CN103770787A - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆控制装置，从加速器操作初期抑制相对于加速器操作的输出增加率的险路行驶模式向其他的行驶模式转换时，防止违背驾驶员意愿的急加速。车辆控制装置（1）具有相对于加速器操作量的行驶用动力源的输出特性互不相同的多个车辆控制模式，多个车辆控制模式包括在险路行驶时使用的险路行驶模式、在除了所述险路行驶之外的情况下使用的第1正常行驶模式以及第2正常行驶模式，加速器操作初期相对于预定的加速器操作量的行驶用动力源的输出增加率设定为依次按照险路行驶模式、第1正常行驶模式、第2正常行驶模式顺序增大，当选择了险路行驶模式时，允许向第1正常行驶模式进行模式转换，同时禁止向第2正常行驶模式进行模式转换。

Description

车辆控制装置

技术领域

本发明涉及一种车辆控制装置，尤其涉及一种从加速器操作初期抑制相对于加速器操作的输出增加率的险路行驶模式向其他行驶模式转换时，防止违背驾驶员意愿的紧急加速的车辆控制装置。

背景技术

对于汽车等车辆，提出有根据驾驶员的爱好或者车辆的使用状况，能够从多个模式中选择发动机特性、变速特性等的各种控制的方案。

例如，相对于正常使用的车辆控制模式，提出有如下方案，即，设置增大对加速器操作的发动机扭矩的增加率的同时，改变变速控制以使发动机倾向于在较高速旋转的情况下使用的运动行驶模式等，从而通过驾驶员的操作能够切换。

作为关于车辆控制模式的切换的以往的技术，例如，专利文献1中记载有在进行与前行车辆维持预定车间距的跟踪行驶控制（ACC）的车辆中，当基于防抱死制动系统控制装置的操作而判断为行驶在雪路、冻结路等低摩擦系数路面的情况下，结束跟踪行驶控制处理。

而且，专利文献2记载有具有与加速器关闭操作连动而进行刹车动作的低速行驶模式，在车速等的解除条件成立时，自动解除低速行驶模式。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开平11-198677号公报

专利文献2：特开平2-127156号公报

发明内容

技术问题

近年，在重视险路行驶性能的SUV车辆等中，为了提高险路行驶中的驾驶容易度，相对于正常行驶中使用的车辆控制模式，提出有设置抑制加速器操作初期的发动机扭矩的增加率的险路行驶模式的方案。

但是，在具有对于加速器操作的输出特性不同的多个正常行驶模式的车辆中，从险路行驶模式恢复到正常行驶模式时，如果转换到加速器操作初期的输出特性与险路行驶模式极其不同的行驶模式，则可能发生驾驶员不希望的高输出而导致车辆急加速。

本发明的目的在于提供一种从加速器操作初期抑制相对于加速器操作的输出增加率的险路行驶模式向其他行驶模式转换时，防止违背驾驶员意愿的急加速的车辆控制装置。

技术方案

本发明通过如下技术方案解决上述技术问题。

本发明的车辆控制装置，具有相对于加速器操作量的行驶用动力源的输出特性互不相同的多个车辆控制模式，所述多个车辆控制模式包括在险路行驶时利用的险路行驶模式、除了在所述险路行驶的情况之外利用的第1正常行驶模式和第2正常行驶模式，加速器操作初期相对于预定的加速器操作量的行驶用动力源的输出增加率设定为依次按照所述险路行驶模式、所述第1正常行驶模式、所述第2正常行驶模式的顺序变大，当选择了所述险路行驶模式时，允许向所述第1正常行驶模式的模式转换，同时禁止向所述第2正常行驶模式的模式转换。

据此，当险路行驶模式结束时，通过禁止向加速器操作初期（开始踩踏加速踏板）的输出特性与险路行驶模式极度不同的行驶模式转换，能够防止违背驾驶员的意愿而导致输出急剧升高，车辆的急加速的情形。

而且，还能够防止由于输出的急剧增加而导致的操作失灵、转向过度等的车体动作的发生。

需要说明的是，在本说明书、权利要求的范围中，所谓的险路包括非柏油路的不平坦路面、雪路或结冰路面等的低摩擦系数路面等。

本发明的车辆控制装置，在选择了所述险路行驶模式的情况下，在车辆的行驶速度为预定值以上时，自动地向所述第1正常行驶模式进行模式转换。

据此，当认为行驶速度在预定值以上，且实际上结束了险路行驶时，自动地向所述的第1正常行驶模式进行模式转换，提高便利性的同时，能够防止在高速行驶中使用不恰当的险路行驶模式。

本发明的车辆控制装置，在选择了所述险路行驶模式的情况下，在由用户输入了预定的险路行驶模式结束操作时，向所述第1正常行驶模式进行模式转换。

据此，在用户意图结束险路行驶模式的情况下，无需特别注意行驶模式的选择，能够使其转换为第1正常行驶模式。

本发明的车辆控制装置，具备检测出一部分或全部车轮的滑脱的滑脱检测单元，在选择了所述险路行驶模式且检测出所述滑脱时，不管其他的条件如何，禁止向所述第1正常模式的模式转换。

据此，当因滑脱引起车速传感器的检测值脱离实际的车体速度而上升时，通过自动或者用户操作从险路行驶模式向第1正常行驶模式转换，从而防止车辆的险路爬破性能降低，也能够预先防止打滑等的发生。

发明效果

根据如上所述的本发明，能够提供一种从加速器操作初期抑制相对于加速器操作的输出增加率的险路行驶模式向其他行驶模式转换时，防止违背驾驶员意愿的急加速的车辆控制装置。

附图说明

图1为示出应用了本发明的车辆控制装置的实施例的构成的框图。

图2为示出图1的车辆控制装置中各车辆控制模式之间的转换的图。

图3为示出图1的车辆控制装置中各车辆控制模式的加速器操作量与发动机扭矩的相关的曲线图。

符号说明：

1：车辆控制装置        10：发动机控制单元

11：EGI控制单元       12：模式调节单元

20：变速控制单元       30：动作控制装置

40：自适应巡航控制装置

50：怠速停止系统       60：仪表盘

61：显示器             62：显示控制部

63：模式切换开关       63a：S#/I开关

63b：S/I开关            64：输入处理部

65：模式切换处理部      70：车身协调单元

71：X模式开关          72：输入处理部

73：信号处理部

80：多功能显示器（MFD）

具体实施方式

本发明在从险路行驶模式恢复时，通过在正常行驶中使用的模式中转换到加速器操作初期的加速器操作量和发动机扭矩增加率之间的相关与险路行驶模式最接近的模式转换，并禁止向其他模式转换，由此解决提供如下车辆控制装置的问题，即，从加速器操作初期抑制相对于加速器操作的输出增加率的险路行驶模式转换到其他行驶模式时，防止违背驾驶员意愿的急加速。

[实施例]

下面，关于应用了本发明的车辆控制装置的实施例进行说明。

实施例的车辆控制装置是搭载在例如SUV型轿车等的汽车上的装置。

该汽车是例如通过节流阀进行输出调整且以汽油发动机作为行驶用动力源的四轮驱动车，但是行驶用动力源的种类或驱动方式并不限定于此。

图1为示出实施例的车辆控制装置的构成的框图。

车辆控制装置1构成为包含发动机控制单元10、变速控制单元20、动作控制装置30、自适应巡航控制（ACC）装置40、怠速停止系统（ISS）50、组合仪表60、车身协调单元70、多功能显示器（MFD）80等。

这些利用例如作为车载LAN的一种的CAN通信系统等能够实现相互通信。

发动机控制单元10是统一控制图中未示出的发动机及其辅助设备的单元。

发动机控制单元10构成为具有CPU等的信息处理装置、RAM或ROM等的存储单元、输入输出接口以及将它们连接在一起的总线等。

发动机控制单元10具有根据图中未示出的加速踏板的操作量，控制用于调节发动机的吸入空气量的电动节流阀的调节器的功能。

加速踏板是驾驶员操作的脚踏板，通过位置编码器检测其操作量（踏板行程）并传达给发动机控制单元10。

发动机控制单元10基于加速踏板的操作量，设定目标发动机扭矩，根据该目标发动机扭矩驱动节流阀调节器，以将节流阀开度调节为能够实现该目标发动机扭矩。

实施例的发动机控制单元10具有加速踏板的操作量和目标发动机扭矩之间的相关互不相同的多种行驶模式（车辆控制模式）。

多种行驶模式包括在正常行驶（平坦路行驶）中使用的I模式、S模式、S#模式以及在险路行驶中使用的X模式。

关于这些各个模式，后面详细说明。

发动机控制单元10具备EGI控制单元11、模式调节单元12等。

EGI控制单元11控制在发动机的各气筒中设置的喷射器（燃料喷射阀门）的燃料喷射时间、喷射量等。

而且，EGI控制单元11具有在发动机满足预定的怠速停止禁止条件的情况下，建立ISS禁止标志并传递给怠速停止系统50的功能。

模式调节单元12是基于各装置、单元要求的行驶模式，或者预先设定的各种调节条件进行模式调节，决定实际应用的一个行驶模式的单元。

模式调节单元12例如在发动机冷却水温度处于预定的低温状态时，在发动机冷却水温度或者发动机润滑油温度处于预定的高温状态时，在发动机故障警告灯（MIL）亮灯时，在变速机中选择了后退范围时等情况下，根据预先设定的调节条件，允许或者禁止模式的转换。

模式调节单元12对各单元传递与所决定的模式相关的车辆控制模式信号。

变速控制单元20是对将发动机的输出进行减速或者变速后传达给传输器的变速机以及将变速机的输出传达给前后差速器的传输器进行统一控制的单元。

变速机例如为链条式、轮带式等无级变速机（CVT），但是并不限定于此，也可以是例如具有多个行星齿轮组的分级AT、DCT、AMT等。

传输器构成为具有例如锥齿轮式、行星齿轮式的中心差速装置和限定前轮侧输出部和后轮侧输出部的差动的电子控制联轴器。

而且，作为这种机械式中心差速器以及差动限制用联轴器的组合的代替，也可以构成为将前轮、后轮的一侧的轴差速器与变速机的输出轴直接结合，通过电子控制联轴器改变向另一侧的驱动力传达力。

变速控制单元20进行上述变速机的变速控制、锁止控制、管路压力控制以及传输器的接合力控制。

动作控制装置30是进行稳定车辆的动作控制以及防抱死制动系统控制等的装置，在进行稳定车辆的动作控制时，使用能够个别控制各车轮的常用制动器的流体液压的液压控制单元，在发生操作失灵或转向过度的动作时，产生回旋内外车轮间的制动力差。

而且，动作控制装置30具有陡坡缓降控制（HDC）功能，当选择了险路行驶用的X模式时，能够控制各车轮的制动力，在下坡路将车速维持在实际的预定值以下。

而且，动作控制装置30上连接有检测各车轮的车轮速度的车速感应器。

而且，动作控制装置30具备限滑差速器的功能，在左右一侧的车轮空转时，通过给予空转一侧的车轮制动力来确保另一侧车轮的驱动力。

ACC控制装置40具备例如立体摄影机或者毫米波雷达等的环境识别单元，以进行将与前行车辆的车间距离维持在预定的设定值的跟踪行驶控制。

ACC控制装置40与发动机控制装置10和变速控制单元20协调而调节驱动力的同时，根据需要与动作控制装置30协调而操作制动器，由此使车辆进行跟踪行驶。

怠速停止系统（ISS）50是进行怠速停止控制的系统，当满足预定的怠速停止条件时，停止发动机，当满足之后的预定的再启动条件时，自动地再启动发动机。

组合仪表60具备速度计、发动机旋转计、燃料计、各种警告灯等的仪器盘，同时具有对这些进行显示控制的作为信息处理装置的CPU等。

组合仪表60具有例如LCD等图像显示装置的显示器61，以及控制显示器61的显示控制部62。

显示器61中显示当前选择的行驶模式等各种信息。

而且，组合仪表60还具备行驶模式切换开关63、输入处理部64、模式切换处理部65。

行驶模式切换开关63是在正常行驶中使用的行驶模式的I模式、S模式、S#模式中进行选择操作的操作部。

行驶模式切换开关63具备例如设置在仪表盘上的S#/I开关63a，以及S/I开关63b。

关于这些开关的功能在后面详细说明。

输入处理部64对模式切换开关63的输出进行处理并传递给模式切换处理部65。

模式切换处理部65基于来自输入处理部64的输入，判断使用者期望的行驶模式，将与该模式相关的模式联络信号传递给发动机控制单元10的模式调节单元12。

而且，模式切换处理部65从车身协调单元70的信号处理部73接收X模式开关信号。

模式切换处理部65基于这些各种输入信号，进行模式判断处理、模式备份处理、以往模式记忆处理等。

车身协调单元70统一控制车辆中设置的各种电气设备。

而且，车身协调单元70设置有X模式开关71、输入处理部72、信号输出部73等。

X模式开关71是用户选择或者取消作为险路行驶模式的X模式的开关，例如为设在仪表盘上的按钮开关。

输入处理部72处理来自X模式开关71的输入，判断用户是否期望X模式的选择，将判断结果传递给信号输出部73。

输入处理部72进行X模式开关71的长压判定、固定判定。

信号输出部73基于来自输入处理部72的输入，将X模式开关71的状态以及用户是否有选择X模式的信息传递给组合仪表60的模式切换处理部65。

多功能显示器（MFD）80是例如设置在仪表盘上的LCD等的图像显示装置，除了在选择X模式时显示[X模式开启]外，在实施动作控制，ABS控制、HDC控制时也显示其内容。

其次，关于实施例的车辆控制装置的各行驶模式的内容以及模式间的转换进行说明。

图2为示出实施例的车辆控制装置的各车辆控制模式间的转换的图。

实施例的车辆控制装置具备下面说明的4种行驶模式（车辆控制模式）。

<I模式>

I模式是车辆在正常行驶时使用的行驶模式。

I模式具有以下特征：

发动机输出特性：I模式用

图3为示出实施例的车辆控制装置的各车辆控制模式的加速器操作量与发动机扭矩的相关的曲线图。参照图3，纵轴表示目标发动机扭矩，横轴表示加速器踏板操作量（行程）。而且，将I模式、S模式、S#模式、X模式的特性分别用实线、虚线、单点划线、双点划线表示。

在I模式中，将相对于加速器踏板的操作量的发动机输出（扭矩）的增加率（图3中的曲线的倾斜度）设置为小于S模式以及S#模式，因此具有稳定的发动机特性。

这种输出特性的变化能够通过使相对于加速器踏板的操作量的电动节流阀的开度不同来实现。

变速器变速特性：I模式用

在I模式中，注重燃料费以及静音效果，进行变速控制以使发动机的旋转数与S模式、S#模式相比较低。

AWD控制：标准模式

通过变速控制单元20进行的传输器的结合力等的控制使用适合在平坦路行驶的标准模式。

LSD特性：标准模式

通过动作控制装置30进行的LSD控制使用适合在平坦路行驶的标准模式。

HDC控制：功能关闭

通过动作控制装置30进行的HDC控制设定为非工作状态。

ISS控制：依赖于ISS开关

通过怠速停止系统50进行的怠速停止控制在用户通过图中未示出的ISS开关不进行解除的情况下，就设定为工作状态。

<S模式>

S模式是车辆正常行驶时使用的行驶模式，与将燃费、静音效果等作为优先的I模式相比，将加速性能等的行驶性能作为优先进行控制。

S模式具有以下特征。

发动机输出特性：S模式用

参照图3，在S模式中具有与I模式相比使相对于加速器踏板的操作量的发动机输出（扭矩）的增加率更大，从而与I模式相比将输出作为优先的发动机特性。

变速器的变速特性：S模式用

在S模式中进行变速控制，以使发动机的旋转数相对I模式变得较高。

AWD控制：标准模式

通过变速控制单元20进行的变速器的接合力等的控制使用适合在平坦路行驶的标准模式。

LSD特性：标准模式

通过动作控制装置30进行的LSD控制使用适合在平坦路行驶的正常模式。

HDC控制：功能关闭

通过动作控制装置30进行的HDC控制设定为非工作状态。

ISS控制：依赖于ISS开关

通过怠速停止系统50进行的怠速停止控制在用户通过图中未示出的ISS开关进行解除的情况下，设定为工作状态。

<S#模式>

S#模式是车辆正常行驶时使用的行驶模式，与S模式相比，进行进一步将加速性能等的行驶性能优先的控制。

S#模式具有以下特征。

发动机输出特性：S#模式用

参照图3，在S#模式中具有与S模式相比使相对于加速器踏板的操作量的发动机输出（扭矩）的增加率更大，从而与S模式相比更加优先输出的发动机特性。

变速器的变速特性：S#模式用

在S#模式中进行变速控制，以使发动机的旋转数比S模式更高。

AWD控制：标准模式

通过变速控制单元20进行的传输器的接合力等的控制使用适合在平坦路行驶的标准模式。

LSD特性：标准模式

通过动作控制装置30进行的LSD控制使用适合在平坦路行驶的正常模式。

HDC控制：功能关闭

通过动作控制装置30进行的HDC控制，设定为非工作状态。

ISS控制：关闭

通过怠速停止系统50进行的怠速停止控制，设定为非工作状态。

通过ACC控制装置进行的ACC控制，设定为非工作状态。

<X模式（险路行驶模式）

X模式是当车辆在非柏油路等的不平坦路面或者雪路、结冰路等的低摩擦系数路面等的险路行驶时使用的险路行驶模式。

X模式具有以下特征。

发动机输出特性：X模式用

参照图3，在X模式中，将加速器踏板的操作初期的相对于加速器操作量的发动机输出（扭矩）的增加率比I模式更小，从而抑制开始踩踏加速踏板时发生的扭矩突增的现象。

另一方面，在加速踏板的操作中期以后（踏板行程的中间附近以后），为了在爬急坡等时获得必要的大的输出，使相对于加速器踏板的操作量的发动机输出的增加量变大，而在加速器踏板行程的后半部分，实际上获得与S模式相匹配的输出。

变速器变速特性：X模式用

在X模式中，为了通过加速器关闭而获得更强的发动机制动，进行变速控制以使发动机的旋转数比I模式高。

AWD控制：标准模式

在通过变速控制单元20进行的传输器的接合力等的控制中，使用相对于标准模式强化传输器的接合力而提高了险路爬坡性能的险路模式。

LSD特性：标准模式

在通过动作控制装置30进行的LSD控制中，使用相对于标准模式提高动作响应的同时强化了差动限制力的险路模式。

HDC控制：功能开启

通过动作控制装置30进行的HDC控制设定为工作状态。

ISS控制：关闭

通过怠速停止系统50进行的怠速停止控制设定为非工作状态。

而且，在X模式中，通过ACC控制装置40进行的ACC控制设定为非工作状态。在其他的模式中，根据在图中未示出的ACC开关的状态，能够选择工作、非工作。

其次，详细说明各个模式间的转换。

参照图2所示，从I模式向S模式的转换，可以通过按压S/I开关63b来进行。

同样，从S模式向I模式的转换，也可以通过按压S/I开关63b来进行。

而且，从S模式向S#模式的转换时，可以通过按压S#/I开关63a来进行。

另一方面，从S#模式向S模式的转换，可以通过按压S/I开关63b来进行。

而且，从I模式向S#模式的转换，可以通过按压S#/I开关63a来进行。

同样地，从S#模式向I模式的转换，也可以通过按压S#/I开关63a来进行。

而且，从I模式、S模式、S#模式的各模式向X模式的转换，可以通过按压X模式开关71来进行。

但是，向该X模式的转换操作仅限于车速在预定值（例如20km/h）以下的情况下被接受，当车速在预定值以上时，即使操作X模式开关71，也会维持当前的模式。

另一方面，当用户想要终止X模式时，通过按压X模式开关71可以转换为I模式，但是不可以直接转换为S模式、S#模式。

而且，当车辆的行驶速度在预定值（例如40km/h）以上时，模式切换处理部65自动使其从X模式转换为I模式，此时也禁止直接转换为S模式或S#模式。

需要说明的是，此时，变速控制单元20基于其输出轴的旋转数、各车轮的车轮速度、车辆的前后方向加速度等，对驱动轮的滑脱进行判断，滑脱判断成立时（认为至少一个车轮在空转的情况），禁止从X模式向其他模式转换。

例如，将根据输出轴旋转数和车轮速度的变化计算出的车辆的估算加速度和通过前后加速度感应器检测出的车辆的实际的前后加速度作比较，当这些值偏离预定值以上时，能够判断滑脱成立。

根据上面描述的实施例，能够得出以下效果。

（1）选择了X模式时，通过禁止向加速器操作初期（开始踩踏加速器踏板）的输出特性与X模式极度不同的S模式、S#模式转换，从而能够防止违反驾驶员意图而在开始踩踏加速器时输出急剧增加，车辆急加速的情形。

（2）当行驶速度变为40km/h以上，认为完成了实际的险路行驶时，通过自动从X模式转换为I模式，从而提高便利性的同时，能够防止在高速行驶时使用不恰当的X模式的情形。

（3）在X模式的选择中，通过按压X模式开关而使其转换为I模式，从而在用户意图终止X模式的情况下，无需特别注意行驶模式的选择，而能够转换为在正常行驶模式中与X模式的初期响应的差别最小的I模式。

（4）当滑脱判定成立时，通过禁止从X模式向I模式转换，从而在因滑脱导致车速传感器的指示值偏离实际车体速度而上升的情况下，能够自动或通过用户的操作从X模式转换为I模式，由此防止车辆的险路爬破性能降低，也能够预先防止打滑等的发生。

（变形例）

本发明不限于以上说明的实施例，可以进行各种的变形或变更，但这些也属于本发明的技术范围内。

例如，在实施例中，虽然行驶用动力源是汽油发动机，通过控制电动节流阀使各模式间的输出特性产生差别，但是例如行驶用动力源是柴油发动机时，可以根据燃料喷射量使输出特性不同。而且，也可以与这些并用而使增压器的增压压力等产生变化。

而且，行驶用动力源也可以是电动马达、电动马达与内燃机关组合的混合系统。

而且，虽然实施例的车辆是例如具备自动变速机的车辆，但是本发明也可以适用于使用手动变速机的车辆。而且，驱动方式没有特别限定。

并且，虽然在实施例中设置了3种行驶模式作为正常行驶模式，但是本发明也可以适用于具有2种或4种以上的正常行驶模式的车辆。

Claims (5)

1.一种车辆控制装置，具有相对于加速器操作量的行驶用动力源的输出特性互不相同的多个车辆控制模式，其特征在于：

所述多个车辆控制模式包括在险路行驶时使用的险路行驶模式、除了在所述险路行驶模式之外的情况下使用的第1正常行驶模式以及第2正常行驶模式，

加速器操作初期相对于预定的加速器操作量的行驶用动力源的输出增加率设定为依次按照所述险路行驶模式、所述第1正常行驶模式、所述第2正常行驶模式的顺序增大，

当选择了所述险路行驶模式时，允许向所述第1正常行驶模式进行模式转换，同时禁止向所述第2正常行驶模式进行模式转换。

2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其特征在于：

在选择了所述险路行驶模式的情况下，在车辆的行驶速度为设定值以上时，自动地向所述第1正常行驶模式进行模式转换。

3.如权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于：

在选择了所述险路行驶模式的情况下，在由用户输入了预定的险路行驶模式结束操作时，向所述第1正常行驶模式进行模式转换。

4.如权利要求1或2所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有检测一部分或全部车轮的滑脱的滑脱检测单元；

当选择了所述险路行驶模式且检测到所述滑脱时，不管其他条件如何，禁止向所述第1正常行驶模式进行模式转换。

5.如权利要求3所述的车辆控制装置，其特征在于：

具有检测一部分或全部车轮的滑脱的滑脱检测单元；

当选择了所述险路行驶模式且检测到所述滑脱时，不管其他条件如何，禁止向所述第1正常行驶模式进行模式转换。

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