CN101234602A - 用于车辆的行驶控制设备和行驶控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于车辆(10)的行驶控制设备，其包括要求驱动输出确定装置(50)，其用于基于目标车辆速度与实际车辆速度之间的差值的积分值来确定车辆(10)的驱动系统(20)的要求驱动力或者要求驱动转矩，以及驱动控制装置(50)，其用于基于要求驱动力来控制驱动系统(20)的致动。行驶控制设备还包括判定装置(50)，其用于判定要求驱动力或者要求驱动转矩是否由于附加控制的介入而在驱动系统(20)的控制中不能实现。当判定装置(50)判定要求驱动力在驱动系统(20)的控制中不能实现时，要求驱动输出确定装置(50)对要求驱动力的增大或者减小施加限制。

Description

用于车辆的行驶控制设备和行驶控制方法
技术领域
本发明涉及用于诸如汽车等的车辆的行驶控制设备和行驶控制方法。更具体而言，本发明涉及用于这样一种车辆的行驶控制设备和行驶控制方法，该车辆控制车辆的驱动力或者驱动系统(发动机、电动机等)的驱动转矩，使得车辆的车辆速度与目标车辆速度一致。
背景技术
近年来，诸如汽车等的车辆已经安装有用于自动控制车辆速度的“汽车行驶控制设备”，诸如“巡航控制”、“爬行行驶控制”(日本专利申请公开No.2004-90679(JP-A-2004-90679)、“下坡辅助控制”(日本专利申请公开No.2006-213294(JP-A-2006-213294))等。当致动这种自动行驶控制设备时，首先根据任意方法(例如，通过驾驶员指定或者选择车辆速度或者基于车辆的行驶状态(或者驾驶员的操纵状态)等)来确定车辆速度的目标值(目标车辆速度)。然后，将目标车辆速度和车辆速度的实际值(实际车辆速度)之间的差值作为反馈传输到用于车辆的驱动系统(诸如发动机、电动机等)的控制装置(驱动控制装置)，并且控制驱动力或者驱动转矩，使得实际车辆速度与目标车辆速度一致，即消除了目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值。根据如上所述的自动行驶控制，不要求驾驶员调节加速踏板或者制动踏板的下压量以将车辆速度控制到某个值或者保持车辆速度不变。因而，驾驶员操纵车辆的负荷大幅度降低。前述自动行驶控制设备还可以例如用于远程操作车辆行驶。
在前述自动行驶控制设备中的基于目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的反馈控制中，经常使用目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的(相对于时间的)积分值(或者累积值)来确定要求驱动力或者要求驱动转矩，以确保实际车辆速度对目标车辆速度良好的跟随性能。实现或者保持某个车辆速度所需的驱动力或者驱动转矩根据车辆的行驶状态而变化。因而，在使用与目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值成比例的量来调节驱动力或者驱动转矩的情况下，难以适合地设定其比例系数(在目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的反馈中的反馈增益)，即，当该增益较小时实际车辆速度的响应性恶化，当该增益较大时实际车辆速度趋于过冲。另一方面，在基于目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值对驱动力或者驱动转矩的值进行调节的情况下，与使用与目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值成比例的量进行该调节的情况相比，驱动力或者驱动转矩的调节量会随着目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值增大而增大。即使当将反馈增益保持较小以防止过冲的发生时，也可以使实际车辆速度迅速地跟随目标车辆速度。作为控制目标值的车辆速度是在控制中变化的驱动力或者驱动转矩的一阶延迟。因而，通过基于目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值控制驱动力或者驱动转矩来补偿车辆速度对驱动力或者驱动转矩的变化的响应延迟。
此外，在实际车辆中，在如上所述自动行驶控制设备的致动的过程中，在一些情况下中断致动或者优先于致动来执行用于控制车辆速度、驱动力或者驱动转矩的各种类型的控制(中断控制)。例如，在将驱动转矩从发动机经由自动变速器传递到每个车轮的同时，当发动机的旋转速度相对于车轮的旋转速度变得过高并且自动变速器过热时，自动变速器有时在一些情况下针对用于发动机的控制装置执行用于降低发动机的旋转速度的控制(失速控制)等。在这种情况下，自动行驶控制设备为了控制车轮速度而进行的驱动转矩的调节没有实现。结果，实际车辆速度与目标车辆速度偏离。
在前述自动行驶控制设备的控制构造中，如果在执行中断控制过程(其优先于自动行驶控制设备的控制而执行)中实际车辆速度保持偏离于(自动行驶控制设备的)目标车辆速度，目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值增大。结果，自动行驶控制设备的反馈控制中驱动系统要求的驱动力或者驱动转矩的调节量(要求驱动力或者要求驱动转矩)也保持增大。在此情况下，当响应于中断控制终止和有效反映自动行驶控制设备的控制的状态重新建立而恢复车辆速度控制时，诸如发动机等的驱动系统以增大了的要求驱动力或者要求驱动转矩的调节量致动。因而，造成了实际产生的驱动力或者实际产生的驱动转矩(实际驱动力或者实际驱动转矩)突然上升或者下降。在一些情况下，结果，严重地干扰了车辆的行为，或者造成车辆速度突然上升或者停滞。当然，还可以想到在执行中断控制过程中停止自动行驶控制设备的致动。在此情况下，当自动行驶控制设备的车辆速度控制恢复时，实际车辆速度返回到目标车辆速度的响应性会延迟。
然而，如上所述，在有关现有技术中，没有提出这样一种方案即考虑到在自动行驶控制设备的致动过程中已经执行中断控制的情况下控制车辆速度。
发明内容
本发明提供一种自动行驶控制设备，其用来使实际车辆速度与目标车辆速度一致，或者将实际车辆速度保持为目标车辆速度，并假定由于附加控制设备的致动而自动行驶控制设备进行的控制没有得到反映来构造该自动行驶控制设备，该自动行驶控制设备设计成抑制在附加控制设备的致动的过程中由于目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值(的绝对值)的增大而带来的不便。更具体地，本发明提供一种自动行驶控制设备，其构造成在附加控制设备的中断致动之后自动行驶控制设备的控制得到反映的状态建立时抑制车辆的驱动系统产生的驱动力或者驱动转矩的突然上升或者突然下降。
在本发明的第一方面，用于车辆的行驶控制设备，包括车辆速度差值计算装置，其用于计算目标车辆速度与实际车辆速度之间的差值；要求驱动输出确定装置，其用于基于目标车辆速度与实际车辆速度之间的差值的积分值来确定车辆的驱动系统的要求驱动力或者要求驱动转矩，使得实际车辆速度与目标车辆速度一致；以及驱动控制装置，其用于基于要求驱动力或者要求驱动转矩来控制驱动系统的致动。行驶控制设备还包括判定装置，其用于判定要求驱动力或者要求驱动转矩是否由于附加控制的介入而在驱动系统的控制中不能实现。在此行驶控制设备中，当判定装置判定要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中不能实现时，要求驱动输出确定装置对要求驱动力或者要求驱动转矩的增大或者减小施加限制。
应用了本发明第一方面的设备的行驶控制可以是如上所述用于车辆的实际车辆速度与目标车辆速度自动一致的任意类型的自动行驶控制，诸如巡航控制、爬行行驶控制、下坡辅助控制等。适于根据以下各种方法设定目标车辆速度：(a)通过车辆的驾驶员指定或者旋转，(b)基于车辆的驾驶员的驾驶操作量，(c)基于车辆所行驶的道路表面的坡度，或者(d)根据车辆的另一任意行驶状态或者车辆的另一任意行驶环境条件。通过中断在本发明的第一方面的行驶控制的工作来控制驱动系统的致动的控制适合为如以上所述的失速控制、怠速控制、牵引力控制、车辆行为稳定化控制(VSC)等。
如已经描述，在执行用于使实际车辆速度与目标车辆速度一致的行驶控制过程中，当目标车辆速度由于附加控制的介入而不能实现时，目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值的(绝对值)增大。因而，在通常的状况下，根据行驶控制的要求驱动力或者要求驱动转矩的绝对值应该大大地偏离在车辆中实际产生的实际驱动力或者实际驱动转矩。于是，在重新建立能够实现目标车辆速度的状态时，应该通过控制行驶控制来控制驱动系统来消除增大的实际驱动力或者增大的实际驱动转矩和要求驱动力或者要求驱动转矩之间的差值。这种控制构成了干扰车辆行为或者发生车辆速度突然上升或者停滞的因素。然而，根据本发明的前述方面，在不能够实现目标车辆速度的时段，通过限制要求驱动力或者要求驱动转矩的增大或者减小来限制了要求驱动力或者要求驱动转矩的(绝对值)的增大。因而，限制了实际驱动力或者实际驱动转矩在重新建立目标车辆速度能够实现的状态时突然上升或者下降。除此之外，当响应于能够实现目标车辆速度的状态的重新建立而恢复本发明第一方面的设备进行的车辆行驶控制时，通过限制要求驱动力或者要求驱动转矩的增大或者减小而不是停止行驶控制本身，在某种程度将目标车辆速度和实际车辆速度之间差值的变化趋势反映在要求驱动力或者要求驱动转矩上，实际车辆速度可以尽可能迅速地达到目标车辆速度。
作为实施的一个方面，适于执行在本发明该方面的行驶控制的目标车辆速度不能够实现的时段对要求驱动力或者要求驱动转矩的增大或者减小的限制，使得限制要求驱动力或者要求驱动转矩以防止在驱动系统中实际产生的实际驱动力或者实际驱动转矩和要求驱动力或者要求驱动转矩之间的差值偏离“预定的限制范围”。根据此构造，即使当在目标车辆速度不能够实现的时段持续之后发生目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值会增大的情况，对要求驱动力或者要求驱动转矩的值进行调节，使得将要求驱动力或者要求驱动转矩和实际驱动力或者实际驱动转矩之间的差值限定在预定的限制范围。于是，限制实际驱动力或者实际驱动转矩在能够实现目标车辆速度的状态重新建立时(即，在驱动系统中要求驱动力或者要求驱动转矩得到反映的状态重新建立时)突然变化。
在本发明的前述方面，将“预定的限制范围”的宽度设定成将要求驱动力或者要求驱动转矩根据目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值从实际驱动力或者实际驱动转矩偏移到一定的范围，而不是将其大致设定为0(即，不是使要求驱动力或者要求驱动转矩与实际驱动力或者实际驱动转矩的一致)。因而，能够使本发明该方面的车辆速度控制(其已经由于中断控制而中止)恢复时的要求驱动力或者要求驱动转矩接近本来应该在本发明该方面的车辆速度控制中实现的驱动力或者驱动转矩。当预定的限制范围的宽度太小时，实际驱动力或者实际驱动转矩在要求驱动力或者要求驱动转矩得到反映时变化较慢，实际车辆速度对目标车辆速度的跟随性能会恶化。同时，当预定的限制范围太大时，实际驱动力或者实际驱动转矩在要求驱动力或者要求驱动转矩得到反映时趋于变化较大。因而，在本发明实施例中，预定的限制范围的宽度适于预先以实验或者理论的方式确定，使得实际驱动力或者实际驱动转矩在能够实现目标车辆速度的状态重新建立时不会突然上升或者下降。
在要求驱动力或者要求驱动转矩至少得到反映的状态重新建立时，要求驱动力或者要求驱动转矩的值适于在那个时刻的实际驱动力或者实际驱动转矩的预定的限制范围内。因而，作为限制要求驱动力或者要求驱动转矩的增大或者减小的另一方面，对在判定装置判定从要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中不能实现的状态已经改变为要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中能够实现的状态时的要求驱动力或者要求驱动转矩进行限制，使得要求驱动力或者要求驱动转矩和判定时的实际驱动力或者实际驱动转矩之间的差值不偏离预定的限制范围。
此外，作为基于前述行驶控制的目标车速不能实现的时段对要求驱动力或者要求驱动转矩的增大或者减小进行限制的的又一实施方面，在判定装置判定要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中不能实现的状态被建立的时候，可以将要求动力或者要求驱动转矩的值保持在判定时的要求驱动力或者要求驱动转矩。通常，在车辆中，平衡实际车辆速度和目标车辆速度所需的驱动力或者驱动转矩只要车辆的行驶状态大致不变就保持大致不变。因而，在根据本发明该方面的行驶控制工作过程中，即使在暂时建立由附加控制的介入引起的车辆速度控制没有得到反映的这种状态之后车辆速度控制得到反映的这种状态重新建立的情况下，只要设定目标车辆速度没有变化，控制实际车辆速度所需的驱动力或者所需驱动转矩很可能在许多情况下大致等于附加控制刚刚介入之前的值。因而，如上所述，只要判定要求动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中不能实现，就适于通过保持要求驱动力或者要求驱动转矩的值(即，通过中止对目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值进行积分)来限制要求驱动力或者要求驱动转矩的变化，并当要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中能够实现的状态重新建立时，通过确保所保持的要求驱动力或者所保持的要求驱动转矩在驱动系统中得到反映来恢复附加控制介入之前的状态。适于存储附加控制介入时要求驱动力或者要求驱动转矩，并将其用作在附加控制终止之后车辆速度恢复时要求驱动力或者要求驱动转矩的值。
在本发明的第一方面，在车辆的驱动系统是发动机的情况下，要求驱动输出确定装置可以包括用于基于要求驱动力或者要求驱动转矩来计算发动机的目标节气门开度的装置，用于将发动机的节气门开度控制为目标节气门开度的装置，以及用于检测发动机的节气门开度的装置，并控制节气门开度以在驱动系统中输出要求驱动力或者要求驱动转矩。在此情况下，适于通过比较节气门开度的检测值和目标节气门开度并判定节气门开度的检测值与目标节气门开度之间的差值是否在预定的基准范围之外来判定要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中是否不能够实现。当检测到节气门开度的检测值与目标节气门开度之间的差值较大时(当差值超过预定的基准范围)时，根据本发明的此方面的控制没有得到反映的状态很可能已经建立了。在此情况下，适于判定要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中不能实现。当然，也适于通过从附加控制获取信息来判定附加控制已经介入。然而，根据前述判定方法，即使本控制设备没有结合有由于从附加控制获取信息的构造，也可以判定要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中是否不能实现。
本发明的第一方面抑制了由于行驶控制设备对用于驱动系统的驱动力或者驱动转矩的控制在该设备的致动的过程中由于附加控制的介入而暂时中止而带来的不便。尤其是，由于近年来在车辆行驶控制的现有技术中取得的进步，在比以前更多的情况下，在单个车辆中同时执行多种控制。在同时执行多个这种控制的情况下，本发明的第一方面允许这些控制彼此兼容地工作，并在具有各种控制功能的车辆中非常有用。
在本发明的前述方面，应该注意，如已经描述，行驶控制设备构造成即使在本发明的设备所需的要求在驱动系统没有得到反映的这种状态建立的情况下，也允许要求驱动力或者要求驱动转矩在宽度大致部等于0的预定的限制范围从实际驱动力或者实际驱动转矩偏移。根据此构造，在响应于本发明该方面的设备所需的要求在驱动系统中得到反映的这种状态重新建立而恢复车辆速度控制时，要求驱动力或者要求驱动转矩从那个时刻的实际驱动力或者实际驱动转矩在反映目标车辆速度和实际车辆速度之间的变化趋势的方向上偏离(接近基于目标车辆速度和实际车辆速度之间的差值的积分值而得到的要求驱动力或者要求驱动转矩)。因而，在车辆速度控制恢复之后，确保了实际车辆速度对目标车辆速度良好的跟随性能。此外，根据此构造，即使在车辆的驱动系统中，实际驱动力或者实际驱动转矩由于路面状况的变化、车辆使用环境、随时间老化等而与要求驱动力或者要求驱动转矩不一致的情况下，也能恢复良好的车辆速度控制。因而，是有利的。在驱动系统中不能准确地或者适合地产生用于要求驱动力或者要求驱动转矩的指令值(尤其是在所产生的驱动力或者所产生的驱动转矩小于其要求值)的情况下，如果以要求驱动力或者要求驱动转矩与实际驱动力或者实际驱动转矩一致来恢复根据本发明该方面的车辆速度控制，在车辆速度控制恢复之后实际车辆速度对目标车辆速度的跟随性能恶化。然而，根据前述构造，要求驱动力或者要求驱动转矩从实际驱动力或者实际驱动转矩在反映目标车辆速度和实际车辆速度之间差值的变化趋势的方向上偏离。因而，能够使实际车辆速度更迅速地接近目标车辆速度。
在本发明的第二方面，用于车辆的行驶控制方法计算目标车辆速度与实际车辆速度之间的差值；基于目标车辆速度与实际车辆速度之间的差值的积分值来确定车辆的驱动系统的要求驱动力或者要求驱动转矩，使得实际车辆速度与目标车辆速度一致；基于要求驱动力或者要求驱动转矩来控制驱动系统的致动；判定要求驱动力或者要求驱动转矩是否由于附加控制的介入而在驱动系统的控制中不能实现；并且在判定要求驱动力或者要求驱动转矩在驱动系统的控制中不能实现时，对要求驱动力或者要求驱动转矩的增大或者减小施加限制。
附图说明
结合附图，从以下对示例性实施例的描述，本发明的前述和其它目的、特征和优点将变得明显，其中类似的标号用来表示类似的元件：
图1A示出了包括根据本发明实施例的行驶控制设备的汽车的示意图。图1B以控制框图的形式表示确定行驶控制设备的要求驱动转矩的控制处理；
图2A至图2D是以示例示出了在行驶控制设备执行车辆速度控制的过程中中断控制介入的情况下要求驱动转矩(虚线)、实际驱动转矩(实线)、目标车辆速度(虚线)和实际车辆速度(实线)随时间的变化，它们中的每一者示出了实际车辆速度低于目标车辆速度的情况。图2A和图2B示出了在中断控制工作过程中要求驱动转矩没有受到限制的情况下(现有技术)驱动转矩和车辆速度各自的变化。图2C和图2D示出了在中断控制工作过程中要求驱动转矩被限制的情况下(本发明实施例)驱动转矩和车辆速度各自的变化；
图3A至图3D是各自类似于图2A至图2D的图。这些图以示例示出了在行驶控制设备执行车辆速度控制的过程中中断控制介入的情况下要求驱动转矩、实际驱动转矩、目标车辆速度和实际车辆速度随时间的变化，它们中的每一者示出了实际车辆速度高于目标车辆速度的情况。图3A和图3B示出了在中断控制工作过程中要求驱动转矩没有受到限制的情况下(现有技术)驱动转矩和车辆速度各自的变化。图3C和图3D示出了在中断控制工作过程中要求驱动转矩被限制的情况下(本发明实施例)驱动转矩和车辆速度各自的变化；
图4A至图4D是各自类似于图2A至图2D的图。这些图以示例示出了当由于车辆的使用环境、随时间的老化等而在车辆的驱动系统中对于要求驱动转矩实际驱动转矩不适合产生时(当实际驱动转矩小于要求驱动转矩时)，在行驶控制设备执行车辆速度控制的过程中中断控制介入的情况下，要求驱动转矩、实际驱动转矩、目标车辆速度和实际车辆速度随时间的变化。图4A和图4B示出了在中断控制工作过程中使要求驱动转矩与实际驱动转矩大致一致的情况下驱动转矩和车辆速度各自的变化。图4C和图4D示出了在中断控制工作过程中要求驱动转矩在预定限制范围内可变的情况下驱动转矩和车辆速度各自的变化；以及
图5以流程图的形式表示根据本发明实施例的驱动控制装置的控制处理。
具体实施方式
以下将参照附图以实施例来详细描述本发明。在附图中类似的参考符号表示类似的部位。
(设备的构造)图1A示意性地示出了安装有根据本发明实施例的行驶控制设备的汽车。在图1A中，具有左前轮12FL、右前轮12FR、左后轮12RL和右后轮12RR的车辆10安装有驱动系统20，该驱动系统20在通常的模式下根据驾驶员对加速踏板14的下压产生用于各车轮的驱动力(在图1A图示的示例中仅仅是后轮，因为车辆10是后轮驱动车辆)。在图示的示例中，将驱动系统20设计成从发动机22经由变矩器24、自动变速器26、差速齿轮机构28等输出的驱动转矩或者旋转驱动力传递到各后轮12RL和12RR。驱动系统20可以是采用电动机来代替发动机22的电气驱动系统或者具有发动机和电动机两者的混合动力驱动系统。尽管为了简便起见而没有图示，但是和通常车辆的情况一样，车辆10设置有用于产生用于各车轮的制动力的制动装置和控制前轮的转向角度或者前轮和后轮的转向角度的转向装置。制动装置具有液压回路，该液压回路包括储油器、油泵、各种阀等、装配在相应车轮上的轮缸和响应于驾驶员对制动踏板的下压而被致动的主缸。液压回路响应于主缸中的压力来调节相应轮缸中的制动压力(即，施加到相应车轮的制动力)。然而，可以将制动装置设计成将制动力电磁施加到各车轮，或者设计成本领域的技术人员公知的其它任意形式。车辆可以是前轮驱动车辆或者四轮驱动车辆。
驱动系统20的致动由电子控制单元50来控制。根据本发明实施例的行驶控制设备中的相应装置在此电子控制单元50的构造和致动中实现。根据本实施例的行驶控制设备执行的控制适合为用于使车辆的自动车辆速度与目标车辆速度自动一致的任意类型的自动行驶控制，更具体地诸如巡航控制、怠速控制、爬行行驶控制、下坡辅助控制等。在通过与本发明实施例的行驶控制不同的附加的中断控制(例如，失速控制、牵引力控制。VSC等)来控制驱动系统的情况下，这些类型的控制中的任何一者优先于根据本发明实施例的行驶控制而被执行。中断控制还可以在电子控制单元50内部实现。可选地，中断控制适合于在另一电子控制装置单元(未示出)中执行。
电子控制单元50适合于包括驱动电路和通常类型的微计算机，该微计算机具有由双向公共总线彼此连结的CPU、ROM、RAM和输入/输出端口装置。将发动机的旋转速度Er的检测值、发动机的节气门22a的节气门开度θs、加速踏板下压量θa等从设置在车辆的相应部分上的传感器输入电子控制单元50。将车轮速度Vwi的检测值从车轮速度传感器30i(i＝FL、FR、RL、RR)输入到电子控制单元50。除了前述检测值之外，还适于输入用于获得在本发明实施例的车辆中执行各种类型控制所需的各种参数的各种检测信号。如将在以下详细描述，电子控制单元50基于前述一系列信息调节发动机22的节气门22a的开度，使得当车辆的实际车辆速度于目标车辆速度一致时实现要求驱动转矩。目标车辆速度适于由安装在可由车辆的驾驶员接近的位置处(例如，在方向盘、前挡板等上)的速度设定器52来设定。
图1B以控制块的形式示出了在用于车辆速度控制的电子控制单元50中用于从目标车辆速度和实际车辆速度确定要求驱动转矩的控制处理的构造。应该理解到在图1B中，以驱动转矩的单位来计算驱动系统的驱动输出指令值，但是也可以以在车辆的各车轮中产生的驱动力的单位来计算。
参照图1B，根据本发明实施例的控制构造和通常的车辆速度控制的构造一样，如在图1B中所示包括这样的反馈构造，其中计算速度设定器52赋予的目标车辆速度Vt和从车轮速度等估计的实际车辆速度Va之间的差值ΔV＝Vt-Va(加法器a1，车辆速度差值计算装置)，对差值ΔV逐次进行积分以消除差值ΔV，然后计算要在驱动系统中输出的要求驱动转矩Tt。适于根据例如Tt＝ΔT+Tt(前次值)...(1)(加法器a2)来赋予要求驱动转矩Tt。应该注意，此处ΔT是使用以当前车辆速度差值ΔV为变量的对照图(未示出)而获得的转矩变化量。通常，此转矩变化量是以ΔT＝K1·ΔV...(2)(乘法器m1)形式赋予的量。K1是反馈增益。此反馈增益可以是常数，但也可以由以车辆速度差值ΔV为变量的对照图赋予。此外，Tt(前次值)是到现在为止已经获得的要求驱动转矩(即，ΔT积分到目前为止的积分值)。因而，根据表达式(1)中的要求驱动转矩，在赋予目标车辆速度为某个值时实际车速Vt与目标车辆速度Va不同的情况下，造成Tt的变化，车辆加速/减速，直到实际车辆速度Vt与目标车辆速度va一致。于是，当实际车辆速度Vt与目标车辆速度Va一致时，由与到目前为止获得的车辆速度差值ΔV对应的ΔT的积分值所导致的驱动转矩与使车辆加速/减速的力(例如，路面坡度或者行驶阻力)平衡以保持车辆速度。
这样计算的要求驱动转矩Tt然后用来计算驱动系统的目标节气门开度θst。然而，如将后述，在优先于根据本发明实施例的设备的控制而执行的中断控制介入控制发动机的情况下，要求驱动转矩Tt不直接地用作用于发动机的控制指令值。相反，要求驱动转矩受到上/下限制保护G1，该上/下限制保护G1是通过参照在发动机中实际产生的实际驱动转矩Ta来设定的。因此，要求驱动转矩Tt的值被限制。即使在根据本发明实施例的控制在驱动系统中实现的情况下，为了驱动系统或者车辆的运行安全或者保护，适于执行诸如用于限制要求驱动转矩Tt的最大值或者最小值的上/下限制保护、用于限制要求驱动转矩Tt的变化的最大值或者最小值的变化量保护等的处理。
在用于限制要求驱动转矩的值的上/下限制保护G1中，其中要求驱动转矩被用来在执行中断控制的过程中计算驱动系统的目标节气门开度θst，要求驱动转矩的值被限制到由Ta-Tlg≤Tt≤Ta+Tug...(3)限定的范围。应该注意，此处Tlg和Tug分别是从实际驱动转矩Ta测量的要求驱动转矩的上限制和下限制。即，在执行中断控制过程中，允许要求驱动转矩Tt可仅仅在以实际驱动转矩Ta为基准的预定限制范围内变化。在此情况下，如从图1B理解到，还通过使用限制到表达式(3)的范围的要求驱动转矩作为Tt(前次值)来对表达式(1)中的要求驱动转矩的ΔT进行积分。因而，只要在表达式(1)中计算的要求驱动转矩的值被限制到从实际驱动转矩测量的表达式(3)的范围，当前车辆速度差值ΔV得到反映。即使在表达式(1)中的要求驱动转矩的值超过表达式(3)中的值的情况下，将要求驱动转矩设定为与车辆速度差值ΔV的积分值(即，ΔT的积分值)的符号对应的上限制或者下限制。然后，在中断控制终止之后，使用在某种程度上反映到目前为止表明的车辆速度差值ΔV的趋势的要求驱动转矩将根据本发明实施例的车辆速度控制恢复。
尽管未示出，除了前述反馈控制的构造之外通常还设置前馈控制部分。在前馈控制部分中，计算要求驱动转矩的前馈分量TFF。例如在车辆所行驶的路面具有坡度的情况下，要求驱动转矩的前馈分量TFF根据路面的坡度而增大/减小要求驱动转矩。在还使用此前馈控制的情况下，以将根据V的积分值(ΔT的积分值)得到的反馈控制的要求驱动转矩表示为反馈分量TFB，来根据Tt＝TFB+TFF...(4)得到总要求驱动转矩Tt。在对车辆速度差值ΔV进行积分当中，需要去除前馈分量TFF。结果，因而，根据Tt＝ΔT+Tt(前次值)-TFF(前次值)+TFF...(5)得到要求驱动转矩。在执行中断控制过程中，以相同的方式将Tt限制到表达式(3)的范围。将限制到表达式(3)的范围的值用作Tt(前次值)。
(设备的致动)图2A至图4D示出了在根据本发明实施例的行驶控制设备致动过程中在附加的中断控制介入的情况下驱动转矩(虚线)、实际驱动转矩(实线)、目标车辆速度(虚线)和实际车辆速度(实线)随时间变化的示例。为了比较，也图示了在现有技术中行驶控制设备的示例情况。
首先参照图2A至图2D。如图2A和图2所示，当实际车辆速度由于中断控制而低于目标车辆速度时，在中断控制工作过程中要求驱动转矩没有被限制的情况下(现有技术)，在车辆速度控制恢复之后实际驱动转矩突然增大(图2A)，响应于此，实际车辆速度变得比目标车辆速度高很多(图2B)。另一方面，如图2C和图2D所示，在中断控制工作过程中要求驱动转矩受到限制的情况下(本实施例)，允许在中断控制工作过程中将要求驱动转矩改变到比实际驱动转矩大Tug的值(图2C)。在此情况下，在车辆速度控制恢复之后实际车辆速度迅速地跟随目标车辆速度(图2D)。
接着参照图3A至图3D。如图3A和图3B所示，当实际车辆速度由于中断控制而高于目标车辆速度时，在中断控制工作过程中要求驱动转矩没有被限制的情况下(现有技术)，在中断控制工作过程中要求驱动转矩显著地减小。因而，实际驱动转矩大致为0，直到在车辆速度控制恢复之后要求驱动转矩变成正值。结果，造成了车辆速度的停滞。另一方面，如图3C和图3D所示，在中断控制工作过程中要求驱动转矩被限制的情况下(本发明实施例)，允许在中断控制工作过程中要求驱动转矩改变到比实际驱动转矩小Tlg的值(图3C)。在此情况下，在车辆速度控制恢复之后实际车辆速度迅速地跟随目标车辆速度(图3D)。
如上所述，即使在现有技术的行驶控制设备中，即附加的中断控制介入的情况下，当根据表达式(3)不对要求驱动转矩Tt进行限制时，如图2B或者图3B所示，在中断控制工作过程中实际车辆速度Va从目标车辆速度Vt偏离以继续ΔV≠0的状态，并且要求驱动转矩Tt继续上升(图2A)或者下降(图3A)。此后，当响应于中断控制的终止而恢复行驶控制设备进行的车辆速度控制时，实际驱动转矩Ta突然增大(图2A)或者下降(图3A)以实现那个时刻的要求驱动转矩Tt。结果，车辆速度增大(图2B)或者停滞(图3B)。
另一方面，如上所述，在中断控制工作过程中由上/下限制保护将要求驱动转矩Tt限制到表达式(3)的范围的情况下，即使当ΔT加在表达式(1)或者(5)中时，如图2C或者图3C所示，要求驱动转矩Tt大致沿着实际驱动转矩Ta变化。因而，当响应于中断控制的终止而恢复行驶控制设备进行的车辆速度控制时，抑制了实际驱动转矩的突然变化。结果，实际车辆速度迅速地跟随目标车辆速度(图2D或者图3D)。
如已经描述，在中断控制工作过程中，不使要求驱动转矩Tt与实际驱动转矩Ta完全一致，而是将要求驱动转矩Tt设定成在ΔT的积分值得到反映的方向上可变时，即使在驱动系统中由于车辆的使用环境、随时间老化等而不能产生要求驱动转矩的情况下也使实际车辆速度更迅速地跟随目标车辆速度。
图4A至图4D示出了前述状况。图4A和图4B示出了在中断控制工作过程中使要求驱动转矩与实际驱动转矩大致一致的情况下驱动转矩和车辆速度各自的变化。图4C和图4D示出了在中断控制工作过程中要求驱动转矩在预定的限制范围内可变的情况下驱动转矩和车辆速度各自的变化。从图4A至图4D理解到，当恢复车辆速度控制时，在图4A的情况中要求驱动转矩从那个时刻的实际驱动转矩起根据车辆速度差值开始上升，而在图4C的情况下，从比那个时刻的实际驱动转矩大Tug的值起根据车辆速度差值上升。即，在中断控制工作过程中使要求驱动转矩Tt与实际驱动转矩Ta完全一致的情况下，当恢复由行驶控制设备进行的车辆速度控制时，在已经等待ΔT的积分值之后要求驱动转矩发生变化。因而，车辆速度的变化被延迟(图4A和图4B)。同时，如果将要求驱动转矩Tt在ΔT的积分值得到反映的方向上从实际驱动转矩Ta偏移，则在中断控制终止时以更大的要求驱动转矩恢复车辆速度控制(图4C和图4D)。
图5作为流程图表示在用于实现根据本发明实施例的行驶控制的电子控制单元50中的处理过程的流程。当通过驾驶员进行的输入(例如，通过开启致动开关ON)要求车辆速度的自动控制时，图5的控制处理以毫秒数量级的间隔重复地执行。
参照图5，当控制循环开始时，首先检测或者估计当前实际车辆速度Va。适于根据任意方法基于与来自车轮速度传感器的车轮速度Vwi有关的数据确定实际车辆速度Va，其中车轮速度传感器设置在相应车轮上，任意方法例如为驱动轮、从动轮等所有车轮的车轮速度的平均值(步骤10)。此后，根据表达式(1)和(2)或者表达式(5)和(2)计算要求驱动转矩Tt(步骤20)。
然后判定优先于作为根据本发明实施例的行驶控制的车辆速度控制执行的中断控制是否正在工作，即用于车辆速度控制的要求是否得到反映(步骤30)。可以通过接收到表示与中断控制是否执行驱动系统的控制有关的信息的信号来进行此判定。然而，如将后述，可以通过参照节气门开度的状态来进行此判定。当在步骤30的判定中判定为用于车辆速度控制的要求得到反映时，在步骤20中计算的要求驱动转矩Tt根据本领域人员公知的任意方法转换成目标节气门开度(步骤40)。目标节气门开度传输到驱动系统等的控制装置(节气门开度致动器(未示出))(步骤50)。
另一方面，当在步骤30的判定中判定为用于车辆速度控制的要求没有得到反映时，将要求驱动转矩Tt的值限制到由前述表达式(3)所限定的范围。此处理适于通过置换处理，例如(步骤60)Tt←MAX(Tt，Ta-Tlg)...(6a)(步骤70)Tt←MIN(Tt，Ta+Tug)...(6b)来进行(应该注意，此处MAX表示选择最大值，MIN表示选择最小值)。适于使用例如以当前节气门开度、发动机旋转速度等为变量的对照图来估计在发动机中产生的实际驱动转矩Ta。适于以实验或者理论的方式确定上限制Tug和下限制Tlg，使得在恢复车辆速度控制中不会发生实际驱动力或者实际驱动转矩的突然上升或者下降。
因而，当计算被限制变化的要求驱动转矩Tt时，将要求驱动转矩Tt转换到目标节气门开度(步骤40)，并且目标节气门开度作为指令值传输到驱动系统的控制装置(步骤50)。如已经描述，已经经历了步骤60和步骤70的要求驱动转矩Tt用作随后控制循环的步骤20中的前次值。从前述描述中理解到，当用于本发明的行驶控制设备对驱动系统的控制的要求在中断控制终止之后得到反映时，在之前循环中已经经历了步骤60和步骤70、并已经通过将ΔT加到要求驱动转矩获得为实际驱动转矩Ta附近的值的要求驱动转矩输出到驱动系统。结果，在驱动系统中，避免了转矩的突然变化。
(要求反映状态的判定)如已经描述，适于根据节气门开度的检测值θs与在图5的流程图的步骤40中计算出的目标节气门开度θst是否大致一致来判定用于在图5的步骤30中车辆速度控制的要求是否得到反映。例如，当对于节气门开度的检测值和目标节气门开度之间的差值的绝对值，建立了|θs-θst|＞Δθs...(7)关系时(应该注意，Δθs是非常小的正常数)，节气门开度的检测值θs和目标节气门开度θst之间的差值较大，并且由于中断控制用于根据本发明实施例的车辆速度控制的驱动系统的控制没有得到反映，换言之，适于判定没有建立“要求反映”的状态。根据此方法，可以不使用从中断控制获取与其工作状态有关的信息的构造就可以发现根据本发明实施例的行驶控制是否得到反映。
以上已经就本发明的具体的实施例详细描述了本发明。但是，本领域的技术人员明显可见，本发明不限于其前述实施例，并且各种其它实施例在本发明的范围内是可行的。
例如，关于在中断控制工作过程中对要求驱动转矩Tt进行限制，适于如已经描述那样限制要求驱动转矩Tt。例如，允许仅仅在图5的步骤30中判定为暂时工作的中断控制已经终止的循环中执行步骤60和步骤70。在中断控制过程中，要求驱动转矩Tt没有得到反映，因而可以是任意值。例如，从中断控制开始工作到其终止期间，可以停止加上基于表达式(1)或者(5)的ΔT，由此保持要求驱动转矩的值。在此情况下，在中断控制工作终止之后，在其开始之前的状态下恢复驱动终止的控制。
尽管在描述本发明前述实施例中描述了通过驱动系统的控制进行的车辆速度控制，但是应该理解到当车辆速度超过目标车辆速度时，可以以适合的方式自动地致动该控制设备。

Claims (15)

1.一种用于车辆(10)的行驶控制设备，包括车辆速度差值计算装置(a1)，其用于计算目标车辆速度与实际车辆速度之间的差值；要求驱动输出确定装置(50)，其用于基于所述目标车辆速度与所述实际车辆速度之间的所述差值的积分值来确定所述车辆(10)的驱动系统(20)的要求驱动力或者要求驱动转矩，使得所述实际车辆速度与所述目标车辆速度一致；以及驱动控制装置(50)，其用于基于所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩来控制所述驱动系统(20)的致动，所述行驶控制设备的特征在于包括：
判定装置(50)，其用于判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩是否由于附加控制的介入而在所述驱动系统(20)的控制中不能实现，其中，当所述判定装置(50)判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时，所述要求驱动输出确定装置(50)对所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的增大或者减小施加限制。
2.根据权利要求1所述的行驶控制设备，其中，在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时所述要求驱动输出确定装置(50)对所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的增大或者减小施加限制的情况下，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩被限制使得所述驱动系统(20)的实际驱动力或者实际驱动转矩与所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩之间的差值不偏离预定的限制范围。
3.根据权利要求1所述的行驶控制设备，其中，在所述判定装置(50)判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时，将所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值保持为当判定所述要求驱动力或者所述驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值。
4.根据权利要求1所述的行驶控制设备，其中，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值被限制使得，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩与所述驱动系统(20)在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的状态从所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在驱动系统的控制中不能实现的状态改变为所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中能够实现的状态时的实际驱动力或者实际驱动转矩之间的差值不偏离预定的限制范围。
5.根据权利要求1所述的行驶控制设备，其中，在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时所述要求驱动输出确定装置(50)对所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的增大或者减小施加限制的情况下，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩被限制使得所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值相较于基于所述目标车辆速度和所述实际车辆速度之间的所述差值的积分值而确定的所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值，更靠近所述驱动系统(20)的实际驱动力或者实际驱动转矩。
6.根据权利要求1所述的行驶控制设备，其中，所述车辆(10)的所述驱动系统(20)是发动机，
所述要求驱动输出确定装置(50)包括用于基于所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩来计算所述发动机的目标节气门开度的装置，用于将所述发动机的节气门开度控制为所述目标节气门开度的装置，以及用于检测所述发动机的所述节气门开度的装置，并且
当所述节气门开度的检测值与所述目标节气门开度之间的差值处于预定的基准范围之外时，所述判定装置(50)判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的行驶控制设备，其中，由所述车辆(10)的驾驶者来设定所述目标车辆速度。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的行驶控制设备，其中，基于所述车辆(10)的驾驶者的驱动操作量来设定所述目标车辆速度。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的行驶控制设备，其中，基于所述车辆所行驶的路面的坡度来设定所述目标车辆速度。
10.一种用于车辆(10)的行驶控制方法，其特征在于包括：
计算目标车辆速度与实际车辆速度之间的差值；
基于所述目标车辆速度与所述实际车辆速度之间的所述差值的积分值来确定所述车辆(10)的驱动系统(20)的要求驱动力或者要求驱动转矩，使得所述实际车辆速度与所述目标车辆速度一致；
基于所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩来控制所述驱动系统(20)的致动；
判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩是否由于附加控制的介入而在所述驱动系统(20)的控制中不能实现；并且
在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时，对所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的增大或者减小施加限制。
11.根据权利要求10所述的行驶控制方法，其中，在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时对所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的增大或者减小施加限制的情况下，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩被限制使得所述驱动系统(20)的实际驱动力或者实际驱动转矩与所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩之间的差值不偏离预定的限制范围。
12.根据权利要求10所述的行驶控制方法，其中，在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时，将所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值保持为在判定所述要求驱动力或者所述驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值。
13.根据权利要求10所述的行驶控制方法，其中，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值被限制使得，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩与所述驱动系统(20)在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的状态从所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在驱动系统(20)的控制中不能实现的状态改变为所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中能够实现的状态时的实际驱动力或者实际驱动转矩之间的差值不偏离预定的限制范围。
14.根据权利要求10所述的行驶控制方法，其中，在判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现时对所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的增大或者减小施加限制的情况下，所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩被限制使得所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值相较于基于所述目标车辆速度与所述实际车辆速度之间的所述差值的积分值而确定的所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩的值，更靠近所述驱动系统(20)的实际驱动力或者实际驱动转矩。
15.根据权利要求10所述的行驶控方法，其中，所述车辆(10)的所述驱动系统(20)是发动机，所述方法还包括：
基于所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩来计算所述发动机的目标节气门开度；
将所述发动机的节气门开度控制为所述目标节气门开度；
检测所述发动机的所述节气门开度；并且
当所述节气门开度的检测值与所述目标节气门开度之间的差值处于预定的基准范围之外时，判定所述要求驱动力或者所述要求驱动转矩在所述驱动系统(20)的控制中不能实现。
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