CN100516596C - 用于车辆的控制装置 - Google Patents

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Abstract

ECU执行一程序，包括以下步骤：检测驾驶者输入的模式(S100)；检测加速器开度TA以基于所述加速器开度TA及加速器操作速度dTA计算操作势能Pta(S200)；计算Pta超过按某种模式设置的阈值的次数，作为COUNT值(S300)；以及当COUNT值等于或大于按某种模式设置的阈值时(S400)获知驾驶者在运动倾向方面的意图级别(S500)。

Description

用于车辆的控制装置
该非临时申请基于2005年11月11日向日本专利局提出申请的日本专利申请No.2005-327767，在此结合其全部内容作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的控制装置，所述车辆设有由动力源及变速器组成的动力传动系，更具体地是涉及这样的用于车辆的控制装置：其能实现特定的车辆特性以匹配所述车辆驾驶者的偏好。
背景技术
通常，通过基于驾驶者对加速器的操作量及车辆速度确定传动比来自动控制连接车辆引擎的自动变速器。在正常行驶过程中，所述加速器操作量越小，所述车辆速度越高，则所述传动比越向更高速度设定。
关于自动变速器的此类控制，日本未经审查的专利公报No.09-501482披露了一种用于自动变速器的控制装置，为使自动变速器的传动特性接近特定的驾驶者类型的特性。这种用于改变自动变速器齿轮比的控制装置包括检测从驾驶者-车辆系统传入的输入变量检测单元、生成所述输入变量(模糊集)的相依函数的生成单元及改变齿轮比的改变单元。所述输入变量检测单元与所述相依函数生成单元互相作用，以通过模糊创建规则来确定决定齿轮比的输出变量。至少一个输入变量、一个节气门位置(加速器踏板绝对位置)及一个位移运动(加速器踏板位置随时间改变的幅度及方向)按照所述模糊创建规则互相结合，并且代表由所述结合产生的所述驾驶者的输出请求的量形成了用于所述模糊创建规则的基本规则群及辅助规则群的输入变量。
通过利用日本未经审查的专利公报No.09-501482所披露的控制装置，能基于所述驾驶者的驾驶操作区分所述驾驶者的驾驶方式(舒适(舒适性)，经济(成本效益)，运动(移动性)，诸如此类)并能在变速器控制中得以体现。例如，所述传动分配根据此类驾驶方式改变，以控制所述自动变速器获得更难的升档性能及更容易的降档性能，或控制其获得更难的降档性能及更容易的升档性能。在此，某些车辆提供装有行驶模式开关，用来检测此类驾驶方式(即在舒适、运动、经济及类似情况中进行手动转换)以允许所述驾驶者手动选择所述驾驶方式。
然而，当忽视所选择的驾驶模式均等地执行获知控制时，如日本未经审查的专利公报No.09-501482所披露的控制装置一样，则所述驾驶者对所述驾驶方式的请求可能不会被正确体现。导致在所述车辆行驶时，所述驾驶者的偏好不能被体现，使得所述驾驶者由于不期望的或未预料到的车辆特性而感到不适。
发明内容
本发明用来解决前述问题。本发明的一个目标是提供一种用于车辆的控制装置，其能够实现与驾驶者的偏好相匹配的车辆行驶特性。
根据本发明的用于车辆的控制装置包括检测车辆驾驶者输入的控制偏好的检测单元及控制所述车辆的控制单元。所述控制单元基于所述驾驶者的驾驶操作估计所述驾驶者的驾驶偏好并控制所述车辆以满足所述偏好。通过按照所检测到的控制偏好改变估计方式来估计所述驾驶偏好。
根据本发明，驾驶者输入自己的控制偏好，并且所输入的控制偏好被所述检测单元检测到。所述控制偏好包括，例如，突出所述车辆移动性的运动偏好，突出所述车辆舒适性的舒适偏好，突出所述车辆经济效益的经济偏好，诸如此类。所述检测单元检测通过模式选择开关选择的例如运动模式、舒适模式及经济模式之一。例如，当检测到所述驾驶者有用力快速压加速器踏板的操作时，所述控制单元估计所述驾驶者的驾驶偏好为突出移动性的高度运动性。如果反复检测到此种操作，则获知所述驾驶偏好为高度运动性。这里，所述控制单元依赖于所选择的控制偏好(运动、舒适及经济)改变获知例如运动性的程度。更具体地，如果不是处于运动模式，则执行的获知不会使得运动性增加得那么迅猛，而如果处于运动模式，则执行的获知使得运动性迅猛增加。这样，如果所述运动偏好未被选中作为控制偏好，即使在所述驾驶者用力压所述加速器踏板时，也不会获知所述驾驶偏好为高度运动性。从而，所述驾驶偏好能被正确地获知。因此，可提供一种用于车辆的控制装置，其能实现与所述驾驶者的偏好相匹配的车辆行驶性能。
优选地，所述控制单元基于至少驾驶者操作部件的操作量及所述操作量的变化比率中之一超过预定阈值来估计所述驾驶偏好。所述控制偏好包括至少以下控制偏好中的两种：突出车辆行驶性能的第一控制偏好，突出成本效益的第二控制偏好，突出舒适性的第三控制偏好。当第一种控制偏好被选中时，同第二种控制偏好及第三种控制偏好之一被选中时相比，所述控制单元将所述阈值设置得较低。
根据本发明，当驾驶者操作部件的操作量(加速器开度)或所述操作量的变化比率(加速器操作速度)超过预定阈值时，则估计所述驾驶偏好为高度运动性。这种情况中，当突出所述车辆行驶性能的第一种控制偏好被选中时，所述阈值会比未被选中时设置得更低，因此更可能估计所述驾驶偏好为运动性。反之，当突出所述车辆行驶性能的第一种控制偏好未被选中时，所述阈值会比被选中时设置得更高，因而估计所述驾驶偏好为运动性的可能性较小。这样，当所述运动偏好未被选中作为控制偏好时，即使所述驾驶者用力压所述加速器踏板，也不会获知所述驾驶偏好那么具有运动性。从而，所述驾驶偏好能被正确地获知。
优选地，基于所述阈值被超过的次数超过预定次数来估计所述驾驶偏好。当第一种控制偏好被选中时，与第二种控制偏好及第三种控制偏好被选中时相比，所述控制单元将所述阈值及所述预定次数设置得较低。
根据本发明，当驾驶者操作部件的操作量(加速器开度)或所述操作量的变化比率(加速器操作速度)超过预定阈值的次数超过预定次数时，则估计所述驾驶偏好为高度运动性。这种情况中，当突出所述车辆行驶性能的第一种控制偏好被选中时，与其未被选中时相比，所述阈值被设置得较低，并且所述次数也被设置得较低，因而更可能将所述驾驶偏好估计为运动性。反之，当突出所述车辆行驶性能的第一种控制偏好未被选中时，与其未被选中时相比，所述阈值被设置得较高，并且所述次数也被设置得较高，因而将所述驾驶偏好估计为运动性的可能性较低。这样，当所述运动偏好未被作为控制偏好选中时，即使当所述驾驶者短时间内用力压加速器踏板，也不会获知所述驾驶偏好那么具有运动性。从而，即使在短时间内也能正确获知所述驾驶偏好。
优选地，所述控制单元控制安装在车辆内的动力源及连接所述动力源的自动变速器。
根据本发明，安装在车辆内作为动力源的引擎及连接所述引擎的自动变速器被控制，从而按所述控制偏好及被正确获知的驾驶偏好获得输出。
优选地，所述控制单元基于所述驾驶者的操作及所述偏好来计算车辆要产生的驱动力，并控制至少所述动力源及所述自动变速器之一以实现要产生的驱动力。
根据本发明，在一种所谓的驱动力请求型控制系统中，基于所述驾驶者的操作及正确获知到的偏好来计算车辆要产生的驱动力，以致能够基于所请求的驱动力来控制引擎或自动变速器。
通过以下联系附图对本发明的详细说明，将使本发明前述及其它目标、特征、观点及优势更加明显。
附图说明
图1为包括ECU的控制结构图，所述ECU即根据本发明实施例的用于车辆的控制装置。
图2为说明了在ECU里执行的程序的控制结构的流程图。
具体实施方式
以下将参考附图对本发明实施例进行说明。在以下的说明中，相同的部件将用相同的参考符号表示，其命名和功能也是相同的。因而其详细的说明将不再重复。
图1所示为车辆的动力传动系，包括ECU即根据本发明实施例的控制装置。
如图1所示，所述车辆包括引擎100、变矩器200、自动变速器300，控制它们的ECU(电子控制单元)500，以及用来输入表示加速器踏板开度的信号至ECU 500的加速器踏板开度传感器600。要注意根据本实施例的控制装置不局限于应用在包含此类动力传动系的车辆上。除动力传动系的组件之外，还可包括协助所述引擎的马达(马达起动机)。可选地，所述动力传动系可仅包括马达(马达起动机)作为无引擎的动力源。注意以下将对车辆控制进行说明，所述车辆控制应用在具有引擎100，变矩器200及自动变速器300的动力传动系上，如图1所示。
ECU 500输出诸如节气门开度请求信号之类的控制信号，并接收诸如引擎转速信号之类的传感信号。
ECU 500还输出指示变矩器200的锁止离合器结合或分离(包括打滑)的控制信号。此外，ECU 500输出液压命令信号这样的控制信号至自动变速器300并从自动变速器300接收诸如输出轴转速信号之类的传感信号。
自动变速器300常配有液力耦合器及齿轮型阶梯式变速机构或带式或牵引式连续可变变速机构。变矩器200起到液力耦合器的作用。变矩器200包括锁止离合器。所述锁止离合器以机械的方式将变矩器200的驱动侧部件(在引擎100侧之上的泵轮)和被驱动侧部件(在所述自动变速器300侧之上的涡轮)直接耦合。从而，既能获得提高的燃料效益，又能获得乘坐舒适性。对此类锁止离合器在其中接合的锁止区域的设置通常基于例如车辆速度及节气门开度。
加速器踏板开度传感器600检测所述驾驶者操作的加速器踏板的开度。可用节气门开度传感器代替加速器踏板开度传感器600。
为输入所述驾驶者自己的驾驶偏好(控制偏好)，这种车辆提供有由驾驶者操作的用来输入行驶模式的开关。例如，该模式包括着重要求提高驾驶性的运动模式、着重要求提高舒适性能的舒适模式、着重要求提高成本效益的经济模式，诸如此类。所述模式输入开关是例如一个允许选择三个种类(运动，舒适，经济)中任一种的开关。ECU 500能基于通过该模式选择开关所选择的模式代表的驾驶偏好正确地获知所述驾驶者的驾驶偏好。
在此，舒适是一种优先提高NV(噪音&震动)特性的驾驶模式。经济是一种优先提高燃料效益特性的模式。
注意引擎100的旋转速度(引擎转速)为Ne，变矩器200的输出轴旋转速度(涡轮转速)为Nt，并且自动变速器300的输出轴旋转速度(输出转速)为No。
参考图2，以下将对根据本发明实施例在作为控制装置的ECU 500之中执行的程序的控制结构进行说明。
在步骤(此后略为S)100中，ECU 500检测所述驾驶者输入的模式。在此，三种中的任一种，也就是，运动模式(此后也用符号“S”代替)、舒适模式(此后也用符号“C”代替)及经济模式(此后也用符号“E”代替)被检测到。
在S200中，ECU 500检测加速器开度TA。ECU 500通过所述加速器开度TA的时间差分计算加速器操作速度dTA。ECU 500计算操作势能Pta，其通过以这些加速器开度TA及加速器操作速度dTA作为参数的函数F表示。操作势能Pta用F(dTA，TA)表示。例如，该函数F在有更大的加速器开度TA及更快的加速器操作速度dTA时有更大的值(＝Pta)。
在S300中，ECU 500通过计算操作势能Pta超过操作势能阈值Pth(X)(X＝S，C，E)达到预定的时间间隔dT的次数来计算计数值COUNT。这里，Pth(S)、Pth(C)、Pth(E)分别按所述模式选择开关所选择的相应运动(S)、舒适(C)、经济(E)设置。注意Pth(S)最小。注意计数值COUNT可能在所述运动模式中较大。
在S400中，ECU 500决定计数值COUNT是否等于或大于所述计数阈值Cth(X)。换言之，在预定的时间间隔dT内决定所述操作势能超过所述操作势能阈值的次数是否等于或大于计数阈值Cth(X)(X＝S，C，E)。注意所述计数阈值也具有由所述模式选择开关相应选择的运动(S)、舒适(C)、经济(E)设置的Cth(S)、Cth(C)、Cth(E)。注意Cth(S)最小。换言之，在所述运动模式中所述计数值COUNT更可能等于或大于所述计数阈值。如计数值COUNT等于或大于所述计数阈值Cth(X)(S400中的“是”)，则所述过程进行至步骤S500。否则(S400中的“否”)，所述过程进行至步骤S600.
S500中，ECU 500通过移动驾驶者在运动倾向方面的意图级别来获知所述驾驶者意图级别(驾驶偏好)。
S600中，ECU 500确定获知是否完成。如果已确定获知已完成(S600中的“是”)，则所述过程结束。否则(S600中的“否”)，所述过程回到S100.
以下将根据上述的结构及流程图对根据本发明实施例的作为控制装置的ECU 500的操作进行说明。
所述车辆行驶过程中，所述驾驶者输入的模式被检测到(S100)。所述驾驶者每次压所述加速器踏板，加速器开度TA都被检测到，加速器操作速度dTA被计算出来，并且使用以加速器开度TA及加速器操作速度dTA作为参数的函数F计算出操作势能Pta(S200)。运动偏好越强，所述操作势能Pta变得越大。
以预定的时间间隔dT，通过对所述操作势能Pta等于或大于所述操作势能阈值Pth(X)的次数进行计数来计算所述计数值COUNT，并且如果所述计数值COUNT等于或大于所述计数阈值Cth(X)(S400中的“是”)，则通过移动所述驾驶者在运动倾向方面的意图级别来执行获知(S500)。如图2所示(虽然在此只显示两种模式，即所述舒适模式及运动模式)，所述舒适模式及运动模式分别有不同的初始值ini(C)及ini(S)，并分别有不同的最大值max(C)及max(S)。此外，所述获知速度也不同并且在所述运动模式中被设置得更高。注意该获知速度能通过改变S300中的dT来实现。
当所述驾驶者用力并快速压所述加速器踏板时，所计算出来的操作势能Pta很大(S200)。这里，假定所述舒适模式被选中，既然所述操作势能阈值Pth(C)大于所述操作势能阈值Pth(S)，则同所述运动模式被选中时相比，所述操作势能P超过所述操作势能阈值Pth(C)的可能性就较小，并且所述计数值COUNT增加的可能性也较小。
此外，既然所述计数阈值Cth(C)大于所述计数阈值Cth(S)，则同所述运动模式被选中时相比，所述计数值COUNT大于所述计数阈值Cth(C)的可能性较小。因而，所述运动倾向方面的获知不会进行下去。
反之，假定所述运动模式被选中，既然所述操作势能阈值Pth(S)小于所述操作势能阈值Pth(C)，则同所述舒适模式被选中时相比，所述操作势能P更有可能超过所述操作势能阈值Pth(S)，且所述计数值COUNT更有可能增加。
此外，既然所述计数阈值Cth(S)小于所述计数阈值Cth(C)，则同所述舒适模式被选中时相比，所述计数值COUNT更有可能等于或大于所述计数阈值Cth(S)。因而，所述在运动倾向方面的获知趋向于进行下去。
如上所述，根据本发明实施例的用于车辆的控制装置，当基于所述驾驶者的驾驶偏好执行获知时，所述获知的内容依赖于所设置的驾驶模式而改变。当所述运动模式被选中时，执行获知以获得更多运动性。当所述舒适模式被选中时，执行获知以避免更多的运动性。相应地，即使所述驾驶者执行与所选驾驶模式相矛盾的操作，所述驾驶者的偏好能在所述矛盾不产生很大影响的方式下被获知到。
注意对所述车辆的控制基于在S500中获知的驾驶者意图级别。更具体地，当驾驶者在运动倾向方面的意图级别获知值增加时，产生对所述驾驶者的操作有良好敏感度的驱动力、制动力或转向力(优先于所述移动特性)。此类驱动力或制动力通过扭矩请求控制实现。该控制在包括引擎及自动变速器的车辆内执行，所述自动变速器允许引擎输出扭矩被独立于驾驶者的加速器踏板操作地控制，以通过自动变速器的变速传动比以及引擎扭矩和制动装置的制动力来实现基于所述驾驶者对加速器踏板的操作量、车辆驱动状况及诸如此类(这里是驾驶者在运动倾向方面的意图级别的获知值)计算出来的正、负目标驱动扭矩。在该控制中，可通过产生目标驱动扭矩容易地改变车辆的动态特性。
虽然已对本发明做了详细的描述和说明，但应清晰地明白这些描述和说明只是说明性及示例性的而非限制性的，本发明的精神和范围只受所附的权利要求的条款所限制。

Claims (5)

1.一种用于车辆的控制装置，包括：
检测由车辆驾驶者输入的控制偏好的检测单元，以及控制所述车辆的控制单元，其特征在于：
所述控制单元基于所述驾驶者的驾驶操作估计所述驾驶者的驾驶偏好并控制所述车辆以满足所述偏好，并且
通过按照检测到的控制偏好改变估计方式来估计所述驾驶偏好。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中：
所述控制单元基于驾驶者操作部件的操作量和所述操作量的变化比率至少其中之一超过预定阈值来估计所述驾驶偏好，
所述控制偏好包括至少以下控制偏好中的两种：突出车辆行驶性能的第一种控制偏好，突出成本效益的第二种控制偏好，突出舒适性的第三种控制偏好，并且
在所述第一种控制偏好被选中时，与所述第二种控制偏好及所述第三种控制偏好中的一种被选中时相比，所述控制单元将所述阈值设置得较低。
3.如权利要求2所述的控制装置，其中：
基于所述阈值被超过的次数超过预定次数来预测所述驾驶偏好，并且
在所述第一种控制偏好被选中时，与所述第二种控制偏好及所述第三种控制偏好中的一种被选中时相比，所述控制单元将所述阈值及所述预定次数设置得较低。
4.如权利要求1至3中任一项所述的控制装置，其中所述控制单元控制安装在车辆中的动力源及连接到所述动力源的自动变速器。
5.如权利要求4所述的控制装置，其中：
所述控制单元基于所述驾驶者的操作及所述偏好来计算车辆所要产生的驱动力，并控制所述动力源及所述自动变速器之一以实现要产生的驱动力。
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