CN103038116B - 滑行控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种滑行控制装置，能够避免低μ路行驶时的滑行控制。具备：低μ路行驶识别部(4)，对车辆为低μ路行驶中进行识别；以及低μ路行驶中滑行控制禁止部(5)，在由上述低μ路行驶识别部识别为车辆为低μ路行驶中时，禁止滑行控制。

Description

滑行控制装置
技术领域
本发明涉及一种滑行控制装置，在行驶中使离合器分离、使发动机返回怠速状态而抑制燃料消耗，并涉及能够避免低μ路行驶时的滑行控制的滑行控制装置。
背景技术
在车辆中，在离合器分离时，当油门踏板被踩下时，油门开放而发动机成为所谓的空转，发动机转速稳定在与油门开度对应的发动机转速。此时，发动机产生的驱动力与发动机内部阻力(摩擦)平衡，发动机输出扭矩为0。即，发动机对外部完全不作功，燃料被浪费地消耗。例如，当以发动机转速为2000rpm进行空转时，驾驶员能够听到较大的发动机声，因此能够实际感觉到浪费地消耗了相当量的燃料。
发动机对外部不作功的状态，并不限于上述的离合器分离时的空转，在车辆的行驶中也会发生。即，发动机与空转时相同地仅以与油门开度对应的发动机转速进行旋转，而无助于车辆的加速、减速。此时，仅为了使发动机旋转而消耗燃料，非常浪费。
本申请人提出了一种滑行控制装置，在发动机虽然旋转但对外部不作功时，进行将离合器分离、使发动机返回怠速状态而抑制燃料消耗的滑行控制(也称为燃料消耗率行驶控制)(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-342832号公报
专利文献2：日本特开平8-67175号公报
专利文献3：日本特开2001-304305号公报
发明内容
发明要解决的课题
除了上述提案，本申请人正提出一种滑行控制装置，使用将离合器转速和油门开度作为指标的滑行控制判定映射，在离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制。
然而，在道路中，存在轮胎和路面之间的摩擦系数较小的所谓低μ路。车辆在这种低μ路上行驶时，假设即使滑行控制判定映射的条件满足，也不优选进行滑行控制。这是因为，在低μ路行驶中，容易产生轮胎的抱死、滑移等车辆举动的不稳定，尤其在使离合器从分离成为接合的瞬间容易产生抱死。为了防止这种情况，一直以来进行ABS(Anti-lockBrakingSystem：防抱死制动系统)控制等稳定化控制。并且，其原因为，在进行这种细致的车辆控制时，需要预先将离合器常时接合，并预先进行准备以使发动机的驱动力或者发动机制动能够用于车辆举动的稳定化。
因此，本发明的目的在于，提供一种滑行控制装置，解决上述课题，能够避免低μ路行驶时的滑行控制。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本发明的滑行控制装置具备：滑行控制执行部，在发动机对外部不作功的运转状况下，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制；低μ路行驶识别部，对车辆为低μ路行驶中进行识别；以及低μ路行驶中滑行控制禁止部，在由上述低μ路行驶识别部识别为车辆为低μ路行驶中时，禁止滑行控制。
也可以为，具备检测驱动轮的转速和非驱动轮的转速的速度传感器，上述低μ路行驶识别部根据驱动轮和非驱动轮的转速差来对车辆为低μ路行驶中进行识别。
也可以为，具备检测轮胎的滑移的ABS控制单元，上述低μ路行驶识别部根据上述ABS控制单元输出的滑移信号来对车辆为低μ路行驶中进行识别。
也可以为，具备通过离合器转速和油门开度来参照的滑行控制判定映射，上述滑行控制执行部为，在向上述滑行控制判定映射的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制。
发明的效果
本发明发挥如下那样的优良效果。
(1)能够避免低μ路行驶时的滑行控制。
附图说明
图1是本发明的滑行控制装置的构成框图。
图2是应用本发明的滑行控制装置的车辆的离合器系统的构成框图。
图3是实现图2的离合器系统的促动器的构成图。
图4是应用本发明的滑行控制装置的车辆的输入输出构成图。
图5是用于说明滑行控制的概要的动作概念图。
图6是滑行控制判定映射的图表图像图。
图7是用于说明基于滑行控制的燃料消耗率削减效果的图表。
图8是为了制作滑行控制判定映射而实测的油门开度和离合器转速的图表。
图9是表示本发明的滑行控制装置中的低μ路行驶识别和低μ路行驶中滑行控制禁止的步骤的流程图。
图10是表示本发明的滑行控制装置中的低μ路行驶识别和低μ路行驶中滑行控制禁止的步骤的流程图。
具体实施方式
以下，根据附图详细描述本发明的一个实施方式。
如图1所示，本发明的滑行控制装置1具备：滑行控制执行部3，在发动机对外部不作功的运转状况下，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制；低μ路行驶识别部4，对车辆为低μ路行驶中进行识别；以及低μ路行驶中滑行控制禁止部5，在由上述低μ路行驶识别部识别为车辆为低μ路行驶中时，禁止滑行控制。
更详细地，滑行控制装置1具备通过离合器转速和油门开度来参照的滑行控制判定映射2，滑行控制执行部3为，在向滑行控制判定映射2的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制，在油门踏板操作速度成为规定范围外或标绘点出到能够滑行控制区域外时，结束滑行控制。
低μ路行驶识别部4从未图示的对驱动轮和非驱动轮的转速进行检测的速度传感器分别读取转速，根据这些驱动轮和非驱动轮的转速差来对车辆为低μ路行驶中进行识别。
另外，也可以为，一直以来在车辆中搭载有检测轮胎的滑移的ABS控制单元，低μ路行驶识别部4根据ABS控制单元输出的滑移信号来对车辆为低μ路行驶中进行识别。
构成滑行控制装置1的滑行控制判定映射2、滑行控制执行部3、低μ路行驶识别部4以及低μ路行驶中滑行控制禁止部5，例如优选搭载在ECU(未图示)中。
对于搭载本发明的滑行控制装置1的车辆，对各部分进行说明。
如图2所示，搭载本发明的滑行控制装置1的车辆的离合器系统101，为手动式和基于ECU控制的自动式的兼顾方式。与离合器踏板102机械连结的离合器主缸103，根据驾驶员对离合器踏板102的踩下、复位操作而向中间缸(也称为离合器自由作动缸、切换缸)104供给工作油。另一方面，由ECU(未图示)控制的离合器自由促动器单元105，根据离合器分离、接合的指令而向中间缸104供给工作油。中间缸104向离合器从动缸106供给工作油。离合器从动缸106的活塞107与离合器108的可动部机械连结。
如图3所示，促动器110具备离合器自由促动器111。离合器自由促动器111具备中间缸104和离合器自由促动器单元105。离合器自由促动器单元105具备电磁阀112、安全阀113以及液压泵114。中间缸104是串联配置主活塞116和副活塞117而成的，当通过来自离合器主缸103的工作油而主活塞116进行行程时，副活塞117相伴随地进行行程。此外，中间缸104为，通过来自离合器自由促动器单元105的工作油而副活塞117进行行程。根据副活塞117的行程而向离合器从动缸106供给工作油。通过该构成，在进行手动操作时，优先地执行如手动操作那样的离合器分离、接合，在不进行手动操作时，执行如ECU控制那样的离合器分离、接合。
另外，本发明的滑行控制装置1也能够应用于没有手动式的仅自动式的离合器系统。
如图4所示，在车辆上设置有主要控制变速器、离合器的ECU121、主要控制发动机的ECM122、以及ABS控制单元123。在ECU121上连接有变速手柄开关、变速器的变速传感器、选速传感器、空档开关、T/M旋转传感器、车速传感器、怠速开关、手动切换开关、驻车制动器开关、门开关、制动器开关、半离合调整开关、油门操作量传感器、离合器传感器、液压开关的各输入信号线。此外，在ECU121上连接有离合器系统101的液压泵114的马达、电磁阀112、坡道起步辅助用阀、警报&仪表的各输出信号线。虽然未图示，但在ECM122上连接有用于发动机控制的各种输入信号线和输出信号线。ECM122能够将发动机转速、油门开度、发动机旋转变更请求的各信号经由CAN(ControllerAreaNetwork：控制器局域网络)的传输路径而发送给ECU121。ABS控制单元123能够根据驱动轮和非驱动轮的转速差来检测轮胎的滑移并将滑移信号经由CAN的传输路径而发送给ECU121。
另外，在本发明中所使用的离合器转速为离合器的从动侧的转速，与变速器的输入轴的转速相同。能够根据未图示的输入轴转速传感器检测的输入轴转速来求出离合器转速。或者，能够根据车速传感6器检测的车速、使用当前排档的齿轮比来求出离合器转速。离合器转速表示与车速相当的发动机转速。
车速传感器分别检测并输出驱动轮的转速和非驱动轮的转速。
以下，说明本发明的滑行控制装置1的动作。
根据图5来说明滑行控制的动作概念。横轴表示时间和控制的流程，纵轴表示发动机转速。在从怠速旋转的状态起较大地踩下油门踏板141而油门开度为70%的状态持续的期间，发动机转速142上升，车辆被加速。在发动机转速142稳定、油门踏板141的踩下变小、油门开度成为35%时，后述的滑行控制开始条件成立。通过开始滑行控制，由此离合器被控制为分离，发动机转速142被控制为怠速转速。车辆进行滑行控制行驶。此后，假设油门踏板的踩下消失而油门开度成为0%、或其他滑行控制结束条件成立。通过结束滑行控制，由此发动机被旋转匹配控制，离合器被控制为接合。在该例中，油门开度为0%，因此成为发动机制动的状态，车辆被减速。
当未进行滑行控制时，在滑行控制的执行期间中，如虚线那样，发动机转速被维持较高的状态，因此燃料被浪费地消耗，但是通过进行滑行控制，在滑行控制中发动机转速142成为怠速转速，能够节约燃料。
图6用图表图像来表示滑行控制判定映射2。
滑行控制判定映射2是横轴为油门开度、纵轴为离合器转速的映射。滑行控制判定映射2能够分为发动机输出扭矩成为负的负区域MA和发动机输出扭矩成为正的正区域PA。负区域MA是发动机的摩擦比发动机要求扭矩大、发动机输出扭矩成为负的区域。正区域PA是发动机要求扭矩比发动机的摩擦大、因此发动机输出扭矩成为正的区域。成为负区域MA和正区域PA的边界的发动机输出扭矩零线ZL表示的状态，如在背景技术部分中所述的那样，是发动机对外部不作功、燃料被浪费地消耗了的状态。
在本实施方式中，滑行控制临界线TL被设定为比滑行控制判定映射2的发动机输出扭矩零线ZL稍靠左(油门开度较小一侧)。在滑行控制判定映射2中，在负区域MA和正区域PA之间设定有含有滑行控制临界线TL的有限宽度的能够滑行控制区域CA。在滑行控制判定映射2中设定有离合器转速的下限临界线UL。下限临界线UL与油门开度无关地规定了离合器转速的下限阈值。如图示那样，下限临界线UL被设定为比怠速状态下的离合器转速稍靠上。
滑行控制装置1在如下四个滑行开始条件全部成立时，开始滑行控制。
(1)油门踏板的操作速度在阈值范围内
(2)在滑行控制判定映射2中离合器转速和油门开度的标绘点在油门复位方向上通过滑行控制临界线TL
(3)向滑行控制判定映射2的标绘点在能够滑行控制区域CA内
(4)在滑行控制判定映射2中离合器转速在下限临界线UL以上
滑行控制装置1在如下两个滑行结束条件中的即使一个成立时，结束滑行控制。
(1)油门踏板的操作速度在阈值范围外
(2)向滑行控制判定映射2的标绘点在能够滑行控制区域CA外
对滑行控制判定映射2和按照滑行开始条件、滑行结束条件的滑行控制装置1的动作进行说明。
滑行控制执行部3常时监视基于油门踏板操作量的油门开度和根据输入轴转速或车速而求出的离合器转速，在图6的滑行控制判定映射2上标绘油门开度和离合器转速的坐标点。坐标点随着时间的经过而移动。此时，在坐标点存在于能够滑行控制区域CA内的情况下，滑行控制执行部3进行是否开始滑行控制的判定。在坐标点不存在于能够滑行控制区域CA内的情况下，滑行控制执行部3不进行是否开始滑行控制的判定。
接着，当坐标点在油门开度减少的方向上通过滑行控制临界线TL时，滑行控制执行部3开始滑行控制。即，滑行控制装置1将离合器控制为分离，并且将ECM122指示发动机的控制油门开度控制为与怠速相当。由此，离合器成为分离，发动机成为怠速状态。
如在图6中用箭头表示的坐标点的移动方向那样，油门开度减少的方向为图示左方向。如果在即使坐标点通过了滑行控制临界线TL、但坐标点的移动方向还具有图示右方向的成分的情况下，则油门开度会增加，因此滑行控制执行部3不开始滑行控制。
滑行控制执行部3在开始了滑行控制后，也常时监视油门开度和离合器转速，并在滑行控制判定映射2上标绘油门开度和离合器转速的坐标点。在坐标点出到能够滑行控制区域CA之外时，滑行控制执行部3结束滑行控制。
通过以上的动作，在油门踏板被向踩下侧操作时，即使油门开度和离合器转速的坐标点通过了滑行控制临界线TL也不开始滑行控制，仅在油门踏板被向复位侧操作时，在坐标点通过滑行控制临界线TL的情况下，才开始滑行控制，因此驾驶员没有不适感。
滑行控制执行部3在坐标点存在于比下限临界线UL靠下(离合器转速比下限阈值低)时，不开始滑行控制。这是因为，在发动机为怠速状态时，即使将离合器分离也不能够过多地期待抑制燃料消耗的效果。因此，滑行控制执行部3仅在坐标点存在于比下限临界线UL靠上时，才开始滑行控制。
根据图7，说明基于滑行控制的燃料消耗率削减效果。
首先，假设不进行滑行控制。发动机转速在从约30s到约200s的期间，在1600~1700rpm的范围内迁移，在从约200s到约260s的期间，从约1700rpm向约700rpm(怠速转速)降低。
发动机扭矩在从约30s到约100s的期间增加，但此后转为减少，并到约150s为止持续减少。发动机扭矩在从约150s到约160s几乎为0Nm，在从约160s到约200s的期间增加，但在约200s几乎成为0Nm。结果，发动机扭矩几乎成为0Nm的期间为，从约150s到约160s(椭圆B1)、从约200s到约210s(椭圆B2)以及从约220s到约260s(椭圆B3)这三处。
燃料消耗量(无纵轴刻度；为了方便，配置为与发动机扭矩重叠)从约50s到约200s几乎伴随着发动机扭矩的迁移而变化。即使发动机扭矩几乎为0Nm，燃料消耗量也不为0。
此处，当进行滑行控制时，在发动机扭矩几乎成为0Nm的期间，发动机转速会被控制为怠速转速。在图表中，滑行控制时的发动机转速的线(粗的实线)表示为与不进行滑行控制的发动机转速的线(实线)分离。滑行控制被执行椭圆B1、B2、B3这三次。进行了该滑行控制的期间的燃料消耗量，低于不进行滑行控制的情况下的燃料消耗量，可知节约了燃料消耗。
接着，说明滑行控制判定映射2的具体的设定例。
如图8所示，为了制作滑行控制判定映射2，而实测油门开度和离合器转速的特性，并制作横轴为油门开度、纵轴为离合器转速(=发动机转速；离合器接合时)的图表。由此，能够描绘实测的发动机输出扭矩零线ZL。发动机输出扭矩零线ZL的左侧整体为负区域MA、右侧整体为正区域PA。
在发动机输出扭矩零线ZL的稍左侧定义并描绘滑行控制临界线TL。在滑行控制临界线TL的稍左侧推测并描绘减速零临界线TLg。在发动机输出扭矩零线ZL的稍右侧推测并描绘加速零临界线TLk。将减速零临界线TLg和加速零临界线TLk所夹着的区域定义为能够滑行控制区域CA。在该例中，下限临界线UL设定为880rpm。
另外，减速零临界线TLg、加速零临界线TLk设定为驾驶员不难驾驶的程度，但由于是人的感觉的问题，因此在设计中不能够数值化，因此要在实车中进行调整作业。滑行控制临界线TL设定在减速零临界线TLg和加速零临界线TLk的中央。
通过将如以上那样制作的图8的图表适宜地数值化(离散化)并写入存储元件，由此能够得到滑行控制执行部3在其运算处理中能够利用的滑行控制判定映射2。
接着，参照图9对本发明的滑行控制装置1中的低μ路行驶识别和低μ路行驶中滑行控制禁止的第一实施方式进行说明。
在第一实施方式中，低μ路行驶识别部4根据驱动轮和非驱动轮的转速差来对车辆为低μ路行驶中进行识别。在低μ路行驶识别部4中设定有预先通过实验而求出的转速差的阈值Th1、Th2(Th1＞Th2)。
在步骤S91中，低μ路行驶识别部4读取车速传感器输出的驱动轮的转速和非驱动轮的转速，并计算出驱动轮和非驱动轮的转速差ΔR，并且判定转速差ΔR是否超过了第一阈值Th1。在“是”的情况下，驱动轮和非驱动轮的转速差ΔR超过了第一阈值Th1，因此能够识别为车辆成为低μ路行驶中。在这种情况下，前进到步骤S92。在步骤S92中，低μ路行驶中滑行控制禁止部5禁止滑行控制。
在步骤S91的判定中为“否”的情况下，前进到步骤S93。在步骤S93中，低μ路行驶识别部4判定转速差ΔR是否为第二阈值Th2(Th1=Th2+α；α为预先通过实验而设定的正值)以下。在“是”的情况下，驱动轮和非驱动轮的转速差ΔR成为第二阈值Th2以下，因此能够识别为车辆不为低μ路行驶中。在这种情况下，前进到步骤S94。在步骤S94中，低μ路行驶中滑行控制禁止部5允许滑行控制。
在步骤S93的判定中为“否”的情况下，转速差ΔR比第二阈值Th2大。在滑行控制被允许的状态下到达了该判定的情况下，转速差ΔR一度成为第二阈值Th2以下而滑行控制成为允许，此后，成为比第二阈值Th2大，因此应维持滑行控制允许而直接前进到结束。在滑行控制被禁止的状态下到达了该判定的情况下，转速差ΔR一度超过第一阈值Th1而滑行控制成为禁止，此后，转速差ΔR还未成为第二阈值Th2以下，因此应维持滑行控制禁止而直接前进到结束。
其结果，即使图6中所说明那样的滑行开始条件成立，在车辆为低μ路行驶中时也不开始滑行控制。另一方面，在滑行控制已在执行中时，是离合器成为分离、驱动轮未被驱动的状态，因此不能够将车速传感器的输出用于低μ路行驶中的识别。因此，要在滑行控制结束之后进行低μ路行驶中的识别。
在该实施方式中，不是通过将转速差ΔR与一个阈值进行比较来进行低μ路行驶中的识别，而是在转速差ΔR超过了第一阈值Th1时识别为车辆成为低μ路行驶中，此后，在转速差成为比第一阈值Th1小的第二阈值Th2以下时，识别为车辆成为不为低μ路行驶中，因此能够实现所谓的滞后，能够防止频繁地反复进行滑行控制的禁止和允许的摆动。
接着，参照图10对本发明的滑行控制装置1中的低μ路行驶识别和低μ路行驶中滑行控制禁止的第二实施方式进行说明。
在第二实施方式中，利用ABS控制单元检测轮胎的滑移而输出的滑移信号来进行低μ路的识别。
在步骤S101中，低μ路行驶识别部4从ABS控制单元123接收滑移信号。接着，在步骤S102中，低μ路行驶识别部4判定滑移信号是否接通(判定为滑移)。在“是”的情况下，前进到步骤S103，在步骤S103中，低μ路行驶中滑行控制禁止部5禁止滑行控制。在步骤S102的判定中为“否”的情况下，前进到步骤S104，在步骤S104中，低μ路行驶识别部4允许滑行控制。
如以上说明的那样，根据本发明的滑行控制装置1，在识别为车辆为低μ路行驶中时，禁止滑行控制，因此滑行控制不会对ABS控制等稳定化控制产生冲击而产生不良影响。特别是，在使离合器从分离成为接合的瞬间容易产生抱死，因此通过禁止滑行控制而使离合器不成为分离，有助于车辆举动的稳定化。
根据本发明的滑行控制装置1(第二实施方式)，一直以来搭载在车辆上的ABS控制单元123根据驱动轮和非驱动轮的转速来判定滑移而输出滑移信号，因此通过将该滑移信号用于低μ路行驶中的识别，不需要追加新的传感器。
根据本发明的滑行控制装置1(第一实施方式)，低μ路行驶识别部4通过与ABS控制单元123不同的途径来计算驱动轮和非驱动轮的转速差ΔR，因此能够以与ABS控制单元123中的滑移判定不同的基准，来任意地设定阈值Th1、Th2。
符号的说明
1滑行控制装置
2滑行控制判定映射
3滑行控制执行部
4低μ路行驶识别部
5低μ路行驶中滑行控制禁止部

Claims (4)

1.一种滑行控制装置，其特征在于，具备：
滑行控制执行部，在发动机对外部不作功的运转状况下，将离合器分离并且使发动机转速降低而开始滑行控制；
低μ路行驶识别部，对车辆为低μ路行驶中进行识别；以及
低μ路行驶中滑行控制禁止部，在由上述低μ路行驶识别部识别为车辆为低μ路行驶中时，禁止滑行控制。
2.如权利要求1所述的滑行控制装置，其特征在于，
具备检测驱动轮的转速和非驱动轮的转速的速度传感器，
上述低μ路行驶识别部根据驱动轮和非驱动轮的转速差来对车辆为低μ路行驶中进行识别。
3.如权利要求1所述的滑行控制装置，其特征在于，
具备检测轮胎的滑移的ABS控制单元，
上述低μ路行驶识别部根据上述ABS控制单元输出的滑移信号来对车辆为低μ路行驶中进行识别。
4.如权利要求1～3中任一项所述的滑行控制装置，其特征在于，
具备通过离合器转速和油门开度来参照的滑行控制判定映射，
上述滑行控制执行部为，在向上述滑行控制判定映射标绘的离合器转速和油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域内，油门踏板操作速度在规定范围内、且离合器转速和油门开度的标绘点在油门开度减少方向上通过了滑行控制临界线时，开始滑行控制，在油门踏板操作速度在规定范围外或油门开度的标绘点处于能够滑行控制区域外时，结束滑行控制。
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