在消除了非線性的 同時(shí)，可以從目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算出要求發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。結(jié)果，^:計(jì)者可以 很容易執(zhí)行就人的感覺(jué)而言的協(xié)調(diào)并且不考慮具有非線性控制特性的車輛 的硬件特性可以補(bǔ)償硬件特性。應(yīng)當(dāng)理解，在此公開(kāi)的實(shí)施例在各方面是示意性的，而不是限制性的。 應(yīng)當(dāng)意識(shí)到本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定，而不是由以上的說(shuō)明書(shū)限定， 并且包括等同于權(quán)利要求的范圍和含意的所有修改。
權(quán)利要求
1.一種車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，所述車輛具有動(dòng)力源和連接至所述動(dòng)力源的變速器，所述驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備包括基于駕駛員的操作設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元；以及控制單元，所述控制單元基于從所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元輸出的所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力控制所述動(dòng)力源和所述變速器，其中所述控制單元包括補(bǔ)償所述動(dòng)力源的過(guò)渡特性的補(bǔ)償單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定單元包括基于所述駕駛員的操作設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的設(shè)定單元；以及 過(guò)渡特性附加單元，所述過(guò)渡特性附加單元通過(guò)將所述過(guò)渡特性附加 至所述設(shè)定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力來(lái)設(shè)定最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力，以及 所述最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力被輸出至所述控制單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述過(guò)渡特性附加單元通過(guò)使用時(shí)間區(qū)域內(nèi)的響應(yīng)特性和時(shí)間區(qū)域內(nèi)的傳遞函數(shù)中至少一者，并且附加所述過(guò)渡特性，來(lái)設(shè)定所述最終目標(biāo)驅(qū) 動(dòng)力。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述過(guò)渡特性附加單元通過(guò)基于駕駛員的感覺(jué)和車輛要求的工作性能中至少一者調(diào)整所述過(guò)渡特性，并且附加所述調(diào)整的過(guò)渡特性，來(lái)"&定所 述最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述補(bǔ)償單元通過(guò)使用相對(duì)于所述動(dòng)力源的輸出產(chǎn)生的所述車輛的加速度的特性模型而產(chǎn)生。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述補(bǔ)償單元通過(guò)使用表示所述特性模型的傳遞函數(shù)的逆函數(shù)而產(chǎn)
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所迷的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制"^殳備，還 包括檢測(cè)車輛工作信息的檢測(cè)單元；以及調(diào)整單元，所述調(diào)整單元基于所述檢測(cè)到的車輛工作信息調(diào)整所述補(bǔ) 償單元。
8. —種車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，所述車輛具有動(dòng)力源和連接至所述 動(dòng)力源的變速器，所述驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備包括用于基于駕駛員的操作設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定裝置；以及 控制裝置，所述控制裝置用于基于從所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定裝置輸出的 所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力控制所述動(dòng)力源和所述變速器，其中所述控制裝置包括用于補(bǔ)償所述動(dòng)力源的過(guò)渡特性的補(bǔ)償裝置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力設(shè)定裝置包括用于基于所述駕駛員的操作設(shè)定目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的裝置；以及 過(guò)渡特性附加裝置，所述過(guò)渡特性附加裝置用于通過(guò)將所述過(guò)渡特性 附加至所述設(shè)定的目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力來(lái)設(shè)定最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力，以及 所述最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力被輸出至所述控制裝置。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述過(guò)渡特性附加裝置包括用于通過(guò)使用時(shí)間區(qū)域內(nèi)的響應(yīng)特性和時(shí)間區(qū)域內(nèi)的傳遞函數(shù)中至少一者，并且附加所述過(guò)渡特性，來(lái)設(shè)定所述最 終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的裝置。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述過(guò)渡特性附加裝置包括用于通過(guò)基于駕-使員的感覺(jué)和車輛要求的工作性能中至少一者調(diào)整所迷過(guò)渡特性，并且附加所述調(diào)整的過(guò)渡特性， 來(lái)設(shè)定所述最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的裝置。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述補(bǔ)償裝置通過(guò)使用相對(duì)于所述動(dòng)力源的輸出產(chǎn)生的所述車輛的加速度的特性模型而產(chǎn)生。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備，其中 所述補(bǔ)償裝置通過(guò)使用表示所述特性模型的傳遞函數(shù)的逆函數(shù)而產(chǎn)生。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8至13中任一項(xiàng)所述的車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備， 還包括用于檢測(cè)車輛工作信息的裝置；以及用于基于所述檢測(cè)到的車輛工作信息調(diào)整所述補(bǔ)償裝置的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種車輛的驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備。該驅(qū)動(dòng)力控制設(shè)備包括駕駛員模型(100)和動(dòng)力傳動(dòng)系管理器(200)，駕駛員模型是用于調(diào)節(jié)與人的感覺(jué)相關(guān)的特性的功能塊，動(dòng)力傳動(dòng)系管理器是用于調(diào)節(jié)車輛的硬件特性的功能塊。駕駛員模型(100)包括用于通過(guò)使用基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)力脈譜圖等從加速器開(kāi)度計(jì)算目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的目標(biāo)基礎(chǔ)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算部(靜特性)(110)，以及通過(guò)使用由傳遞函數(shù)表示的過(guò)渡特性從該目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力計(jì)算最終目標(biāo)驅(qū)動(dòng)力的目標(biāo)過(guò)渡特性附加部(120)。動(dòng)力傳動(dòng)系管理器(200)包括目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩及AT檔位計(jì)算部(210)，以及用于補(bǔ)償車輛響應(yīng)性的特性補(bǔ)償器(220)。
文檔編號(hào)F16H63/50GK101160230SQ20068001260
公開(kāi)日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2006年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者河野克己, 淺原則己 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社