CN101959736B - 车用牵引控制系统 - Google Patents

Abstract

为了在不考虑驱动系统中的惯性变化的情况下获得稳定的牵引控制，当从驱动轮传递至路面的驱动力由扭矩控制降低特定量时，驱动力根据用于连接和断开动力源和驱动轮的离合器元件的变速器扭矩容量而被降低。

Description

车用牵引控制系统

相关申请的交叉引用 

本申请要求提交于2008年3月3日的日本专利申请序列号No.2008-051518以及提交于2009年1月13日的日本专利申请序列号No.2009-004254的优先权，每个申请的完整内容通过引用的方式结合于此。 

技术领域

本申请总体地涉及车用牵引控制系统，布置成在驱动轮的加速打滑期间降低从驱动轮传递至路面的驱动力。 

背景技术

日本专利临时出版物No.2000-274268公开一种技术作为车用牵引控制系统，其中，在加速期间检测到驱动轮打滑时通过发动机和马达发电机执行扭矩降低，由此抑制加速打滑。 

发明内容

这里所教导的本发明的实施例包括用于车辆驱动轮的牵引控制系统。一项示例性的实施例包括动力源；起动离合器，所述起动离合器具有可变变速器扭矩容量并且夹置在动力源与驱动轮之间从而连接和断开动力源和驱动轮；制动装置，所述制动装置与每个驱动轮相关联并且能够独立地控制施加至每个车轮的制动力。根据一项实施例，所述控制器配置成当驱动轮中的加速打滑高于特定值时、通过控制动力源的驱动扭矩和/或制动力至所述驱动轮、将从所述驱动轮传递至路面的驱动力降低，并且进一步配置成随着所述起动离合器的可变变速器扭矩容量降低而降低所述驱动力的降低量。这一实施例和其他实施例的详细内容在下文进行说明，包括用于牵引控制系统的控制器和控制牵引控制系统的方法。 

附图说明

这里的说明书参照附图，在附图中，类似的附图标记在整个若干附图中指代类似的部件，其中： 

图1是示出结合有第一实施例的牵引控制系统的后轮驱动混合动力车辆的图示； 

图2是示出在第一实施例中在集成控制器中的计算程序的控制方框图； 

图3是示出在图2中的目标驱动力计算部分中用于目标驱动力计算的目标驱动力图的实例的示意图； 

图4是示出在图2中的目标充电-放电计算部分中用于目标充电-放电电力的计算的目标充电-放电量图的实例的示意图； 

图5是示出在图2中的模式选择部分中用于选择目标模式的正常模式图的示意图； 

图6是示出第一实施例的自动变速器的动力系的构架图示； 

图7是示出图6的离合器和制动器的接合操作图的示意图； 

图8是示出图6的自动变速器的旋转元件之间的关系的共线示意图； 

图9是在第一实施例的混合动力车辆中实现第一速度时的共线示意图； 

图10是在第一实施例的混合动力车辆中实现第二速度时的共线示意图； 

图11是示出第一实施例的牵引控制过程的控制方框图； 

图12是示出图11的牵引控制过程的流程图； 

图13是示出离合器的接合关系与每个控制增益之间的关系与档位(用于换档)与控制增益之间的关系的示意图。 

具体实施方式

驱动系统的惯性根据用于实现作为动力源的发动机或马达发电机与驱动轮之间的连接和断开的离合器元件的接合状态进行改变。因此，如果不考虑如日本专利临时出版物No.2000-274268中所述的离合器元件的接合状态而执行相同的扭矩下降控制，那么实际的加速打滑收敛特性会发生变化，由此造成司机感觉到不舒服。 

本发明的实施例能够在不受到驱动系统中的惯性变化的影响的情况下实现稳定的牵引控制。简单地说，根据本发明，即使该驱动系统的惯性根据离合器元件的变速器扭矩容量而发生改变，也能够实现稳定的牵引控制，因为扭矩根据离合器元件的变速器扭矩容量而被降低。在下文中，根据本发明 的车用牵引控制系统的实施例将参照附图进行说明。 

首先，讨论混合动力车辆的牵引控制系统的结构。如图1所示，该混合动力车辆的驱动系统包括发动机E、第一离合器CL1(发动机离合器)、马达发电机MG、第二离合器CL2(起动离合器)、自动变速器AT、推进器轴PS、差速器DF、左驱动轴DSL、右驱动轴DSR、左后轮RL(驱动轮)以及右后轮(驱动轮)。FL表示左前轮，FR表示右前轮。 

例如，发动机E采用以汽油为燃料的发动机，其中，节流阀等的阀门位置根据发动机控制器1的控制命令进行控制。发动机动力输出轴设置有飞轮FW。 

第一离合器CL1是设置在发动机E与马达发电机MG之间的离合器并且用作发动机离合器。该第一离合器CL1的接合和脱开根据第一离合器控制器5的控制命令通过由第一离合器液压单元6产生的控制液压进行控制。 

马达发电机MG是具有其中嵌入永磁体的转子和其上缠绕有定子线圈的定子的同步马达发电机。该马达发电机MG根据马达控制器2的控制命令通过施加由逆变器3产生的三相交流电进行控制。这一马达发电机MG作为电动机，该电动机在被供给有来自电池4的电力的同时旋转(这一状态在下文称之为“提供动力”)并且也可作为发电机从而当转子受到外力作用旋转时在定子线圈的相对端产生电动力以对电池4充电(这一状态在下文称之为“再生”)。这一马达发电机MG的转子通过缓冲器(未示出)连接至自动变速器AT的动力输出轴。 

第二离合器CL2是设置在马达发电机MG与左后轮RL、右后轮RR之间的离合器，其作为起动离合器。该离合器的接合和脱开，包括打滑接合，根据AT控制器7的控制命令受到由第二离合器单元8产生的控制液压进行控制，如下文所述。 

自动变速器AT是变速器，其中，诸如前进五速和后退一速等的分级变速器比(变速比)根据车速、油门踏板下压程度等进行自动地控制。第二离合器CL2不必要采用专用做第二离合器CL2的分离离合器。代替地，将接合在自动变速器AT的每个档位(变速比)的多个这种元件的一些摩擦离合器元件可用作第二离合器CL2。 

自动变速器AT的动力输出轴通过推进器轴PS、差速器DF、左驱动轴DSL和右驱动轴DSR连接至左后轮RL和右后轮RR。使用多板湿式离合器 作为第一离合器CL1和第二离合器CL2，该离合器的液压流流量和液压能够被连续地控制，例如通过比例电磁线圈。 

这一混合动力驱动系统根据第一离合器CL1和第二离合器CL2的接合状态和脱开状态而具有三个驱动模式。第一驱动模式为电动驱动模式(在下文称之为“EV模式”)，其中，仅使用马达发电机MG的动力作为电源在第一离合器CL1的脱开状态下进行驱动。第二驱动模式是使用发动机的驱动模式(在下文称之为“HEV”模式)，其中通过包括发动机E的动力源在第一离合器CL1的接合状态下进行驱动。第三驱动模式是使用发动机的打滑驱动模式(下文称之为“WSC模式”)，其中，通过包括发动机E的动力源在第一离合器CL1处于接合状态时形成第二离合器CL2的打滑控制时进行驱动。这一模式能够实现缓慢驱动，尤其在电池SOC低或者当发动机冷却剂温度低时。当从EV模式过渡至HEV模式时，通过使用马达发电机MG的扭矩，第一离合器CL1接合从而允许起动发动机E。 

另外，在具有大于特定值的道路倾斜度的上坡上在由司机调节油门踏板时进行油门坡路保持从而保持车辆停止状态，害怕出现第二离合器CL2的打滑量过大的状态持续在WSC模式下的情况。这是因为发动机E的发动机速度不能低于空载速度。在这一方面，第一实施例进一步设置有马达打滑驱动模式(下文称之为“MWSC”模式)。在MWSC模式下，第一离合器CL1脱开，同时发动机E操作，该打滑控制进行于第二离合器CL2中，同时操作马达发电机MG，使得通过使马达发电机MG作为动力源进行驱动。 

该HEV模式还包括三个驱动模式，诸如发动机驱动模式、马达辅助驱动模式以及驱动发电模式。 

在发动机驱动模式下，通过仅使用发动机E作为动力源来驱动所述驱动轮。在马达辅助驱动模式下，通过使用发动机E和马达发电机MG作为动力源来驱动所述驱动轮。在驱动发电模式下，通过使用发动机E作为动力源驱动所述驱动轮RR、RL，并且同时使得马达发电机MG作为发电机来为电池4充电。 

在稳定的速度驱动和加速速度驱动期间，通过使用发动机E的动力将马达发电机MG操作为发电机从而为电池4充电。另外地，在减速速度驱动期间，制动能量得以再生从而通过马达发电机MG进行发电，由此用于为电池4充电。最后，当马达发电机MG操作为发电机并且停止车辆时产生电动发 电模式。 

制动盘901和液压制动致动器902设置在四个车轮RL、RR、FL、FR的每个上。另外，制动单元900设置成对应于四个车轮。每个制动单元900布置成将液压供给至每个制动致动器902，由此产生制动力。 

如图1所示，设置该混合动力车辆的控制系统，该混合动力车辆包括发动机控制器1、马达控制器2、逆变器3、电池4、第一离合器控制器5、第一离合器液压单元6、AT控制器7、第二离合器液压单元8、制动控制器9和集成控制器10。发动机控制器1、马达控制器2、第一离合器控制器5、AT控制器7、制动控制器9和集成控制器10通过CAN通信线11彼此连接，使得在它们之间进行信息交换。 

将来自于发动机速度传感器12的发动机速度信息输入至发动机控制器1，该控制器根据来自于集成控制器10的目标发动机扭矩命令等将用于控制发动机操作点(Ne：发动机速度，Te：发动机扭矩)的命令输出至例如，节流阀致动器E1。 

这里，发动机控制器1可将命令输出至例如能够在进气侧或排气侧改变气门正时的可变气门正时致动器，能够改变气门的气门升程量的气门升程量可变致动器，用于燃料喷射的喷射器，火花塞正时改变致动器等，除了节流阀致动器E1。诸如发动机速度Ne等的信息通过CAN通信线11供给至集成控制器10。 

来自于检测马达发电机MG的转子的旋转位置的角度传感器13的信息输入至马达控制器2，该控制器根据来自于集成控制器10的目标马达发电机扭矩命令等将用于控制马达发电机MG的马达操作点(Nm：马达发电机转速，Tm：马达发电机扭矩)的命令输出至逆变器3。这一马达控制器2监视电池4的荷电状态SOC。该SOC用作用于马达发电机MG的控制信息并且通过CAN通信线11供给至集成控制器10。 

来自于第一离合器液压传感器14和第一离合器冲程传感器15的传感器信息输入至第一离合器控制器5，该控制器根据来自于集成控制器10的第一离合器控制命令将用于控制第一离合器CL1的接合和脱开的命令输出至第一离合器液压单元6。第一离合器冲程CIS的信息通过CAN通信线11供给至集成控制器10。 

将来自于抑制器开关的传感器信息输入至AT控制器，其用于根据油门 位置传感器16、车速传感器17、第二离合器液压传感器18的信号以及根据由司机操作的变速杆的信号输出信号。该AT控制器将用于根据来自于集成控制器10的第二离合器控制命令控制第二离合器CL2的接合和脱开的命令输出至AT液压控制阀中的第二离合器液压单元8。油门踏板下压程度APO、车速VSP和抑制器开关的信息通过CAN通信线11提供至集成控制器10。 

制动器控制器9将用于控制四个车轮的制动致动器902的命令输出至四个车轮的相应制动单元900，由此控制四个车轮的每个的制动力。来自于用于检测四个车轮的每个的轮速的轮速传感器19和制动冲程传感器20的传感器信息被输入至制动器控制器9。当根据制动冲程BS获得的所需制动力在通过下压制动踏板而进行制动期间在仅采用再生制动力的情况下不充分时，根据来自于集成控制器10的再生协作控制命令进行再生协作制动控制，从而采用机械制动力(由于摩擦制动造成的制动力)补偿不足够的量。 

集成控制器10控制整个车辆的消耗能量并且用于以最高的效率驱动车辆。将来自于用于检测马达转速Nm的马达转速传感器21、用于检测第二离合器输出转速N2out的第二离合器输出转速传感器22、用于检测第二离合器变速器扭矩容量TCL2的第二离合器扭矩传感器23、制动液压传感器24、用于检测第二离合器CL2的温度的温度传感器10a的信息、来自于用于检测前进和后退加速的加速传感器(G传感器)10b的信息以及通过CAN通信线11获得的信息输入至集成控制器。 

另外，集成控制器10通过输入至发动机控制器1的控制命令实现发动机E的操作控制，通过输入至马达控制器2的控制命令实现马达发电机MG的操作控制、通过输入至第一离合器控制器5的控制命令实现第一离合器CL1的接合和脱开控制，以及通过输入至AT控制器7的控制命令实现第二离合器CL2的接合和脱开控制。 

控制器10、1、2、5和7通过例如诸如现有技术中公知的传统发动机控制单元实现。因此，每个控制器可以是包括随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和中央处理单元(CPU)以及各种输入和输出连接的微电脑。一般地，这里所述的以及与相应控制器相关联的控制功能和/或部分(诸如在下文参照图2所述的集成控制器10的部分)通过存储在ROM中的一个或多个软件程序的CPU的执行而实现。当然，一些或所有功能可通过硬件部件实现。而且，虽然示出若干控制器，但是这些功能能够组合入单一控制器。 

集成控制器10包括用于执行所谓的牵引控制的牵引控制部分101(扭矩控制装置)。具体地说，这一牵引控制部分101根据来自于轮速传感器19的作为驱动轮的左后轮RL和右后轮RR的轮速检测是否在驱动轮中产生加速打滑。当产生加速打滑时，从左后轮RL和右后轮RR传递至路面的驱动力降低特定量从而抑制加速打滑。 

为了降低从左后轮RL和右后轮RR传递至路面的驱动力，降低作为动力源的发动机E和马达发电机MG的扭矩。另外，通过操作制动致动器902将制动力加入左后轮和右后轮。在这一牵引控制部分101中，根据加速打滑量与动力源侧控制阈值之间的关系计算动力源侧扭矩下降量(由发动机E和马达发电机MG执行)。另外，根据加速打滑量与制动器侧控制阈值之间的关系计算制动器侧扭矩下降量(由制动单元900执行)。 

具体地说，采用下述方式进行计算，即，通过轮速反馈控制结构，加速打滑量在所述关系的特定范围内下降至每个控制阈值。此时，根据自动变速器AT的档位信息和第一离合器CL1与第二离合器CL2的接合状态设定反馈控制增益，由此执行扭矩下降量的计算。下文将讨论这一控制的详细内容。 

根据动力源侧扭矩降低量而降低驱动扭矩的命令被输出至发动机控制器1和马达控制器2。同时地，用于根据制动器侧扭矩下降量提供制动扭矩的命令被输出至制动器控制器9。 

在下文中，参照图2所示的方框图讨论由第一实施例的集成控制器10计算的控制。例如，这一计算通过集成控制器10以每10毫秒控制时间段执行。集成控制器10包括目标驱动力计算部分100、模式选择部分200、目标充电-放电计算部分300、操作点命令部分400和变速控制部分500。 

在目标驱动力输出部分100中，通过使用诸如图3所示的目标驱动力图根据油门踏板下压程度APO和车速VSP计算目标驱动力tFoO。 

在模式选择部分200中，通过使用诸如图5所示的正常模式图的模式图根据车速和油门踏板下压程度APO选择驱动模式。正常模式图这里包含EV模式、WSC模式和HEV模式，其中，根据油门踏板下压程度APO和车速VSP计算目标模式。但是，即使选择EV模式，那么如果电池SOC不高于特定值，HEV模式或WSC模式也会被强制地采用为目标模式。另外地，在模式选择部分200中，当推算上升斜坡等的道路倾斜度时所推算的道路倾斜度大于特定值，那么选择MWSC模式代替WSC模式。 

在图5的正常模式图中，转换线HEV→WSC设定在低于下限值车速VSP1的区域中以及小于特定油门下压程度APO1的区域中，在下限值车速VSP1时，当自动变速器AT处于第一速度级(档位)时，发动机速度低于发动机E的空载速度。在大于特定油门下压程度APO1的区域中，需要较大的驱动力，因此，也在高于下限车速VSP1的高车速VSP1’区域中设定WSC模式。当EV模式由于电池SOC低而不能实现时，选择WSC模式，即使在车辆采用这一结构时正在起动等期间。 

当油门踏板下压程度APO较大时，与空载速度附近的发动机速度相对应的发动机扭矩和马达发电机MG扭矩难于满足用于模式切换的扭矩需求。这里，对于发动机扭矩，随着发动机速度上升，能够输出更多的扭矩。由此，如果通过使发动机速度上升而输出更多的扭矩，那么从WSC模式过渡至HEV模式能够在短时间段内实现，即使在达到高于下限车速VSP1的车速的车速区域中执行WSC模式。这一情况对应于延伸至下限车速VSP1’的WSC区域，如图5所示。 

在目标充电-放电计算部分300中，通过使用如图4所示的目标充电-放电量图从电池SOC计算目标充电-放电动力tP。 

当SOC≥50％时，EV模式区域出现在图5所示的正常模式图中。如果EV模式区域一旦出现在该模式图中，那么这一区域继续出现，直到SOC降低低于35％。 

当SOC＜35％时，EV模式区域不出现于图5的正常模式图中。如果EV模式区域不出现于正常模式图中，那么这一区域持续不出现，直到SOC达到50％。 

在操作点命令部分400，根据加速踏板下压程度APO、目标驱动力tFoO、目标模式、车速VSP和目标充电-放电动力tP将过渡目标发动机扭矩、目标马达发电机扭矩、目标第二离合器变速器扭矩容量、自动变速器AT的目标档位和第一离合器电磁线圈当前命令计算为操作点目标值。另外，操作点命令部分400设置有发动机起动控制部分从而在从EV模式过渡至HEV模式时起动发动机E。 

变速控制部分500驱动地控制自动变速器AT中的电磁阀从而获得目标第二离合器变速器扭矩容量以及沿着变速计划的目标档位。该目标档位已经根据车速VSP和加速踏板下压程度APO而被先前设定。 

接下来，讨论WSC模式的详细内容。该WSC模式保持操作发动机E的状态，在该状态下，对于所需驱动力改变的响应高。具体地说，第一离合器CL1完全接合，根据所需的驱动力采用变速器扭矩容量TCL2对第二离合器CL2进行打滑控制，从而通过使用发动机E和/或马达发电机MG的驱动力进行驱动。 

在第一实施例的混合动力车辆中，因为用于吸收旋转差的元件诸如扭矩转换器没有被包括，所以当第一离合器CL1和第二离合器CL2完全接合时，车速根据发动机E的发动机速度来决定。根据与空载速度相对应的下限值操作该发动机，该空载速度是保持发动机E的独立旋转所需的转速。关于这一空载速度，如果发动机E执行空载速度被增加从而执行预热操作等的空载向上操作，进一步提高下限值。另外，当所需驱动力高时，不能平稳地过渡至HEV模式。这里，“完全接合”代表离合器中没有产生打滑(旋转差)的状态。具体地说，通过将离合器的变速器扭矩容量设定为足够高于那时将要传递的扭矩的值而实现完全的接合。 

在EV驱动模式下，因为第一离合器CL1脱开，所以驱动力没有被下限值限制为空载速度时操作。但是，发动机E可以在由于电池4的低荷电状态SOC而驱动于EV模式时产生稳定的扭矩，防止仅由马达发电机MG获得所需的驱动力。 

因此，在低于与上述下限值相对应的车速的低车速区域中，以及另外地基与电池SOC难于驱动于EV模式的情况下，以及在仅采用马达发电机MG无法获得所需驱动力的区域中，发动机速度保持为特定发动机速度，第二离合器CL2被打滑控制从而选择通过使用发动机扭矩进行驱动的WSC模式。 

接下来，讨论MWSC模式。在推算倾斜度大于特定倾斜程度的情况下，与如果想要将车辆保持在停止状态或者在不执行制动踏板操作的轻微速度起动状态的平路上所需的驱动力相比，需要更大的驱动力。这是因为需要相对于车辆载荷本身的反作用。 

从避免由于第二离合器CL2打滑而产生热量的观点出发，可在电池4存在足够的荷电状态时选择EV模式。但是，在这种状态下选择EV模式会导致其他问题，如下所述。当需要从EV模式过渡至WSC模式时，必须起动发动机E，因为发动机E停止于EV模式。这样，马达发电机MG必须在驱动车辆期间确保剩余的扭矩来起动发动机E，由此不必要地降低驱动扭矩上限值。

另外地，当仅在EV模式下将扭矩输出至马达发电机MG从而停止或极端地降低马达发电机MG的旋转时，锁定电流会流动(电流持续流动至一个元件的现象)至逆变器3的切换元件，这样可能降低逆变器3的持久性。 

另外，在低于与第一速度(第一档)下的发动机E的空载速度相对应的下限车速VSP1的区域中，发动机E的发动机速度本身不能降低低于该空载速度。此时，当选择WSC模式时，第二离合器CL2的打滑量变大，使得第二离合器CL2的持久性能够降低。 

与平路相比，在斜路上需要大驱动力，因此由第二离合器CL2要求的变速器扭矩容量变高。使高扭矩下大打滑量的状态持续将趋向于降低第二离合器CL2的持久性。此外，由于车速逐渐地上升，需要时间来过渡至HEV模式，由此导致进一步地产生热量。 

鉴于上述问题，对MWSC模式作出设置，在该模式中，马达发电机MG的转速以目标转速被反馈控制，该目标转速比在脱开第一离合器CL1并且发动机E操作时的第二离合器CL2的输出转速大一特定转速。这就以司机所需的驱动力控制第二离合器CL2的变速器扭矩容量。 

换句话说，第二离合器CL2受到打滑控制，同时马达发电机MG被带入旋转状态，在该状态下，使其转速低于空载速度。同时地，用于发动机E的控制改变为空载速度为目标发动机速度的反馈控制。在WSC模式中，在马达发电机MG的转速反馈控制下保持发动机速度。因此，当第一离合器CL1脱开时，发动机速度不能由马达发电机MG控制为空载速度。因此，发动机速度反馈控制由发动机E本身执行。 

如图6所示，自动变速器AT包括三组简单的行星齿轮。前行星齿轮G1具有前太阳齿轮S1、前支架PC1和前环形齿轮R1作为旋转元件，中行星齿轮G2具有中太阳齿轮S2、中支架PC2和中环形齿轮R2作为旋转元件，后行星齿轮G3具有后太阳齿轮S3、后支架PC3和后环形齿轮R3作为旋转元件。 

在图6中，IN表示输入轴，旋转驱动扭矩通过缓冲器仅从马达发电机MG或从发动机E和马达发电机MG输入至该输入轴。OUT表示输出轴，该输出轴经由自动变速器AT将旋转驱动扭矩输出至左轮RL和右轮RR。 

该自动变速器AT设置有离合器元件，用于决定前进五速和后退一速， 如图7所示。该离合器元件包括输入离合器C1、高和低后退离合器C2、直接离合器C3、后退制动器B1、前制动器B2、低滑行制动器B3、前进制动器B4、第一单向离合器F1、第三单向离合器F2和前进单向离合器F3。 

输入离合器C1适于在脱开时将前环形齿轮R1连接至输入轴IN，在接合时将前环形齿轮R1和中环形齿轮R2连接至输入轴IN。高和低后退离合器C2适于在接合时连接中太阳齿轮S2和后太阳齿轮S3。直接离合器C3适于在接合时连接后太阳齿轮S3和后支架PC3。 

后退制动器B1适于在接合时将后支架PC3固定至变速器外壳TC。前制动器B2适于在接合时将前太阳齿轮S1固定至变速器外壳TC。低滑行制动器B3适于在接合时将中太阳齿轮S2固定至变速器外壳TC。前进制动器B4适于在接合时将中太阳齿轮S2固定至变速器外壳TC。 

第一单向离合器F1适于允许后中心齿轮S3沿着右向自由地旋转(与发动机的旋转相同的旋转方向)并且相对于中太阳齿轮S2固定后太阳齿轮S3的逆向旋转。第三单向离合器F2适于允许前太阳齿轮S1沿右向自由地旋转并且固定前太阳齿轮S1的逆向旋转。前进单向离合器F3适于允许中太阳齿轮S2沿右向自由地旋转并且固定中太阳齿轮S2的逆向旋转。 

输出轴OUT直接地连接至中支架PC2。前支架PC1和后环形齿轮R3通过第一部件M1直接地彼此连接。中环形齿轮R2和后支架PC3通过第二部件M2直接地彼此连接。 

图8是示出自动变速器AT的旋转元件之间的关系的共线示意图。更具体地说，该共线示意图示出相应旋转元件的旋转数(转速)之间的关系，其中，相应旋转元件以由行星齿轮确定的变速比定位在彼此间隔开的位置。假定前太阳齿轮S1与前支架PC1(后环形齿轮R3)之间的变速比为1，前支架PC1与前环形齿轮R1(后支架PC3，中环形齿轮R2)之间的变速比为α，前环形齿轮R1与中支架PC2之间的变速比为β，中支架PC2与中太阳齿轮S2(后太阳齿轮S3)之间的变速比为γ。 

图9是实现第一速度(档位)时的共线示意图，图10是实现第二速度(档位)时的共线示意图。作为参考，仅参照附图讨论第一和第二速度。对于其他档位，每个档位能够根据图7的接合操作示意图中所示的接合关系而被适当地实现。 

在自动变速器AT中，如图7的接合操作示意图和图9的共线示意图中 所示，第一速度通过接合高和低后退离合器C2、前制动器B2、低滑行制动器B3和前进制动器B4而实现。如图7的接合操作示意图以及图10的共线示意图所示，通过接合直接离合器C3、前制动器B2、低滑行制动器B3和前进制动器B4而实现第二速度。 

比较第一速度的共线示意图(图9)和第二速度的共线示意图(参见图10)，差异在于，后太阳齿轮S3固定在第一速度，而后太阳齿轮S3在第二速度下离合器C3直接接合时与后行星齿轮G3共同地旋转为单一件。换句话说，参与传递驱动扭矩的旋转部件根据档位而发生变化。这意味着在旋转期间存在的该驱动系统的惯性发生变化。在第一实施例的自动变速器中，旋转期间存在的惯性在其他档位发生变化；但是，旋转期间存在的惯性在第三速度和第五速度下是相同的。 

接下来，由集成控制器10中的牵引控制部分101执行的牵引控制处理将参照图11进行讨论。在牵引控制部分101中，通过比较由模拟计算的车身速度与驱动轮的轮速而判断驱动轮中是否产生打滑。然后，当打滑产生在驱动轮中时，将扭矩下降的命令馈送至作为动力源的发动机E和马达发电机MG。另外，用于施加制动力的命令馈送至驱动轮的制动单元900作为制动装置。共同地，这些作用降低了驱动轮的驱动力。 

在拟车身速度计算部分101a中，拟车身速度根据由轮速传感器10检测到的四轮的轮速数据进行计算。这一计算得到的速度可以是例如四个车轮的选择低值或者作为从动轮的前轮的车速平均值。 

在控制阈值计算部分101b中，动力源侧控制阈值A和制动器侧控制阈值B根据计算得到的拟车身速度进行计算。具体地说，通过将特定值加入至拟车身速度而获得的值作为动力源侧控制阈值A，而通过加入更大值而获得的值作为制动器侧控制阈值B。该值A和值B可以是相同的，因此它们没有受到具体地限定。 

在动力源侧偏离计算部分101c中，驱动轮的轮速与动力源侧控制阈值A之间的偏差ΔSD得以计算。在偏差输出部分101cc中，判断偏差ΔSD是否为正。当ΔSD为正时，ΔSD按照其本身的值输出。当ΔSD为负时，输出ΔSD＝0。因此，在牵引控制中，仅在这一偏差ΔSD为正时判断在驱动轮中产生加速打滑从而执行牵引控制。 

类似地，在制动器侧偏差计算部分101c’中，驱动轮轮速与制动器侧控 制阈值B之间的偏差ΔSB得以计算。在偏差输出部分101cc’中，判断偏差ΔSB是否为正。当ΔSB为正时，ΔSB按照其本身输出。当ΔSB是负时，ΔSB＝0输出。仅当这一偏差ΔSB为正时判断在驱动轮中产生加速打滑，这与上述内容类似。 

在动力源侧比例计算部分101d中，特定动力源侧比例增益kPD积累在ΔSD上，由此计算比例控制量。类似地，在制动器侧比例计算部分101d’中，特定制动器侧比例增益kPB积累在ΔSB上，由此计算比例控制量。 

在动力源侧积分计算部分101e中，ΔSD被积分，同时特定动力源侧积分增益kID得以累积，由此计算积分控制量。类似地，在制动器侧积分计算部分101e’中，ΔSB得以积分同时特定制动器侧积分增益kIB得以累积，由此计算积分控制量。 

在控制量增加部分101f中，使用动力源侧控制阈值A产生的比例控制量和积分控制量被增加。在档位对应部分101g中，与自动变速器AT的每个档位中的惯性相对应的增益kT累积在所增加的控制量上并且输出至除法器101h。 

在除法器101h中，扭矩下降量根据它们的操作状态而被分配至发动机E和马达发电机MG。然后，节流阀致动器E1(参见图1)和马达发电机MG根据所分布的扭矩下降量输出扭矩下降命令。 

在控制量增加部分101f’中，增加使用制动器侧控制阈值B形成的比例控制量和积分控制量。在档位对应部分101g’中，对应于自动变速器AT的每个档位中的惯性的增益kT累积在所增加的控制量上，扭矩下降命令被输出至制动器致动器902(参见图1)。 

图13示出离合器CL1、CL2与每个控制增益kPD、kPB、kID、kIB的接合关系与档位(第一至第五)和控制增益kT之间的关系之间的关系。即，增益kPD、kPB、kID、kIB中的每个如图13所示根据第一离合器CL1和第二离合器CL2的ON和OFF状态进行设定。这些增益kPD、kPB、kID、kIB设定为使多个致动器中响应速度最慢的致动器的操作同步于其他致动器的操作。 

例如，当通过节流阀致动器E1的操作和制动器致动器902的操作实现扭矩下降时，在制动器致动器902的扭矩下降响应快时，节流阀致动器E1的扭矩下降响应慢的情况下，制动器致动器902的控制增益kPB、kIB被设 定得小于动力源侧上的控制增益kPD、kID。由此，通过两个致动器实现的扭矩下降控制的阶段能够彼此一致，由此在不使司机感到不舒服的情况下实现扭矩下降。 

另外，由于惯性根据相对于图9和10所讨论的档位发生变化，所以控制增益kT被设定为与自动变速器AT的每个档位的惯性相对应的值。 

这里，下面讨论为什么根据每个离合器的接合状态和自动变速器AT的档位改变控制增益的原因。包括动力源(发动机E/马达发电机MG)的动力传递系统(在下文称之为动力系)的动态方程由下述方程表示： 

Tout＝Iout×dωout/dt；其中 

Tout是动力系的输出扭矩，即，至左驱动轴DSL和右驱动轴DSR的扭矩输出； 

Iout是动力系的惯性；以及 

dωout/dt是动力系的左驱动轴或右驱动轴的旋转角加速度。 

该牵引控制的目的是将加速打滑抑制在特定范围内。换句话说，有必要获得所需的旋转角加速度。因此，为了实现所需的旋转角加速度，上述方程变成下述重新设置dωout/dt的方程： 

dωout/dt＝Tout/Iout 

也就是，为了获得所需的旋转角加速度，当惯性Iout变小时，所需的扭矩下降量即使小也是足够的。相反地，如果输出扭矩Tout是相同的，那么旋转角加速度变大。换句话说，如果扭矩下降量没有根据惯性Iout改变，那么该牵引控制的扭矩下降特性根据惯性Iout受到影响，由此司机感觉到不舒服。 

鉴于上述情况，在第一实施例中，该牵引控制期间的控制增益根据动力系的惯性发生变化。具体地说，对于动力源侧比例增益kPD1-kPD4，动力系的惯性在第一离合器CL1和第二离合器CL2为ON时最大，因此，此时的动力源侧比例增益kPD1被设定为最大。另外，在第二离合器CL2为OFF的情况下(如后文所述的打滑接合)，马达发电机MG侧上的惯性的大小不会相对于这一第二离合器CL2造成影响，因此，动力源侧比例增益kPD2、kPD4设定为最小值，而不考虑第一离合器CL1的ON/OFF状态。这对于制动器侧比例增益kPB1-kPB4，动力源侧积分增益kID1至kID4和制动器侧积分增益kIB1-kIB4来说是类似的。 

在第二离合器CL2打滑接合(WSC模式)的状态下，传递至驱动轮的驱动扭矩不能超过第二离合器CL2的变速器扭矩容量。因此，当牵引控制在这一状态操作时，应当使动力源侧上的扭矩小于第二离合器CL2的变速器扭矩容量，从而通过动力源侧上的扭矩下降而降低动力系的输出扭矩。这样，第二离合器CL2的打滑状态被抵消，由此带来引入接合冲击等的恐惧。因此，在此时，动力源侧上的控制增益为零，同时制动器侧上的控制增益增大，由此通过制动器致动器902实现扭矩下降。 

图12是示出牵引控制过程的流程图。第二离合器CL2的脱开意味着第二离合器CL2基本上被打滑接合的状态。这是因为，在第二离合器CL2完全脱开的状态下，在驱动轮中不产生加速打滑。 

在步骤S1，在自动变速器AT中的当前档位得以确认。由于旋转部件根据上述档位而有所不同，所以这一确认形成为掌握合适的惯性。然后，根据选定档位的控制增益kT选定为如图13所示。 

在步骤S2，判断第一离合器CL1是否处于完全接合状态。当离合器CL1处于完全接合状态时，控制到达步骤S3。当离合器处于其他状态(脱开或打滑接合)时，控制到达步骤S6。 

在步骤S3，判断第二离合器CL2是否处于完全接合状态。当离合器CL2处于完全接合状态时，控制到达步骤S4。当离合器CL2处于其他状态(脱开或打滑接合)时，控制到达步骤S5。 

在步骤S4，第一离合器CL1为ON同时第二离合器CL2为ON，那么控制增益基于发动机E和马达发电机MG的惯性而被设定，由此执行基本扭矩下降量的计算。 

在步骤S5，第一离合器CL1为ON同时第二离合器CL2为OFF，那么控制增益不考虑发动机E和马达发电机MG的惯性而被设定，由此执行基本扭矩下降量的计算。 

在步骤S6，判断第二离合器CL2是否处于完全接合状态。当离合器CL2处于完全接合状态时，控制到达步骤S7。当离合器CL2处于其他状态(释放或打滑接合)时，控制到达步骤S8。 

在步骤S7，第一离合器CL1为OFF同时第二离合器CL2为ON，那么控制增益根据马达发电机MG的惯性而被设定，由此执行基本扭矩下降量的计算。 

在步骤S8，第一离合器CL1为OFF同时第二离合器CL2为OFF，那么控制增益不考虑发动机E和马达发电机MG的惯性而被设定，由此执行基本扭矩下降量的计算。 

接下来，讨论基于上述控制流程的操作。对于由自动变速器AT的档位确定的惯性的说明被省略，因为该惯性不与每个离合器CL1、CL2的接合状态相关。 

在CL1为ON并且CL2为ON的情况下，执行HEV模式，该动力系的惯性对应于动力源中的发动机E和马达发电机MG的惯性。因此，动力源侧上的控制增益kPD、kID设定为考虑发动机E和马达发电机MG的惯性而获得的值，同时制动器单元900的控制增益kPB、kIB也设定为考虑发动机E和马达发电机MG的惯性而获得的值。 

在CL1为ON并且CL2为OFF的情况下，执行WSC模式，该动力系的惯性对应于动力源侧中的发动机E和马达发电机MG的惯性。但是，由于第二离合器CL2被打滑接合，所以动力源侧上的控制增益kPD、kID为0，同时制动器致动器902的控制增益kPB、kID被放大从而通过制动器单元900使得扭矩下降。对于kPB和kIB来说没有必要考虑马达发电机MG的惯性。 

在CL1为OFF并且CL2为ON的情况下，执行EV模式，并且动力系的惯性对应于仅马达发电机MG的惯性。因此，由于动力系的惯性与在HEV模式下的惯性相比为小，所以相比较于HEV模式，各种增益被设定为计算小扭矩降低量。 

在CL1为OFF并且CL2为OFF的情况下，执行MWSC模式，动力系的惯性仅对应于作为动力源的马达发电机MG的惯性。但是，由于第二离合器CL2被打滑接合，所以动力源侧上的控制增益kPD、kID为0，同时制动器致动器902的控制增益kPB、kIB被放大，从而通过制动器致动器902使得扭矩下降。对于kPB和kIB来说没有必要考虑马达发电机MG的惯性。 

如上所述，在第一实施例中能够获得下述效果。 

(1)该牵引控制系统包括第二离合器CL2作为设置在发动机E和马达发电机MG(下文称之为动力源)与驱动轮之间的离合器元件从而连接和断开动力源和驱动轮。第二离合器液压单元8是变速器扭矩容量控制装置，用于在从完全脱开至完全接合的范围内控制第二离合器CL2的变速器扭矩容量。动力源侧偏差计算部分101c和制动器侧偏差计算部分101’用作加速打 滑检测装置，用于检测或推算驱动轮的加速打滑量。牵引控制部分101作为扭矩控制装置，用于在加速打滑量被检测到大于特定值时，通过控制动力源和/或驱动轮的制动力、根据第二离合器CL2的变速器扭矩容量将从驱动轮传递至路面的驱动力降低特定量。随着变速器扭矩容量变小，该牵引控制部分101使得驱动力的降低量变小。 

换句话说，当第二离合器CL2被打滑接合时，没有必要考虑动力源的惯性。当第二离合器CL2完全接合时，有必要考虑动力源的惯性。因此在该牵引控制中，根据第二离合器CL2的变速器扭矩容量即，根据动力系的惯性，设定扭矩下降量，从而能够实现稳定的牵引控制。 

(2)牵引控制部分101适于使得扭矩下降量在第二离合器CL2完全接合时大于在第二离合器CL2打滑接合时。 

也就是，当第二离合器CL2完全接合时，考虑动力源的惯性，有必要增加扭矩下降量。当第二离合器CL2打滑接合时，没有必要考虑动力源的惯性，因此扭矩下降量可以小并且仍然足够。由此，能够不考虑驱动模式而实现稳定的牵引控制。 

(3)牵引控制部分101适于根据第一离合器CL1的变速器扭矩容量和第二离合器CL2的变速器扭矩容量设定扭矩下降量。 

因此，在EV模式、HEV模式、WSC模式或MWSC模式中的任何模式中，能够根据每个驱动模式中的动力系的惯性实现稳定的牵引控制。 

(4)牵引控制部分101适于使得扭矩下降量在第二离合器CL2完全接合并且第一离合器CL1接合时大于在第二离合器CL2完全接合并且第一离合器CL1脱开时。 

换句话说，当第二离合器CL2完全接合并且第一离合器CL1接合时，考虑发动机E的惯性，有必要增加扭矩下降量。当第一离合器CL1脱开时，没有必要考虑发动机E的惯性，因此扭矩下降量可以小并且仍然足够。由此，能够在不考虑驱动模式的情况下实现稳定牵引控制。 

(5)牵引控制部分101适于当第二离合器CL2打滑接合时不考虑第一离合器CL1的变速器扭矩容量而设定扭矩下降量。 

也就是，当第二离合器CL2打滑接合时，没有必要考虑动力源的惯性作为动力系的惯性。由此，能够不考虑驱动模式而实现稳定牵引控制。 

(6)该牵引控制系统包括分档或分级的自动变速器AT，其中牵引控制 部分101适于根据自动变速器AT的每个档位中的惯性设定扭矩下降量。 

因此，即使动力系的惯性根据档位改变，稳定牵引控制也能够实现。 

(7)牵引控制部分101适于通过传送至节流阀致动器E1和制动器单元900的命令而降低从驱动轮传递至路面的驱动力，提供命令以使得多个致动器中响应速度最慢的致动器的操作与其他致动器的操作同步。 

例如，当通过节流阀致动器E1的操作和制动器致动器902的操作执行扭矩下降时，在节流阀致动器E1的扭矩下降响应慢并且制动器致动器902的扭矩下降响应快的情况下，制动器致动器902的控制增益kPB、kIB设定为小于动力源侧上的控制增益kPD、kID。由此，通过两个致动器实现的扭矩下降控制的阶段彼此符合，由此实现扭矩下降而不会产生不舒服的感觉。 

(8)牵引控制部分101适于在第二离合器CL2打滑接合时，通过控制驱动轮的制动力将从驱动轮传递至路面的驱动力降低特定量。 

换句话说，当牵引控制操作于第二离合器CL2打滑接合的状态下(WSC模式和MWSC模式)，动力源侧上的扭矩应当小于第二离合器CL2的变速器扭矩量，从而通过动力源侧上的扭矩下降降低动力系的输出扭矩。这样。第二离合器CL2的打滑状态被抵消，可能造成接合冲击。因此，此时，动力源侧上的控制增益为0，同时制动器侧上的控制增益被放大，由此通过制动器致动器902执行扭矩下降。由此，能够在抑制接合冲击的同时实现稳定的牵引控制。 

先前解释的内容是基于第一实施例的；但是，可在不脱离本发明的范围并且不限制于上述结构的情况下作出其他结构。 

例如，在第一实施例中，已经使用节流阀致动器E1和制动器致动器901的实例作为多个致动器的实例进行说明。但是，可形成一种结构，使得除了节流阀致动器和制动器致动器之外根据第二离合器CL2的变速器扭矩容量执行牵引控制。 

如所描述的，当第二离合器CL2在WSC模式或MWSC模式下打滑接合时，第二离合器的操作基本上根据司机的所需驱动力而基本上被决定。此时，该牵引控制部分101可布置成输出一命令以降低第二离合器CL2的变速器扭矩容量。 

如果当第二离合器CL2如同处于HEV模式或EV模式下那样完全接合时将第二离合器CL2用作致动器，那么动力系的惯性不可避免地发生变化。 在这种情况下，通过降低第二离合器CL2的变速器扭矩容量而执行扭矩下降会引入控制的复杂性，因此虽然是可能的但是不是优选的。 

另外地，虽然已经说明如同在第一实施例的多个致动器那样控制阶段使用节流阀致动器E1和制动器致动器902彼此一致，但是并不局限于此。例如，当除了节流阀致动器E1之外设置可变气门正时致动器等时，用于使得控制阶段彼此一致的控制可在考虑那些致动器对于输出扭矩的实际影响而被包括在内。 

另外，虽然本发明已经描述为应用至混合动力车辆，但是本发明可以类似地甚至应用至没有设置扭矩转换器并且布置成在起动离合器等进行接合控制时起动的车辆。换句话说，在起动离合器被打滑接合时执行牵引控制的情况下，使扭矩下降量小于当加速离合器完全接合时的扭矩下降量。由此，类似于根据上述实施例的效果能够实现。 

类似地，本发明可应用至分配至四个车轮的驱动力通过用于离合器的打滑控制实现的车辆，而不限制于设置有起动离合器的车辆。例如，惯性在下述两种情况之间是不同的，即，在离合器的完全接合下实现四轮驱动的情况，以及在离合器的打滑控制下实现扭矩分布的情况。因此，根据惯性中的差异设定牵引控制的扭矩下降量。 

另外，FR式混合动力车辆已经在第一实施例中进行说明。其可以采用FF式混合动力车辆代替。 

因此，已经说明上述实施例从而能够容易地理解本发明而且并不限制本发明。相反地，本发明意在覆盖包括于所附权利要求范围内的各种改变方案和等同结构，该范围符合最宽泛的解释从而覆盖法律允许的所有这种改进方案以及等同结构。 

Claims (15)

1.一种用于车辆的驱动轮的牵引控制系统，包括：

动力源；

起动离合器，所述起动离合器具有可变变速器扭矩容量并且夹置在动力源与驱动轮之间从而连接和断开动力源和驱动轮；

制动装置，所述制动装置与每个驱动轮相关联并且能够独立地控制应用于每个车轮的制动力；以及

控制器，所述控制器配置成当驱动轮中的加速打滑高于特定值时、通过控制动力源的驱动扭矩和/或施加至所述驱动轮的制动力、将从所述驱动轮传递至路面的驱动力降低，并且进一步配置成随着所述起动离合器的可变变速器扭矩容量降低而降低所述驱动力的降低量；

其中，所述控制器进一步配置成将当所述起动离合器打滑接合时的所述驱动力的降低量降低低于当所述起动离合器完全接合时的驱动力降低量。

2.根据权利要求1所述的牵引控制系统，其中，

所述动力源包括发动机和设置在所述发动机的动力输出侧处的马达；

所述牵引控制系统包括用于连接和断开所述发动机和所述马达的发动机离合器；

所述起动离合器夹置在所述马达与所述驱动轮之间；以及

所述控制器进一步配置成根据所述起动离合器的可变变速器扭矩容量和所述发动机离合器的变速器扭矩容量设定所述驱动力的降低量。

3.根据权利要求2所述的牵引控制系统，其中，所述控制器进一步配置成将当所述起动离合器接合并且所述发动机离合器接合时的所述驱动力的降低量增加高于当所述发动机离合器脱开时的驱动力降低量。

4.根据权利要求2所述的牵引控制系统，其中，所述控制器进一步配置成当所述起动离合器打滑接合时不考虑所述发动机离合器的变速器扭矩容量而设定所述驱动力的降低量。

5.根据权利要求1所述的牵引控制系统，还包括：

夹置在所述动力源与所述驱动轮之间的分档自动变速器；以及其中

所述控制器进一步配置成根据所述分档自动变速器的每个档位处的惯性设定所述驱动力的降低量。

6.根据权利要求1所述的牵引控制系统，其中，所述控制器进一步配置成通过向多个致动器输送命令而降低从所述驱动轮传递至所述路面的驱动力，并且将下述命令输出至所述多个致动器，所述命令用于使得所述多个致动器中的响应速度最慢的致动器的操作与所述其他致动器的操作同步。

7.根据权利要求1所述的牵引控制系统，其中，所述控制器进一步配置成当所述起动离合器打滑接合时，通过控制所述驱动力的制动力，降低从所述驱动轮传递至所述路面的驱动力。

8.根据权利要求1所述的牵引控制系统，还包括：

加速打滑量检测部分，用于检测或推算所述驱动轮中的加速打滑。

9.一种用于控制车辆的驱动轮的牵引控制系统的方法，包括：动力源；起动离合器，所述起动离合器具有可变变速器扭矩容量并且夹置在动力源与驱动轮之间从而连接和断开动力源和驱动轮；制动装置，所述制动装置与每个驱动轮相关联并且能够独立地控制施加至每个车轮的制动力；所述方法包括：

当驱动轮中的加速打滑高于特定值时、通过控制动力源的驱动扭矩和/或施加至所述驱动轮的制动力、将从所述驱动轮传递至路面的驱动力降低；并且

随着所述起动离合器的可变变速器扭矩容量降低而降低所述驱动力的降低量；

其中，所述方法还包括：进一步将当所述起动离合器打滑接合时的所述驱动力的降低量降低低于当所述起动离合器完全接合时的驱动力降低量。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述动力源包括发动机和设置在所述发动机的动力输出侧处的马达，所述牵引控制系统包括用于连接和断开所述发动机和所述马达的发动机离合器，所述起动离合器夹置在所述马达与所述驱动轮之间，还包括：

根据所述起动离合器的可变变速器扭矩容量和所述发动机离合器的变速器扭矩容量设定所述驱动力的降低量。

11.根据权利要求10所述的方法，还包括：

将当所述起动离合器接合并且所述发动机离合器接合时的所述驱动力的降低量增加高于当所述发动机离合器脱开时的驱动力降低量。

12.根据权利要求10所述的方法，还包括：

当所述起动离合器打滑接合时，不考虑所述发动机离合器的变速器扭矩容量而设定所述驱动力的降低量。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，分档自动变速器夹置在所述动力源与所述驱动轮之间，该方法还包括：

根据所述分档自动变速器的每个档位处的惯性设定所述驱动力的降低量。

14.根据权利要求9所述的方法，还包括：

通过向多个致动器输送命令而降低从所述驱动轮传递至所述路面的驱动力；并且

将下述命令输出至所述多个致动器，所述命令用于使得所述多个致动器中的响应速度最慢的致动器的操作与所述其他致动器的操作同步。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括，

当所述起动离合器打滑接合时，通过控制所述驱动力的制动力，降低从所述驱动轮传递至所述路面的驱动力。

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