CN105000017B - 车辆控制设备 - Google Patents

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Abstract

公开了一种车辆控制设备，该设备包括处理装置，处理装置计算目标加速度，使得包括无级变速器的车辆的车速变为目标车速；基于目标加速度设定发动机每分钟转数的变化量的阈值；以及控制发动机每分钟转数，使得发动机每分钟转数的变化量不超过阈值。

Description

车辆控制设备
技术领域
本公开内容涉及车辆控制设备。
背景技术
日本特许专利公布第2002-29286号公开了内燃机的控制装置，其中控制装置设置有无级变速器，无级变速器连续改变发动机的输出的变速比以及执行控制节气门阀的开度的恒速行驶控制，使得车速变成预定设定的车速。
关于包括CVT(无级变速器)的车辆，存在下述情况：其中，当在诸如巡航控制等的用于保持车速的控制中略微改变目标输出驱动力时，发生发动机每分钟转数(rpm)的振荡现象(例如，以5s到7s的周期，具有约100rpm的幅度)。在具有CVT的车辆中，电子节气门以及CVT的变速比被用于控制车辆的输出驱动力。然而，电子节气门和CVT在其实现系统中具有延迟因素，并且还具有不同的响应。为此，如果控制驱动力使得驱动力增大，则存在通过电子节气门增大驱动力并随后通过有延迟的变速比增大驱动力的情况，这会导致驱动力过大。然后，进而执行用于减小驱动力的控制，并且重复该控制。变速比的这种反复增大和减小会导致发动机每分钟转数的振荡现象。
因此，本公开内容的目的是提供能够减少具有CVT的车辆的振荡现象的车辆控制设备。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，提供了一种车辆控制设备，该设备包括处理装置，处理装置计算目标加速度，使得包括无级变速器的车辆的车速变为目标车速；基于目标加速度设定发动机每分钟转数的变化量的阈值；以及控制发动机每分钟转数，使得发动机每分钟转数的变化量不超过阈值，其中，阈值包括针对在发动机每分钟转数增大的方向上的变化的第一阈值，以及针对在发动机每分钟转数减小的方向上的变化的第二阈值，以及当目标加速度表示车辆的加速状态时，处理装置设定第一阈值，使得第一阈值大于第二阈值。
附图说明
图1是图示根据一个示例的车辆配置的图。
图2是图示处理装置10的功能配置的一个示例的图。
图3是图示处理装置10的功能配置的另一个示例的图。
图4是示意性地图示经由无级变速器42从发动机40到从动轮的动力流的图。
图5是由车速控制部12执行的过程的流程图的一个示例。
图6是图示根据目标加速度来设定发动机每分钟转数变化量保护的方式的示例的图。
具体实施方式
在下文中，参考附图详细描述实施方式。
图1是图示根据一个示例的车辆配置的图。车辆包括处理装置10、车速传感器30、发动机40和无级变速器(CVT)42。注意，图1中的元件之间的连接方式是任意的。例如，连接方式可以包括经由诸如CAN(控制器局域网)等的总线的连接、经由另一个ECU等的间接连接、直接连接、以及使得能够实现无线通信的连接。
处理装置10可以被配置有包括CPU的处理器。可以通过任何硬件、任何软件、任何固件或任何它们的组合来实现处理装置10的相应功能(包括下文中所述的功能)。例如，可以通过ASIC(专用集成电路)、FPGA(现场可编程门阵列)或DSP(数字信号处理器)来实现处理装置10的任意部分功能或全部功能。此外，可以通过多个处理装置(包括传感器中的处理装置)来实现处理装置10。
车速传感器30包括车轮速度传感器。车速传感器30可以是检测与车速有关的信息的传感器，如检测无级变速器42的输出轴的每分钟转数的传感器、GPS接收器等。
处理装置10被连接到发动机40。处理装置10向发动机40的电子节气门(未示出)指示节气门位置。
处理装置10被连接到无级变速器42。处理装置10向无级变速器42指示变速比。
图2是图示处理装置10的功能配置的一个示例的图。图2中示出的配置适用于执行巡航控制。
处理装置10包括车速控制部12、CVT控制部14和发动机控制部16。
车速控制部12获得从车速传感器30输入的车速信息。此外，车速控制部12获得表示设定的目标车速的信息。设定的目标车速是例如由诸如驾驶员等用户设定的恒定值。设定的目标车速可以是除了由用户设定的车速以外的默认值。车速控制部12基于车速与设定的目标车速之间的关系来计算目标加速度，然后基于计算出的目标加速度来计算所需节气门位置或所需驱动力。具体地，车速控制部12计算目标加速度，使得实现设定的目标车速。例如，车速控制部12计算目标加速度，使得设定的目标车速与车速之间的差变成0。PID(比例积分微分控制器)等可以被用于该反馈控制。因此，由此计算出的所需节气门位置或所需驱动力被输入到CVT控制部14和发动机控制部16。
车速控制部12计算发动机每分钟转数变化量保护。发动机每分钟转数变化量保护起到发动机每分钟转数的变化量的阈值的作用。发动机每分钟转数的变化量可以是每时间单位的变化量或每预定时间(例如，每控制周期)的变化量。下文描述了计算发动机每分钟转数变化量保护的方式。表示发动机每分钟转数变化量保护的信息被输入到CVT控制部14。
CVT控制部14获得被输入到CVT控制部14的表示所需节气门位置或所需驱动力，以及发动机每分钟转数变化量保护的信息。CVT控制部14基于所需节气门位置或所需驱动力、发动机每分钟转数变化量保护等来确定变速比。例如，CVT控制部14基于所需节气门位置或所需驱动力、当前车速、当前发动机每分钟转数等来确定目标发动机每分钟转数。注意，当前车速对应于从动轮的当前每分钟转数，并且当前发动机每分钟转数对应于当前CVT输入每分钟转数(输入轴每分钟转数)。CVT控制部14基于确定的目标发动机每分钟转数和当前CVT输入每分钟转数之间的关系来确定变速比，使得发动机每分钟转数的变化量不超过发动机每分钟转数变化量保护。例如，CVT控制部14计算从当前变速比到用于实现目标发动机每分钟转数的变速比的变化速率(变化速度)，使得发动机每分钟转数的变化量不会因为变速比的变化而超过发动机每分钟转数变化量保护，然后根据计算出的变化速率来改变变速比。注意，目标发动机每分钟转数能够以计算周期变化，因此变速比的变化速率可以相应地变化。然而，目标发动机每分钟转数可以经受“减慢操作”等，以用于减弱它的急剧变化。
发动机控制部16获得被输入到发动机控制部16的表示所需节气门位置或所需驱动力的信息。发动机控制部16基于所需节气门位置或所需驱动力来确定节气门位置。
图3是图示处理装置10的功能配置的另一个示例的图。图3中示出的配置除了巡航控制之外还适用于执行ACC(自适应巡航控制)等。
处理装置10包括ACC控制部11、车速控制部12、CVT控制部14和发动机控制部16。
ACC控制部11获得表示关于前车的车间距离的信息。例如，可以使用雷达传感器或监视车辆前方场景的图像传感器来获得表示车间距离的信息。ACC控制部11基于车间距离和来自车速传感器30的车速信息来计算目标加速度，并且输出表示计算出的目标加速度的信息。注意，计算目标加速度的方式是任意的。例如，可以使用被用在ACC等中的计算方式。例如，可以确定目标加速度，使得前车与主车之间的车间距离变成预定目标车间距离，或前车与主车之间的车间时间(＝车间距离/车速)变成预定目标车间时间。在后者情况下，可以按车速(主车的车速)为基础设定目标车间时间。
当从ACC控制部11输入表示目标加速度的信息时，车速控制部12基于目标加速度来计算所需节气门位置或所需驱动力。具体地，在ACC操作期间，车速控制部12基于来自ACC控制部11的目标加速度来计算所需节气门位置或所需驱动力。另一方面，在巡航控制操作期间，车速控制部12基于下述目标加速度来计算所需节气门位置或所需驱动力：该目标加速度如上所述是基于车速与设定的目标车速之间的关系而计算的。
CVT控制部14和发动机控制部16的功能可以与参考图2说明的那些功能相同。
图4是示意性图示经由无级变速器42从发动机40到从动轮的动力流的图。在图4中，传输的每分钟转数由R1和R2表示，并且传输的转矩由T1和T2表示。
根据发动机控制部16进行的发动机控制，确定取决于转矩水平。因此，尚未确定每分钟转数R1与转矩T1之间的分布。当确定了变速比时，确定每分钟转数R1与转矩T1之间的分布。在这种情况下，由无级变速器42转换的每分钟转数R2与转矩T2被传输到从动轮60。
图5是由车速控制部12执行的过程的流程图的示例。图6是图示根据目标加速度来设定发动机每分钟转数变化量保护的方式的示例的图。在图6中，(A)示出了设定在发动机每分钟转数增大的方向上的发动机每分钟转数变化量保护的方式的示例，以及(B)示出了设定在发动机每分钟转数减小的方向上的发动机每分钟转数变化量保护的方式的示例。在图6中，纵轴表示发动机每分钟转数变化量保护，并且横轴表示目标加速度。此外，在图6中，假设即使在发动机每分钟转数减小的方向上，发动机每分钟转数变化量保护也是“正的”。换言之，发动机每分钟转数变化量保护与发动机每分钟转数的变化量之间的比较用它们的绝对值进行。在下文中，在发动机每分钟转数增大的方向上的发动机每分钟转数变化量保护被称为“增大方向保护值”，并且在发动机每分钟转数减小的方向上的发动机每分钟转数变化量保护被称为“减小方向保护值”。
在诸如巡航控制、ACC等车速控制操作期间，以预定周期执行图5中示出的处理例程。
在步骤S500中，车速控制部12计算目标加速度。计算目标加速度的方式可以是如上所述的方式。
在步骤S502中，车速控制部12确定目标加速度是否小于预定减速判定阈值。减速判定阈值是导致车辆的减速状态的目标加速度，并且对应于导致车辆的减速状态的目标加速度的范围的上限值。如图6中所示，减速判定阈值可以小于0，并且可以对应于导致车辆的恒速状态(稳定行驶状态)的目标加速度的范围的下限值。如果目标加速度小于预定减速判定阈值，则处理例程进行至步骤S504，否则处理例程进行至步骤S506。
在步骤S504中，车速控制部12将增大方向保护值和减小方向保护值设定成大于在其它状态(恒速状态、缓慢加速状态、加速状态)下设定的增大方向保护值和减小方向保护值的值。这是因为它有利于尽可能多地减弱能够导致速度的不希望的增大的制约因素。例如，如图6中所示，增大方向保护值和减小方向保护值被设定成它们的上限值(最大值)。采用这种布置，使对在增大方向上和减小方向上的发动机每分钟转数的变化的制约最小。注意，例如，在减速状态期间使用发动机制动的情况下，发动机每分钟转数能够在减速状态期间增大。被设定成上限值的增大方向保护值适用于这种配置。
在步骤S506中，车速控制部12确定目标加速度是否小于预定恒速判定阈值。恒速判定阈值是导致车辆的稳定行驶状态(恒速状态)的目标加速度，并且对应于导致车辆的稳定行驶状态的目标加速度的范围的上限值。如图6中所示，恒速判定阈值可以大于0，并且可以对应于导致车辆的缓慢加速状态的目标加速度的范围的下限值。如果目标加速度小于预定恒速判定阈值，则处理例程进行至步骤S508，否则处理例程进行至步骤S510。
在步骤S508中，车速控制部12将增大方向保护值设定成小的值并将减小方向保护值设定成大的值。因而，在减小方向上的发动机每分钟转数的变化比在增大方向上的发动机每分钟转数的变化提升得更多。例如，在巡航控制操作期间，可存在下述情况：其中，驾驶员压下加速器踏板来停止巡航控制的操作(即如果发生了加速器超驰(override)事件)，然后驾驶员释放加速器踏板以返回到巡航控制的操作状态。这会减小在这种返回到巡航控制的操作状态之后形成发动机每分钟转数不立即下降的状态的可能性。在图6示出的示例中，将增大方向保护值设定成下限值(保护值的最小值)，并且如减速状态下那样将减小方向保护值设定成上限值。如图6中所示，保护值的最小值可以大于0。
在步骤S510中，车速控制部12确定目标加速度是否小于预定加速判定阈值。如图6中所示，预定加速判定阈值是导致车辆的缓慢加速状态的目标加速度，并且对应于导致车辆的加速状态的目标加速度的范围的下限值。如果目标加速度小于预定加速判定阈值，则处理例程进行至步骤S512，否则处理例程进行至步骤S514。
在步骤S512中，车速控制部12设定增大方向保护值，使得增大方向保护值随目标加速度增大而逐渐增大，并且设定减小方向保护值，使得减小方向保护值随目标加速度增大而逐渐减小。这是因为缓慢加速状态具有加速状态与稳定行驶状态之间的桥梁的功能，因此它有利于尽可能多地平滑地(无陡阶)改变增大方向保护值和减小方向保护值。在图6示出的示例中，增大方向保护值与目标加速度成比例地从下限值增大到上限值，并且减小方向保护值与目标加速度成比例地从上限值减小到下限值。然而，在一个变型中，增大方向保护值关于目标加速度以非线性方式从下限值增大到上限值，并且减小方向保护值关于目标加速度以非线性方式从上限值减小到下限值。可替选地，在另一个变型中，增大方向保护值可以是下限值与上限值之间的中间值，以及/或者减小方向保护值可以是下限值与上限值之间的中间值。
在步骤S514中，车速控制部12将增大方向保护值设定成大的值并将减小方向保护值设定成小的值。因而，在增大方向上的发动机每分钟转数的变化比在减小方向上的发动机每分钟转数的变化提升得更多。这是因为它有利于在需要加速的加速状态下增大加速响应。在图6示出的示例中，增大方向保护值被设定成上限值，并且减小方向保护值被设定成下限值。利用这种布置，能够抑制在加速时对发动机每分钟转数的感觉的退化，并且特别地，提高在斜坡上(梯度)的车速保持能力。
如上所述，关于包括CVT的车辆，当在如巡航控制等用于保持车速的控制中略微改变目标输出驱动力时，趋于发生发动机每分钟转数的振荡现象。
根据本实施方式，如上所述，设定了发动机每分钟转数变化量保护，这防止发动机每分钟转数的这种变化，否则会超过发动机每分钟转数变化量保护。因此，抑制了因驱动力的增大和减小而导致的变速比的反复增大和减小，这能够抑制振荡现象的发生。此外，因为设定了发动机每分钟转数变化量保护，使得其根据车辆的行驶状态而变化，所以能够抑制下述矛盾：如加速器超驰事件后的每分钟转数返回的延迟，在加速时对发动机每分钟转数的感觉的退化等。
此外，根据本实施方式，如上所述，因为设定了发动机每分钟转数变化量保护，所以相对于例如保护了节气门位置的变化量的比较配置，控制性变得更好。具体地，根据比较配置，当保护功能起作用时抑制了发动机40的动力的变化量，因此下游侧的发动机每分钟转数的变化量终究保持原样。换言之，根据比较配置，控制仅扩展至发动机40的动力(参见图4)，因此存在不能适当地抑制发动机每分钟转数的振荡现象的可能性。相比之下，根据本实施方式，当发动机每分钟转数变化量保护功能起作用时抑制了变速比的变化速率，从而能够以相对高的准确度(而不是让它按常规发展)控制发动机每分钟转数的变化量。因此，根据本实施方式，能够适当地抑制振荡现象的发生。
本文记载的所有示例和条件用语意在用于教示目的以帮助读者理解本发明以及由发明者贡献的促进技术的构思，并且应被理解为不限于这些具体记载的示例和条件，而且本说明书中的这些示例的组织也不与表明本发明的优势和劣势有关。虽然已经详细地描述了本发明的各实施方式，但是应理解的是在不偏离本发明的精神和范围的情况下能够对其做出各种变化、替代和更改。此外，能够结合上述实施方式的部件的全部或部分。
例如，根据上述实施方式，使用了增大方向保护值和减小方向保护值；然而，根据车辆的行驶状态，可以使用增大方向保护值和减小方向保护值中的仅一个。例如，可以省略要被设定成上限值的增大方向保护值，和/或要被设定成上限值的减小方向保护值。例如，在加速状态下，可以省略增大方向保护值，从而可以只应用减小方向保护值。
此外，根据上述实施方式，在如巡航控制、ACC等车速控制操作期间，执行图5中示出的过程。然而，可以在如ASL(速度可调限制器)、ISA(智能速度辅助)等另外的车速控制操作期间执行图5中示出的过程。根据ASL，控制车速使得车速不超过由驾驶员设定的设定车速。根据ISA，基于可通过使用车载摄像机等而被图像识别的道路标识的限速信息来自动地设定设定车速。
本申请基于2014年4月24日提交的日本优先权申请第2014-090024号，其全部内容通过引用合并到本文中。

Claims (5)

1.一种车辆控制设备，所述车辆控制设备包括处理装置，所述处理装置计算目标加速度，使得包括无级变速器的车辆的车速变为目标车速；基于所述目标加速度设定发动机每分钟转数的变化量的阈值；以及控制所述发动机每分钟转数，使得所述发动机每分钟转数的变化量不超过所述阈值，
其中，所述阈值包括针对在所述发动机每分钟转数增大的方向上的变化的第一阈值，以及针对在所述发动机每分钟转数减小的方向上的变化的第二阈值，以及
当所述目标加速度表示所述车辆的加速状态时，所述处理装置设定所述第一阈值，使得所述第一阈值大于所述第二阈值。
2.如权利要求1所述的车辆控制设备，其中，当所述目标加速度表示所述车辆以恒速行驶的所述车辆的稳定行驶状态时，所述处理装置设定所述第一阈值，使得所述第一阈值小于所述第二阈值。
3.如权利要求2所述的车辆控制设备，其中，所述处理装置设定所述第一阈值，使得在所述目标加速度表示所述车辆的减速状态的情况下的所述第一阈值大于在所述目标加速度表示所述车辆的所述稳定行驶状态的情况下的所述第一阈值。
4.如权利要求2所述的车辆控制设备，其中，所述处理装置在所述目标加速度从表示所述车辆的所述稳定行驶状态的值增大到表示所述车辆的所述加速状态的值时，设定所述第一阈值和所述第二阈值，使得所述第一阈值逐渐增大且所述第二阈值逐渐减小。
5.如权利要求1所述的车辆控制设备，其中，所述处理装置基于所述目标加速度来计算目标发动机每分钟转数，并且调节从所述无级变速器的当前变速比到用于实现所述目标发动机每分钟转数的变速比的变化速率，使得所述发动机每分钟转数的变化量不超过所述阈值。
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