CN102667117B - 车辆控制系统以及车辆控制方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆控制系统，包括产生施加至车辆的加速度产生装置（发动机、T/M）以及基于表示驾驶员对加速器踏板的操作的加速器踏板行程Pa以及车辆的车速v而控制加速度产生装置的车辆控制装置。在车辆控制系统或方法中，车辆控制装置根据基于加速器踏板行程Pa和要求加速度之间的关系确定的要求加速度Gx控制加速度产生装置，作为条件，该关系包括对应于指定的加速器踏板行程的加速度，其由在加速器踏板行程保持在指定值时的车速和加速度之间的关系规定。

Description

车辆控制系统以及车辆控制方法
技术领域
本发明涉及车辆控制系统和车辆控制方法。
背景技术
近年来，执行被称为“扭矩需求控制”的车辆控制，在该控制下，基于车辆的车速确定作为驾驶员需要的加速度的目标加速度，且基于由此确定的目标加速度控制驾驶员操作加速器踏板时的加速操作量（加速器踏板行程，踏板效果等）以及发动机的节气门的开启、燃料喷射量、点火时间等，如日本专利申请公开No.63-025342(JP-A-63-025342)中所述。虽然在公知的扭矩需求控制下基于车速和加速操作量来确定目标加速度，但是基于专业鉴别器的感测所确定的目标加速度不能很好的实现高质量加速性能或对任意驾驶员都认同的良好加速感觉，且因此难于设计出最佳的目标加速度。
扭矩需求控制的某些示例采用韦伯-费希纳（Weber-Fechner）定律，如日本专利申请公开No.2008-254600(JP-A-2008-254600)、日本专利申请公开No.2009-057874(JP-A-2009-057874)、日本专利申请公开No.2009-057875(JP-A-2009-057875)以及日本专利申请公开No.2009-083542(JP-A-2009-083542)中所述。根据韦伯-费希纳定律，“人类感知量与对其施加的刺激的物理量的对数成比例”。在采用韦伯-费希纳定律的扭矩需求控制中，基于车速、加速操作量以及采用韦伯-费希纳定律的指数函数来确定要求值，且基于要求值执行发动机等的输出控制。在如上所述的公知的扭矩需求控制中，加速度随着车速的提高而以更高的速率减小，或在相同加速操作量的情况下，需要很长时间才能达到稳定状态，这就导致车速提高，由此可能使驾驶员感觉不舒服。
而且，借助采用韦伯-费希纳定律的扭矩需求控制难于设计与驾驶员的加速操作量有关的最佳目标加速度，且该控制不足以实现满足或适应驾驶员的感受度的加速度，因此还有改进的余地。
发明内容
鉴于上述情况，提出本发明，且本发明提供车辆控制系统和车辆控制方法，通过确定与驾驶员的加速操作量有关的最佳要求值而使得能够完全实现满足驾驶员的感受度的加速度。
根据本发明的一个方面，提供一种车辆控制系统，包括加速度产生装置和车辆控制装置，所述加速度产生装置用于产生被施加给车辆的加速度，所述车辆控制装置用于基于表示驾驶员对加速器踏板的操作的加速操作量和车辆的车速来控制所述加速度产生装置，其中，所述车辆控制装置基于与所述加速度相对应的要求值来控制所述加速度产生装置，所述要求值是基于在所述加速操作量和所述要求值之间的关系来确定的，作为条件，所述关系包括与指定加速操作量相对应的加速度，所述指定加速操作量是由在所述加速操作量保持在所述指定加速操作量时的所述加速度和所述车速之间的关系来规定的。
在上述车辆控制系统中，作为另一个条件，加速操作量和要求值之间的关系优选包括作为在从怠速开启到关闭时被施加给所述车辆的加速度的最小加速度。
在上述车辆控制系统中，优选地，在从所述怠速开启到关闭时被施加的所述最小加速度是作为在从所述怠速开启到关闭时由所述加速度产生装置所能够产生的加速度的最小可产生加速度。
在上述车辆控制系统中，优选地，根据所述车速来确定在所述怠速为开启时施加给所述车辆的所述最小加速度。
在上述车辆控制系统中，当所述加速操作量处于大于至少所述指定加速操作量的范围内时，作为另一个条件，在所述加速操作量和所述要求值之间的关系包括作为当所述加速操作量等于最大值时由所述加速度产生装置所能够产生的加速度的最大可产生加速度。
在上述车辆控制系统中，优选地，在所述加速操作量等于所述最大值时的所述要求值对应于所述最大可产生加速度。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆控制系统，其包括加速度产生装置和车辆控制装置，所述加速度产生装置用于产生被施加给车辆的加速度，所述车辆控制装置用于基于表示驾驶员对加速器踏板的操作的加速操作量和所述车辆的车速来控制所述加速度产生装置，其中，所述车辆控制装置基于在所述加速操作量和与所述加速度相对应的要求值之间的关系来控制所述加速度产生装置，所述关系是指示在所述加速操作量和所述要求值之间的包括与指定加速操作量相对应的加速度的关系的线和指示在所述加速操作量和所述要求值之间的包括最大可产生加速度的关系的线的组合，其中，由在所述加速操作量保持在所述指定加速操作量时的所述加速度和所述车速之间的关系来规定所述指定加速操作量，并且所述最大可产生加速度为当所述加速操作量等于最大值时由所述加速度产生装置所能够产生的加速度。
根据本发明另一方面，提供一种车辆控制方法，其用于基于表示驾驶员对加速器踏板进行操作的加速操作量和车辆的车速来控制加速度产生装置，所述加速度产生装置用于产生被施加给所述车辆的加速度，其中，基于与所述加速度相对应的要求值来控制所述加速度产生装置，所述要求值是基于在所述加速操作量和所述要求值之间的关系来确定的，作为条件，所述关系包括与指定加速操作量相对应的加速度，所述指定加速操作量是由在所述加速操作量保持在所述指定加速操作量时的所述加速度和所述车速之间的关系来规定的。
在上述车辆控制系统和车辆控制方法中，作为条件，加速操作量和要求值之间的关系包括：在所述加速操作量保持在指定加速操作量时的所述加速度和所述车速之间的关系，因此能够在所述加速操作量保持在指定加速操作量时针对车速设计被施加于车辆的加速度。因此，能够通过确定与驾驶员的加速操作量有关的最佳要求值完全实现满足或适应驾驶员感受度的加速度。
而且，在根据本发明的车辆控制系统中，当驾驶员的加速操作量处于大于至少所述指定加速操作量的范围内时，作为另一个条件，所述加速操作量和所述要求值之间的关系包括：最大可产生加速度。因此，在加速操作量较大的范围内，在相同加速操作量下，施加至车辆的加速度与由加速度产生装置能够产生的加速度之间的差异不太可能增大或避免被增大。因此通过考虑到最大可产生加速度，能够充分实现满足驾驶员感受度的加速度。
在根据本发明的车辆控制系统中，在加速操作量等于最大值时的要求值被确定或被设定为对应于在加速操作量等于最大值时产生能够产生的最大可产生加速度的值。因此，产生被施加于车辆的最大可产生加速度，因此确保加速度产生装置的最大输出，同时提供充分满足驾驶员感受度的加速度的有利效果。
在根据本发明的车辆控制系统中，在怠速从开启变为关闭时施加到车辆的最小加速度被设定为最小可产生加速度；因此，可在踩下加速器踏板（即处于开启位置）后立即产生用于运行车辆的驱动力。因此，可确保在加速器踏板从关闭位置运行至开启位置时的驱动力的连续性，使得施加至车辆的加速度能连续变化，由此确保车辆的平稳启动或再加速。
附图说明
将参考附图在本发明示例性实施例的以下详细说明中说明本发明的特征、优点以及技术和工业重要性，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，且其中：
图1是示出根据本发明一个实施例的车辆控制系统的构造或布置的示意图；
图2是表示在根据图1所示的实施例的车辆控制系统中所使用的加速器踏板形成与要求加速度之间关系的示意图；
图3是说明通过该实施例的车辆控制系统实施的车辆控制方法的控制流程图；
图4是说明通过该实施例的车辆控制系统执行的车辆控制方法的一部分的控制流程图；
图5是表示当加速器踏板行程保持在指定值时的加速度和车速之间关系的示意图；
图6是表示加速度、加速器踏板行程以及车速之间关系的示意图；
图7是表示加速度、加速器踏板行程以及车速之间关系的示意图；
图8是表示当加速器踏板行程保持在指定值时的要求加速度和车速之间关系的示意图；
图9是表示当车速不变时要求加速度和加速器踏板行程之间关系的示意图；
图10是表示加速器踏板行程和时间之间关系的示意图；
图11是表示要求加速度和时间之间关系的示意图；以及
图12是表示节气门开启和时间之间关系的示意图。
具体实施方式
将参考附图说明本发明的一个实施例。可以理解的是本发明不限于下述实施例。还可以理解的是以下实施例的构成元素包括本领域技术人员容易想到的元素或基本上等同于该实施例的构成元素的元素。而且，以下实施例中提及的加速度不仅包括在车辆加速方向上测量的加速度，而且也包括在车辆减速方向上测量的加速度。
图1示意性示出根据本发明的实施例的车辆控制系统的构造或布置。图2表示当车速恒定时要求加速度和加速器踏板行程之间的关系。
如图1中所示，驾驶员驾驶的车辆（以下将简称为“车辆CA”）上至少安装了车辆控制系统1。车辆控制系统1主要包括加速度行程传感器2、车速传感器3、发动机4、传动装置（以下简称为“T/M”）5以及ECU 6。在车辆控制系统1中，ECU 6利用从加速度行程传感器2接收的加速器踏板的操作量（还可称为“加速操作量”）以及从车速传感器2接收的车速v作为输入值来确定要求值，并基于由此确定的要求值控制发动机4和T/M 5，以便将对应于要求值的加速度G(m/s2)施加至车辆CA。即，车辆控制系统1执行要求值需求控制。这里，车辆控制系统1利用加速操作量和车速v作为输入值来确定要求值，而不是利用车辆CA与周围车辆和障碍物之间的位置关系作为输入值来确定要求值。在本实施例中，要求值是要求加速度Gx(m/s2)，但其不限于此，只要要求值对应于施加到车辆CA的加速度G。例如，要求值可以是要求驱动力Fo(N)。车辆控制系统1不利用加速操作量和车速v(km/h)确定要求车速。
加速度行程传感器2用于检测表示驾驶员对加速器踏板进行操作的加速操作量。在本实施例中，响应于由驾驶员进行操作的加速器踏板（未示出）的操作，加速度行程传感器2检测加速器踏板行程Pa(%)。加速度行程传感器2连接至ECU 6并适于对ECU 6产生表示加速器踏板行程Pa的信号，以便ECU 6获取该加速器踏板行程Pa作为输入值。ECU 6在确定要求加速度Gx(m/s2)时采用由此获取的加速器踏板行程Pa。
车速传感器3用于检测车辆CA的车速v。车速传感器3连接至ECU 6并适于向ECU 6产生表示车速v的信号，以便ECU 6获取车速v作为输入值。ECU 6在确定要求加速度Gx(m/s2)时采用由此获取的车速v。车速传感器3不限于安装于车辆CA的各个车轮上的用于检测设置于从发动机4到驱动轮（未示出）等的路径上的旋转元件的转速的轮速传感器，而可以是检测由GPS发送的数据表示的车辆CA的位置数据的传感器。在该情况下，ECU 6基于所接收的位置数据计算车速v。
发动机4包括加速度产生装置，其产生被施加至车辆CA的加速度G。作为驱动源的发动机4是热机，其通过燃料的燃烧而将燃料的能量转化为机械功，并产生结果的功，且其还可以是往复式发动机。发动机4具有燃料喷射装置（未示出）、提供在发动机4的进气系统（未示出）中的节气门、提供在发动机4的各个燃烧室（未示出）中的火花塞以及各种传感器，且这些装置都由ECU 6控制。发动机4的输出轴（未示出）耦合至T/M 5的输入轴，且由发动机4产生的机械动力经由T/M 5传输至驱动轮（未示出），以便将加速度G施加至车辆CA。基于目标发动机扭矩To控制由发动机4产生的发动机扭矩，基于由ECU 6确定的要求加速度Gx来确定目标发动机扭矩To。发动机4配备有曲柄角传感器（未示出），其检测发动机4的输出轴的旋转角度或角位置（以下称为“曲柄角”）。从曲柄角传感器向ECU 6产生表示曲柄角的信号，且ECU 6获取该曲柄角作为输入值。
T/M 5包括加速度产生装置，其产生被施加至车辆CA的加速度G。T/M 5提供在发动机4和驱动轮之间，且用于将发动机4产生的机械动力传输至驱动轮的动力传输机构，并包括转换发动机扭矩T的自动变速器（未示出）。T/M 5具有扭矩转换器（未示出）、自动变速器以及各种传感器，且这些装置都由ECU 6控制。T/M 5的输出轴（未示出）连耦合至驱动轮。基于目标变速比γo控制T/M 5的自动变速器的变速比γ，该目标变速比γ是基于由ECU 6确定的要求加速度Gx确定的。根据变速比γ转换传输至T/M 5的发动机扭矩T，并将其传输至驱动轮，以便根据变速比γ改变施加至车辆CA的加速度G。自动变速器可以是具有多个变速比或齿轮比的多级变速器或无级变速器。在多速变速器的情况下，目标变速比γo是目标变速比或齿轮比。
ECU 6是车辆控制装置，其基于表示由驾驶员对加速器踏板进行操作的加速操作量以及车辆CA的车速v来控制作为加速度产生装置的发动机4和T/M 5。即，ECU 6用作发动机ECU和变速器ECU。ECU6基于计算的目标发动机扭矩To为发动机4产生喷射信号、点火信号、节气门开启信号等，以便根据上述表示的输出信号执行燃料喷射控制，诸如供应给发动机4的燃料的燃料供应量和喷射时间的控制，火花塞（未示出）的点火控制，节气阀的开启控制等。ECU 6还基于所计算的目标变速比γo为T/M 5产生各种液压控制信号，以便根据输出信号执行T/M 5的自动变速器的移位控制。ECU 6的硬件配置包括主要执行算术运算或计算的CPU（中央处理单元）、其中存储程序和信息的存储器（诸如SPRAM的RAM、诸如EEPROM的ROM（只读存储器））、输入/输出接口等等。ECU 6类似于安装在现有车辆上的ECU，且因此不再赘述。
在本实施例中，ECU 6基于加速器踏板行程Pa和车辆CA的车速v确定要求加速度Gx，基于由此确定的要求加速度Gx确定动态的要求加速度Gy，基于由此确定的动态的要求加速度Gy确定要求驱动力Fo，基于由此确定的要求驱动力Fo确定目标发动机扭矩To和目标变速比γo，并基于由此确定的目标发动机扭矩To和目标变速比γo控制发动机4和T/M 5。ECU 6包括静态要求加速度计算单元61、动态要求加速度计算单元62、要求驱动力计算单元63以及目标值计算单元64。
静态要求加速度计算单元61基于加速操作量和要求值之间的关系确定要求加速度Gx作为要求值，作为条件，该关系包括：应于指定加速操作量的加速度，其中，由在加速操作量恒定时的车速v和加速度G之间的关系（以下将简称为“v-G关系”）来确定指定加速操作量。静态要求加速度计算单元61根据加速器踏板行程Pa和要求加速度Gx之间的关系（以下简称为“Pa-Gx关系”）并基于加速器踏板行程Pa和车速v来计算要求加速度Gx作为静态要求加速度，且为动态要求加速度计算单元62产生要求加速度Gx，作为条件，其中Pa-Gx关系包括：对应于根据v-G关系确定的指定加速器踏板行程Pa1的加速度Gx1。静态要求加速度计算单元61基于加速器踏板行程Pa、车速v，以及基于韦伯-费希纳定律的指数函数（以下简称为“WF指数函数”）计算要求加速度Gx。WF指数函数被定义为：在某一车速v下，当加速器踏板行程Pa等于指定的加速器踏板行程Pa1时，计算在相同车速v下对应于指定的加速器踏板行程Pa1的加速度Gx1，作为要求加速度Gx。因此，静态要求加速度计算单元61计算与要求加速度Gx相同的对应于指定的加速度踏板行程的加速度Gx1，其中车辆以相同速度v在指定的加速器踏板行程Pa1下运行。即，根据本实施例的Pa-Gx关系具有指定特性，即基于WF指数函数计算要求加速度Gx。而且，根据本实施例的Pa-Gx关系具有指定特性，即在指定的加速器踏板行程Pa1的情况下根据v-G关系确定的对应于指定的加速器踏板行程的加速度Gx1被计算为在指定的加速器踏板行程Pa1的情况下的要求加速度Gx。虽然在本实施例中将指定的加速器踏板行程Pa1设为60％，但不限于该值，而是可以在不同条件下设置为适当值，不同条件例如是车辆类型、安装在车辆上的加速度产生装置的构造以及车辆CA的规格。指定的加速器踏板行程Pa1优选设为相对较大的加速器踏板行程Pa，其不接近于最大加速器踏板行程Pamax。这是因为关系线X2（将在下文描述）的斜率随着指定的加速器踏板行程Pa1接近于最大加速器踏板行程Pamax而变大。
作为条件，Pa-Gx关系包括：对应于指定的加速器踏板行程的加速度Gx1，以及作为在怠速从开启变为关闭时实现的加速度G的最小加速度Gx0。在这点上，怠速在加速器踏板行程Pa为0％或表示加速器踏板处于完全释放位置PaO时（即释放加速器踏板时）开启，且怠速在加速器踏板行程Pa不同于表示加速器踏板处于完全释放位置的Pa0时（即踩下加速器踏板时）关闭。WF指数函数定义为在怠速开启时，即当加速器踏板行程Pa等于表示加速器踏板处于完全释放位置的Pa0时，将最小加速度Gx0计算作为要求加速度Gx。在本实施例中，作为在怠速从开启变为关闭时由作为加速度产生装置的发动机4和T/M 5产生的加速度G的最小可产生加速度Gxmin，以及取决于车速v确定的值，即，设定的最小加速度Gx0'，从上述二者中选择的一个被确定为最小加速度Gx0。根据多个要素计算最小可产生加速度Gxmin，所述多个要素例如是当前车速v、变速比γ、在扭矩转换器配备有闭锁离合器的情况下的闭锁啮合情况、获知的燃料流速值、用于燃料流速的反馈修正量、在启动时用于燃料流速的修正量、断油情况、发动机冷却剂温度、空气压缩机负载、交流发电机负载（电负载）、有关排气系统中提供的催化剂的用于燃料流速的催化剂预热修正量、用于燃料流速的防止发动机停机的修正量、由于吹洗导致的用于燃料流速的修正量以及在减速过渡阶段用于燃料流速的修正量。预先相对于车速v设定上述设定的最小加速度Gx0'。例如，所设定的最小加速度Gx0'被设定为随车速v的提高而减小，如图5中所示。
在本实施例中，静态要求加速度计算单元61在怠速开启时将设定的最小加速度Gx0'确定为最小加速度Gx0，且如果在怠速从开启切换至关闭时设定的最小加速度Gx0’不同于所计算的最小可产生加速度Gxmin，则在怠速从开启变为关闭时将最小可产生加速度Gxmin确定为最小加速度Gx0。当怠速关闭时，最小加速度Gx0保持为最小可产生加速度Gxmin，而不管车速v如何。即，当怠速关闭时，即当加速器踏板行程Pa不同于表示加速器踏板处于完全释放位置的Pa0时，将最小可产生加速度Gxmin设为最小加速度Gx0。
将参考加速器踏板行程Pa处于至少大于指定的加速器踏板行程Pa1的范围的情况说明Pa-Gx关系，更具体地，根据本实施例，加速器踏板行程Pa超出边界加速器踏板行程Pa2(>Pal)，该行程Pa2大于指定的加速器踏板行程Pa1。作为条件，Pa-Gx关系包括：作为在加速器踏板行程Pa最大或等于100％（加速操作量为最大）时，即，当其等于最大加速器踏板行程Pamax时，由发动机4和T/M 5能够产生的加速度G的最大可产生加速度Gxmax。当在某一车速v下加速器踏板行程Pa超出边界加速器踏板行程Pa2时，静态要求加速度计算单元61基于车速v下的最大可产生加速度Gxmax，通过对基于车速v、边界加速器踏板行程Pa2以及WF指数函数计算的边界要求加速度Gx2补足来计算要求加速度Gx。更具体地，静态要求加速度计算单元61基于边界要求加速度Gx2和最大可产生加速度Gxmax，通过执行线性插值计算要求加速度Gx。这里，当在某一车速v下加速器踏板行程Pa等于最大加速器踏板行程Pamax时，静态要求加速度计算单元61计算相同车速v下的最大可产生加速度Gxmax，作为要求加速度Gx。即，Pa-Gx关系定义为使得在加速器踏板达到最大加速器踏板行程Pamax时要求加速度Gx变成等于最大可产生加速度Gxmax。因此，如图2中所示，Pa-Gx关系由关系线X1（基于WF指数函数）和关系线X2（在边界要求加速度Gx2和最大可产生加速度Gxmax之间进行线性插值的结果）的组合来表达，其中，关系线X1表示加速器踏板行程Pa和要求加速度Gx之间的关系，其包括对应于指定的加速器踏板行程的加速度Gx1，关系线X2表示加速器踏板行程Pa和要求加速度Gx之间的关系，其包括最大可产生加速度Gxmax。基于WF指数函数计算要求加速度Gx，其中作为条件，WF指数函数包括：对应于指定的加速器踏板行程的加速度Gx1，以及从加速器踏板行程Pa为0，即怠速开启时候起的最小加速度Gx0。如果加速器踏板行程Pa进入至少大于指定的加速器踏板行程Pa1的区域，则考虑到加速度产生装置的最大输出特性，计算要求加速度Gx同时由最大可产生加速度Gxmax进行补足。即，根据本实施例的Pa-Gx关系具有指定特性，即如果加速器踏板行程Pa落在至少大于指定的加速器踏板行程Pa1的范围内，则由最大可产生加速度Gxmax补足要求加速度Gx。而且，根据本实施例的Pa-Gx具有指定特性，即在最大加速器踏板行程Pamax下，最大可产生加速度Gxmax变为要求加速度Gx。虽然在本实施例中的边界加速器踏板行程Pa2等于80％，但不限于该值，而是可以在不同情况下设置为适当值，不同情况例如是车辆类型、安装在车辆上的加速度产生装置的构造以及车辆CA的规格。而且，补足方法不限于线性插值，而也可采用其他多项式内插法。
动态要求加速度计算单元62确定动态要求加速度Gy(m/s2)。动态要求加速度计算单元62基于由静态要求加速度计算单元61计算的要求加速度Gx来计算动态要求加速度Gy，并为要求驱动力计算单元63产生所计算的动态要求加速度Gy。动态要求加速度计算单元62利用动态滤波器确定施加至车辆CA的加速度G怎样变为等于所确定的要求加速度Gx，或加速度G沿着其达到要求加速度Gx的曲线。因此，动态要求加速度计算单元62能为加速器踏板行程Pa改变对加速度G有影响的节气门开启Sa的响应。例如当车辆CA启动时，以通过动态滤波器增强的平稳程度来计算动态要求加速度Gy，以便降低加速度G的响应，因此能使车辆平稳启动。例如当驾驶员以高速操作加速器踏板时，以通过动态滤波器降低的平稳程度来计算动态要求加速度Gy，以便提高加速度G的响应，以便发动机4的节气门暂时开启相当大的程度，由此使得高响应加速度G被施加至车辆CA。即，其中彼此独立地提供静态要求加速度计算单元61和动态要求加速度计算单元62的ECU 6能从节气门开启Sa对于由动态要求加速度计算单元62确定的加速器踏板行程Pa的响应，即，加速度G对于加速器踏板行程Pa的响应，中分离或区别出与由静态要求加速度计算单元61确定的加速器踏板行程Pa有关的节气门开启Sa的非线性特性，即与加速器踏板行程Pa有关的加速度G的非线性特性。
要求驱动力计算单元63确定要求驱动力Fo。要求驱动力计算单元63基于由动态要求加速度计算单元62计算的动态要求加速度Gy计算要求驱动力Fo，并为目标值计算单元64产生计算的要求驱动力Fo。要求驱动力计算单元63基于车辆CA的规格和运行阻力计算要求驱动力Fo。例如，要求驱动力计算单元63通过将基于动态要求加速度Gy与车辆CA的质量的驱动力和基于运行阻力的驱动力相加而计算要求驱动力Fo。
目标值计算单元64确定用于控制加速度产生装置的目标值。目标值计算单元64基于由要求驱动力计算单元63计算的要求驱动力Fo计算目标发动机扭矩To和目标变速比γo。ECU 6控制发动机4和T/M 5使得由发动机4产生的发动机扭矩T以及变速比γ变为分别等于目标发动机扭矩To和目标变速比γo。
以下将说明由车辆控制系统1实施的车辆控制方法。这里将说明基于加速器踏板行程Pa和车速v确定要求加速度Gx的方法。已经在上文说明了基于所确定的要求加速度Gx控制发动机4和T/M 5的方法，因此将不在这里进行说明。图3是说明由根据该实施例的车辆控制系统实施的车辆控制方法的控制流程图。图4是说明由根据该实施例的车辆控制系统实施的车辆控制方法的一部分的控制流程图。图5示出在指定的加速器踏板行程下的加速度和车速之间的关系。图6示出加速度、加速器踏板行程以及车速之间的关系。图7示出加速度、加速器踏板行程以及车速之间的关系。图8示出在加速器踏板行程等于指定值时要求加速度和车速之间的关系。图9示出当车速恒定时要求加速度和加速器踏板行程之间的关系。图10示出加速器踏板行程和时间之间的关系。图11示出要求加速度和时间之间的关系。图12示出节气门开启和时间之间的关系。
首先，如图3中所示，车辆控制系统1的ECU 6如上所述获取车辆CA的加速器踏板行程Pa和车速v（步骤ST1）。
随后，ECU 6计算最小加速度Gx0（步骤ST2）。首先，ECU 6确定怠速是否开启（步骤ST21），如图4中所示。在该步骤中，ECU 6确定加速器踏板行程Pa是否等于表示加速器踏板处于完全释放位置的PaO。
如果ECU 6确定怠速为开启（即如果在步骤ST21中做出肯定的判定），则其确定怠速是否从开启变为关闭（步骤ST22）。在该步骤中，ECU 6通过确定加速器踏板行程Pa是否已经从表示加速器踏板处于完全释放位置的Pa0变为除Pa0之外的值来确定最大可产生加速度Gxmin和设定的最小加速度Gx0'中的哪一个被确定作为最小加速度Gx0。
如果ECU 6确定怠速从开启变为关闭（即如果在步骤ST22中做出肯定的判定），则其计算最小可产生加速度Gxmin，且将所计算的最小可产生加速度Gxmin确定为最小加速度Gx0(Gx0=Gxmin)（步骤ST23）。
随后，ECU 6复位动态滤波器（步骤ST24）。因为ECU 6在怠速从开启变为关闭时复位动态滤波器且驾驶员开始操作加速器踏板，所以动态要求加速度计算单元62能利用新的动态滤波器并根据基于作为最小加速度Gx0的最小可产生加速度Gxmin计算的要求加速度Gx来计算动态要求加速度Gy。因此，在要求加速度Gx基于最小加速度Gx0而改变时，车辆在要求驱动力Fo没有被修正之前几乎不受其影响，这可能在动态滤波器未被复位的情况下发生。
随后，ECU 6将所确定的最小加速度Gx0确定为上次循环的最小加速度Gx0last(Gx0=Gx0last)（步骤ST25）。
如果ECU 6确定怠速没有从开启变为关闭（即如果在步骤ST22中做出否定的判定），则其基于车速v来设定设定的最小加速度Gx0'，且将由此设定的最小加速度Gx0'确定为最小加速度Gx0(Gx0=Gx0')（步骤ST26）。
如果ECU 6确定怠速为关闭（即如果在步骤ST21中做出否定的判定），则其将上次循环中确定的最小加速度Gx0last确定为最小加速度Gx0(Gx0last=Gx0)（步骤ST27）。在该实施例中，ECU 6将在怠速从开启切换为关闭时计算的最小可产生加速度Gxmin设为最小加速度Gx0，直至加速器踏板行程Pa从表示加速器踏板处于完全释放位置的Pa0变为Pa0之外的值，并再次变为等于表示加速器踏板处于完全释放位置的Pa0。
随后，ECU 6计算对应于指定的加速器踏板行程的加速度Gx1，如图3中所示（步骤ST3）。在该步骤中，ECU 6根据获取的加速器踏板行程Pa、车速v以及如下所示的等式（1）来计算对应于已知加速器踏板行程的加速度Gxl。在等式（1）中，A大于0，且在车速v为0时确定要求加速度Gx。B小于0，且确定要求加速度Gx随车速v提高而降低的程度或速率。A和B在各种情况下进行适当设定，各种情况例如是车辆类型、安装在车辆上的加速度产生装置的构造以及车辆CA的规格。例如，A=5且B=-0.02,或A=6且B=-0.015。即，当加速器踏板行程Pa等于指定值时的v-G关系由以下等式（1）确定。
Gxl=A×eB·v (1)
随后，ECU 6计算C（v）（步骤ST4）。在该步骤中，ECU 6根据所计算的最小加速度Gx0、所计算的对应于指定的加速器踏板行程的加速度Gx1、指定的加速器踏板行程Pa1、韦伯比例k以及以下等式（2）来计算C(v)。例如，考虑到车辆CA的启动或再加速时的可控性，适当设定韦伯比例k，且k例如被设定为1.2。
C(v)=(Gx1-Gx0)/Pa1k(2)
随后，ECU 6确定加速器踏板行程Pa是否超出边界加速器踏板行程Pa2（步骤ST5）。在该步骤中，ECU 6确定加速器踏板行程Pa是否超出边界加速器踏板行程Pa2，以便确定要求加速度Gx是根据WF指数函数进行来计算还是通过基于最大可产生加速度Gxmax的补足来计算。即，ECU 6确定是基于关系线X1还是基于关系线X2来确定要求加速度Gx，关系线X1表示加速器踏板行程Pa和要求加速度Gx之间的关系，其包含对应于指定的加速器踏板行程的加速度Gx1，关系线X2表示加速器踏板行程Pa和要求加速度Gx之间的关系，其包含最大可产生加速度Gxmax。
随后，如果ECU 6确定加速器踏板行程Pa等于或小于边界加速器踏板行程Pa2（即，如果在步骤ST5中做出否定的判定），则其计算要求加速度Gx（步骤ST6）。在该步骤中，ECU 6基于WF指数函数计算要求加速度Gx。ECU 6根据加速器踏板行程Pa、所计算的C(v)、所计算的最小加速度Gx0以及以下等式（3）来计算要求加速度Gx。
Gx=C(v)Pak+Gx0(3)
如果ECU 6确定加速器踏板行程Pa大于边界加速器踏板行程Pa2（即，如果在步骤ST5中做出肯定的判定），则其计算边界要求加速度Gx2（步骤ST7）。在该步骤中，ECU 6根据边界加速器踏板行程Pa2、所计算的C(v)、所计算的最小加速度Gx0以及以下等式（4）来计算边界要求加速度Gx2。
Gx2=C(v)Pa2k+Gx0(4)
随后，ECU 6计算要求加速度Gx（步骤ST8）。在该步骤中，ECU6基于最大可产生加速度Gxmax计算要求加速度Gx。ECU 6根据加速器踏板行程Pa、最大加速器踏板行程Pamax、边界加速器踏板行程Pa2、最大可产生加速度Gxmax、所计算的边界要求加速度Gx2以及以下等式（5）来计算要求加速度Gx。
Gx=(Gxmax-Gx2)/(Pamax-Pa2)Pa+Gx2(5)
如上所述，在根据该实施例的车辆控制系统1中，在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系对要求加速度Gx的确定有影响。在本实施例中，根据上述等式（1），在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系可以被设计为由图5中所示的实线表示。图5中所示的点划线表示在将韦伯-费希纳定律应用于加速器踏板行程Pa的整个范围（以下称为“全范围WF区域”）的情况下，在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系。上述WF指数函数被定义或确定为在某一车速v下的最小加速度Gx0被计算为在该车速v下加速器踏板行程Pa等于表示加速器踏板处于完全释放位置的Pa0时的要求加速度Gx，且在某一车速v下的最大可产生加速度Gxmax被计算为在该车速v下加速器踏板行程Pa等于最大加速器踏板行程Pamax时的要求加速度Gx。如图5中所示，根据该实施例，在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系被设计为与全范围WF区域的情况相比，施加至车辆CA的加速度G通常随车速v的提高而以低速率降低。即，根据本发明，在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系被设计为表示车速v和加速度G之间关系的线具有几乎均匀的斜率或梯度。因此，尽管在全范围WF区域的情况下在受到最大可产生加速度Gxmax的影响的同时确定了在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系，但是根据本实施例的v-G关系几乎不受最大可产生加速度Gxmax的影响。因此，作为条件，Pa-Gx关系包括：在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系能设计出在加速器踏板行程Pa保持在指定的加速器踏板行程Pa1时在车速方向上施加至车辆CA的加速度G。
在全范围WF区域的情况下，根据加速器踏板行程Pa和加速度G之间的关系（以下称为“Pa-G关系”），例如，在加速器踏板行程Pa等于指定的加速器踏板行程Pa1时，由图6中所示的实线表示的0km/h下的加速度G和由图6中所示的点划线表示的50km/h下的加速度G之间的加速度变化或差异ΔG1明显大于50km/h下的加速度G和由图6中所示的双点划线表示的100km/h下的加速度G之间的加速度变化或差异ΔG2。因此，即使在指定的加速器踏板行程Pa1下加速度G也取决于车速v而大幅变化。因此，难以在全范围WF区域的情况下，利用Pa-G关系设计在指定的加速器踏板行程Pa1下在车速方向上的加速度G。但是，根据Pa-Gx关系（Pa-G关系），作为条件，其包括：当加速器踏板行程Pa等于指定的加速器踏板行程Pa1时，根据该实施例，在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系，由图7（示出根据该实施例的加速器踏板行程Pa和加速度G之间的关系）中的实线表示的0km/h下的加速度G和由图7中的点划线表示的50km/h下的加速度G之间的加速度变化或差异ΔG3与50km/h下的加速度G和由图7中的双点划线表示的100km/h下的加速度G之间的加速度变化或差异ΔG4之间的差异小于加速度变化ΔG1和加速度变化ΔG2之间的差异。因此，即使在指定的加速器踏板行程Pa1下，加速度G也几乎不或不取决于车速v而大幅改变。因此，作为条件，Pa-Gx关系包括：在指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系使得能够在指定的加速器踏板行程Pa1下设计车速方向上的加速度G。从上述说明书中可以理解的是，响应于驾驶员的加速器踏板行程Pa的最佳要求加速度Gx被确定为充分实现满足驾驶员感受度的加速度。如果加速器踏板行程Pa为相同值，则不管车速v如何，驾驶员都可感受到基本相同的加速度感觉。
作为条件，如果Pa-Gx关系仅包括在指定的加速器踏板行程Pa1下的最小加速度Gx0和v-G关系，则即使在加速器踏板行程Pa等于最大加速器踏板行程Pamax时，要求加速度Gx也小于最大可产生加速度Gxmax。因此，随着加速器踏板行程Pa接近最大加速器踏板行程Pamax，根据上述Pa-Gx关系确定的加速度G与可由作为加速度产生装置的发动机4和T/M 5产生的加速度G之间的差异可能增大。因此，作为条件，该实施例的车辆控制系统1中使用的Pa-Gx关系包括：最小加速度Gx0、指定的加速器踏板行程Pa1下的v-G关系，以及当加速器踏板行程Pa超出边界加速器踏板行程Pa2时的最大可产生加速度Gxmax，其中Pa2大于指定的加速器踏板行程Pa1。根据该实施例的Pa-Gx关系包括第一Pa-Gx关系（上述等式（3）），其作为基于韦伯-费希纳定律的Pa-Gx关系，以及第二Pa-Gx关系（上述等式（5）），其作为包括基于最大可产生加速度Gxmax进行补足使得要求加速度Gx在最大加速器踏板行程Pamax下变为等于最大可产生加速度Gxmax的Pa-Gx关系。如图8中所示，当加速器踏板行程Pa等于或小于边界加速器踏板行程Pa2时，应用第一Pa-Gx关系（WF区域）。当加速器踏板行程Pa超出边界加速器踏板行程Pa2时，应用第二Pa-Gx关系（补足区域）。因此，在加速器踏板行程Pa较大的区域中，在相同的加速器踏板行程Pa下，应用于车辆CA的加速度G和可由作为加速度产生装置的发动机4和T/M 5产生的加速度G之间的差异几乎不或不会增大或降低。因此，能够通过考虑最大可产生加速度Gxmax，充分实现满足或适应驾驶员感受度的加速度。
根据第二Pa-Gx关系，在加速器踏板行程Pa等于最大加速器踏板行程Pamax时要求加速度Gx等于最大可产生加速度Gxmax，因此，在最大加速器踏板行程Pamax下最大可产生加速度Gxmax被施加至车辆CA。因此，可确保发动机4的最大输出，并且可以充分实现满足或适应驾驶员感受度的加速度。
在执行扭矩需求控制的车辆控制系统1中，诸如对应于在怠速开启时由作为加速度产生装置的发动机4和T/M 5能够产生的加速度驱动力的值，由当前车速v、变速比γ、当扭矩转换器配备有闭锁离合器时的闭锁啮合情况以及断油情况来限制。因此，在怠速开启时在扭矩需求控制下确定的驱动力和能够实际产生的驱动力之间产生差异。因此，在驾驶员执行加速操作且怠速从开启变为关闭时，驱动力会逐步变化或会出现死区，在死区中即使驾驶员踩下加速器踏板也不产生驱动力，这会导致可驾驶性降低。
因此，根据用于该实施例的车辆控制系统1中的Pa-Gx关系，在怠速从开启切换至关闭时设定的最小加速度Gx0'不同于最小可产生加速度Gxmin的情况下，最小可产生加速度Gxmin被确定为在怠速从开启变为关闭时被施加至车辆的最小加速度Gx0。因此，即使在怠速从开启变为关闭时所施加的最小加速度Gx0被设定为大于最小可产生加速度Gxmin的设定的最小加速度Gx0'(Gxmin<Gx0)，如图9中的点划线所示，或在怠速从开启变为关闭时所施加的最小加速度Gx0被设定为小于最小可产生加速度Gxmin的设定的最小加速度Gx0'(Gxmin>Gx0)，如图10中的双点划线所示，也能将最小可产生加速度Gxmin确定为在怠速从开启变为关闭时施加至车辆的最小加速度Gx0（Gxmin=Gx0），如图10中的实线所示。因此，当加速器踏板行程Pa从表示加速器踏板完全处于释放位置的Pa0变为Pa0之外的值时，即当怠速从开启变为关闭时（参见图10），可将最小加速度Gx0设定为最小可产生加速度Gxmin（参见图11）。如果Gxmin小于Gx0（Gxmin<Gx0），则要求加速度Gx从Gxmin变为Gx0，因此，响应于加速器踏板行程Pa的节气门开启Sa从加速器踏板被踩下时显著增大，如图12中的点划线所示，且车辆CA中产生的驱动力大幅或大程度变化。而且，如果Gxmin大于Gx0（Gxmin>Gx0），则施加至车辆CA的加速度G不会改变，直至要求加速度Gx从Gx0变为Gxmin，因此，响应于加速器踏板行程Pa的节气门开启Sa在加速器踏板被踩后的一段时间不会改变，如图12中的双点划线所示，且会出现死区，在死区中在车辆CA中不产生驱动力。但是，当Gxmin=Gx0，要求加速度Gx在加速器踏板被踩下后立即等于Gxmin，因此，响应于加速器踏板行程Pa的节气门开启Sa在加速器踏板被踩下之后立即落在Gxmin<Gx0的情况下的点划线和Gxmin>Gx0的情况下的双点划线之间的范围中，且在加速器踏板被踩下之后能够立即在车辆CA中产生驱动力。因此，可确保加速器踏板从释放位置（关闭）被踩下（开启）时的驱动力的连续性，且施加至车辆CA的加速度G连续改变，因此实现车辆CA的平稳启动或再加速。而且，因为在怠速从开启变为关闭时最小加速度Gx0被设定为最小可产生加速度Gxmin，所以能减小在加速器踏板行程Pa保持不变的情况，例如，在驾驶员的加速操作过程中，加速度G的变化，该变化由基于最小加速度Gx0的变化的要求加速度Gx的变化造成。
而且，基于能够由作为加速度产生装置的发动机4和T/M 5产生的加速度，在本实施例中，基于最小可产生加速度Gxmin，在保持指定特性的同时改变用于根据该实施例的车辆控制系统1中的Pa-Gx关系。因此能够实现车辆CA的平稳启动或再加速，同时充分实现满足驾驶员感受度的加速度，并降低或消除要求加速度Gx和所产生的加速度之间的差异，由此抑制可驾驶性的降低。
虽然在上述实施例中，Pa-Gx关系包括最大可产生加速度Gxmax作为条件，但本发明不限于此，而是最大可产生加速度Gxmax可不提供Pa-Gx关系的条件。即，要求加速度Gx可在加速器踏板行程Pa的整个范围内基于WF指数函数计算。在该情况下，优选在指定的加速操作量下设计v-G关系，作为Pa-Gx关系的条件，以便对应于最大加速器踏板行程Pamax的要求加速度Gx接近最大可产生加速度Gxmax。
虽然在上述实施例中，在计算要求驱动力Fo时考虑运行阻力，但也可以不考虑运行阻力。虽然在上述实施例中，加速度产生装置包括发动机4和T/M 5，但是加速度产生装置不限于上述布置，而是可包括作为驱动源的马达，以及能将马达扭矩转换成马达输出的动力传输机构。当T/M 5具有闭锁离合器时，闭锁离合器也构成加速度产生装置。这是因为由发动机4产生并传输到闭锁离合器下游侧的发动机扭矩T会取决于闭锁离合器的离合情况变化，且因此，施加至车辆CA的加速度G也会随之变化。
如上所述，车辆控制系统和车辆控制方法用于基于表示驾驶员对加速器踏板进行操作的加速操作量以及车辆的车速确定对应于施加至车辆的加速度的要求值。特别地，车辆控制系统和车辆控制方法通过确定用于驾驶员的加速操作量的最佳目标加速度而适于充分实现满足或适应驾驶员感受度的加速度。

Claims (7)

1.一种车辆控制系统，其包括加速度产生装置和车辆控制装置，所述加速度产生装置用于产生被施加给车辆的加速度，所述车辆控制装置用于基于表示驾驶员对加速器踏板的操作的加速操作量和所述车辆的车速来控制所述加速度产生装置，所述车辆控制系统特征在于：
所述车辆控制装置(6)基于与所述加速度相对应的要求值来控制所述加速度产生装置(4，5)，其中，基于在所述加速操作量和所述要求值之间的关系来确定所述要求值，作为条件，所述关系包括与指定加速操作量相对应的加速度，其中，由在所述加速操作量保持在所述指定加速操作量时的所述加速度和所述车速之间的关系来规定所述指定加速操作量；并且
作为另一个条件，在所述加速操作量和所述要求值之间的关系包括作为在从怠速开启到关闭时被施加给所述车辆的加速度的最小加速度。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统，其特征在于：
在从所述怠速开启到关闭时被施加的所述最小加速度是作为在从所述怠速开启到关闭时由所述加速度产生装置(4，5)所能够产生的加速度的最小可产生加速度。
3.根据权利要求2所述的车辆控制系统，其特征在于：
根据所述车速来确定在所述怠速为开启时施加给所述车辆的所述最小加速度。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆控制系统，其特征在于：
当所述加速操作量处于大于至少所述指定加速操作量的范围内时，作为另一个条件，在所述加速操作量和所述要求值之间的关系包括作为当所述加速操作量等于最大值时由所述加速度产生装置(4，5)所能够产生的加速度的最大可产生加速度。
5.根据权利要求4所述的车辆控制系统，其特征在于：
在所述加速操作量等于所述最大值时的所述要求值对应于所述最大可产生加速度。
6.一种车辆控制系统，其包括加速度产生装置和车辆控制装置，所述加速度产生装置用于产生被施加给车辆的加速度，所述车辆控制装置用于基于表示驾驶员对加速器踏板的操作的加速操作量和所述车辆的车速来控制所述加速度产生装置，所述车辆控制系统特征在于：
所述车辆控制装置(6)基于在所述加速操作量和与所述加速度相对应的要求值之间的关系来控制所述加速度产生装置(4，5)，所述关系是指示在所述加速操作量和所述要求值之间的包括与指定加速操作量相对应的加速度的关系的线和指示在所述加速操作量和所述要求值之间的包括最大可产生加速度的关系的线的组合，其中，由在所述加速操作量保持在所述指定加速操作量时的所述加速度和所述车速之间的关系来规定所述指定加速操作量，并且所述最大可产生加速度为当所述加速操作量等于最大值时由所述加速度产生装置(4，5)所能够产生的加速度；并且
作为另一个条件，在所述加速操作量和所述要求值之间的关系包括作为在从怠速开启到关闭时被施加给所述车辆的加速度的最小加速度。
7.一种车辆控制方法，其用于基于表示驾驶员对加速器踏板进行操作的加速操作量和车辆的车速来控制加速度产生装置，所述加速度产生装置用于产生被施加给所述车辆的加速度，所述车辆控制方法特征在于：
基于与所述加速度相对应的要求值来控制所述加速度产生装置(4，5)，其中，基于在所述加速操作量和所述要求值之间的关系来确定所述要求值，作为条件，所述关系包括与指定加速操作量相对应的加速度，其中，由在所述加速操作量保持在所述指定加速操作量时的所述加速度和所述车速之间的关系来规定所述指定加速操作量；并且
作为另一个条件，在所述加速操作量和所述要求值之间的关系包括作为在从怠速开启到关闭时被施加给所述车辆的加速度的最小加速度。
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