CN107428248A - 行驶控制装置及行驶控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的行驶控制装置中，道路信息获得部(12a)获得以加速器开度为第一开度行驶的车辆(1)的前方的规定区间内的道路的信息，车辆信息获得部(12b)获得车辆(1)的信息，速度预测部(12c)基于道路的信息及车辆的信息，对在以加速器开度为比第一开度大的第二开度行驶的情况下的、规定区间内的车速的变化进行预测，在预测出的车速的最小值比目标速度小的情况下，加速器控制部(12d)控制加速器开度，以使车辆(1)的加速器开度为第二开度。

Description

行驶控制装置及行驶控制方法
技术领域
本发明涉及控制车辆的行驶以使车速为目标速度的行驶控制装置及行驶控制方法。
背景技术
以往，开发了将汽车等车辆的速度(车速)保持为目标速度的自动巡航的技术。例如，在专利文献1中公开了，在车辆从平地进入坡道的情况下不引起车速的混乱，防止搭乘者感到不适的自动巡航控制装置。
具体而言，该自动巡航控制装置通过摄像装置对行进方向前方进行摄像，根据拍摄到的图像检测道路的坡度。而且，自动巡航控制装置根据道路的坡度和目标速度计算出不使上述车速发生混乱的燃料喷射量，从临近坡道的位置以该燃料喷射量驱动发动机。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-234987号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，上述的专利文献1的以往的技术中，由于是基于用摄像装置拍摄到的图像检测道路的坡度，所以对于在上坡道之后隐藏下坡道，后又成为上坡道的道路，难以准确地检测道路的坡度。其结果，也有可能无法确切地计算出燃料喷射量，油耗恶化。
本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的在于，提供即使在一定区间内道路坡度变化的上坡路上行驶的情况下，也能够不使油耗恶化地爬上上坡路，并能够在避免进行不必要的降档的同时缩短到达顶点的时间的行驶控制装置及行驶控制方法。
解决问题的方案
为了解决上述的问题，本发明的行驶控制装置对车辆的行驶进行控制，以使车速为目标速度，其具备：道路信息获得部，其获得以加速器开度为第一开度行驶的车辆的前方的规定区间内的道路的信息；车辆信息获得部，其获得车辆的信息；速度预测部，其基于道路的信息及车辆的信息，对在车辆以加速器开度为比第一开度大的第二开度行驶的情况下的、规定区间内的车速的变化进行预测；以及加速器控制部，其在由速度预测部预测的车速的最小值比目标速度小的情况下，控制加速器开度以使车辆的加速器开度为第二开度。
本发明的行驶控制方法是对车辆的行驶进行控制，以使车速为目标速度的行驶控制方法，其包括：道路信息获得步骤，获得以加速器开度为第一开度行驶的车辆的前方的规定区间内的道路的信息；车辆信息获得步骤，获得车辆的信息；速度预测步骤，基于道路的信息及车辆的信息，对在车辆以加速器开度为比第一开度大的第二开度行驶的情况下的、规定区间内的车速的变化进行预测；以及加速器控制步骤，在速度预测步骤中预测出的车速的最小值比目标速度小的情况下，控制加速器开度以使车辆的加速器开度为第二开度。
发明效果
根据本发明，即使在一定区间内道路坡度变化的上坡路上行驶的情况下，也能够不使油耗恶化地爬上上坡路，并能够在避免进行不必要的降档的同时缩短到达顶点的时间。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的自动行驶装置的结构的一例的框图。
图2是表示图1所示的自动行驶控制装置的结构的一例的框图。
图3是表示本发明的一实施方式的是否需要改变加速器开度的判定处理的一例的图。
图4是表示本发明的一实施方式的行驶控制的处理顺序的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的一实施方式的自动行驶装置2的结构的一例的框图。另外，图2是表示图1所示的自动行驶控制装置12的结构的一例的框图。
此外，在图1中，将发动机3设为直列6缸的柴油发动机来进行说明，但是本发明也能够适用于汽油发动机，不特别限定其气缸的数量和排列。另外，以车辆1为搭载有柴油发动机的卡车等大型车辆的情况为例进行说明，但是本发明不限于卡车等大型车辆。
如图1所示，搭载该实施方式的自动行驶装置2的车辆1中，发动机3的动力经由离合器4传递至变速器(transmission)5，由变速器5通过推进轴(propeller shaft)6传递至差动装置(differential gear)7，进一步由差动装置7通过驱动轴(drive shaft)8传递至车轮9。由此，发动机3的动力传递至车轮9从而车辆1行驶。
本实施方式的自动行驶装置2是对发动机3的输出、离合器4的分离接合、以及变速器5的变速进行控制，来使车辆1自动行驶的装置，具备多个控制装置。
具体而言，自动行驶装置2具备：对发动机3的输出进行控制的发动机用ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)(发动机用控制装置)10、对离合器4的分离接合及变速器5的变速进行控制的动力传递用ECU(动力传递用控制装置)11、以及对车辆1的自动行驶进行控制的自动行驶控制装置12。
发动机用ECU10、动力传递用ECU11、自动行驶控制装置12分别由微控制器构成。而且，发动机用ECU10、动力传递用ECU11、以及自动行驶控制装置12通过车载网络互相连接，互相交换需要的数据和控制信号。
另外，自动行驶装置2在未图示的驾驶座的仪表盘中具备目标车速设定装置13、以及增减值设定装置14，这些目标车速设定装置13、以及增减值设定装置14与自动行驶控制装置12连接。
目标车速设定装置13是在车辆1的自动行驶开始之前，由驾驶员手动地操作来设定车辆1的自动行驶时的目标车速V’[km/h]的装置。若由驾驶员对目标车速设定装置13设定目标车速V’，则该目标车速V’被发送到自动行驶控制装置12，存储于自动行驶控制装置12所具有的存储装置中。
另外，增减值设定装置14是在车辆1的自动行驶开始之前且设定了目标车速V’之后，由驾驶员操作以设定车辆1的自动行驶时的速度减少值-va[km/h]、以及速度增加值+vb[km/h]这两者的装置。
若由驾驶员对增减值设定装置14设定速度减少值-va、以及速度增加值+vb这两者，则速度减少值-va、以及速度增加值+vb被发送到自动行驶控制装置12，存储于自动行驶控制装置12所具有的存储装置中。
另外，自动行驶控制装置12对目标车速V’分别加上速度减少值-va、以及速度增加值+vb，来计算下限目标车速Va’[km/h]、以及上限目标车速Vb’[km/h]，将计算出的这些值存储于自动行驶控制装置12所具有的存储装置中。
例如，在将目标车速V’设为80km/h，将速度减少值-va设为-5km/h，将速度增加值+vb设为+10km/h的情况下，下限目标车速Va’为75km/h，上限目标车速Vb’为90km/h。此外，也可以将速度减少值-va、以及速度增加值+vb设定为零。
下限目标车速Va’及上限目标车速Vb’构成在车辆1的自动行驶时驾驶员能够允许的车速V[km/h]的范围。
另外，道路信息获得装置20是用于获得前方道路的道路信息的装置。前方道路是指，从车辆的当前位置向车辆的行进方向延伸的道路。
例如，道路信息获得装置20具备：作为卫星定位系统(GPS)的接收器的当前位置获得装置21、以及对与前方车辆和并行车辆等周围的行驶车辆之间的距离和车速差进行检测的周围传感器22。
车辆信息获得装置30是用于获得车辆1的车辆信息的装置。例如，车辆信息获得装置30包括：对加速踏板的踩踏量进行检测的加速器传感器31、对制动踏板的踩踏的有无进行检测的制动开关32、变速杆33、转向信号开关34、以及对车辆1的车速V进行检测的车速传感器35。另外，发动机用ECU10和动力传递用ECU11也包括在车辆信息获得装置30中。
制动装置40是对车辆1赋予制动力的装置。制动装置40中包括：脚制动器41、缓速器42、由发动机用ECU10和动力传递用ECU11控制的排气制动器等辅助制动器43。
如图2所示，自动行驶控制装置12具备：道路信息获得部12a、车辆信息获得部12b、速度预测部12c、以及加速器控制部12d。
道路信息获得部12a获得车辆1的当前地点的前方的规定区间内的道路信息。
具体而言，道路信息获得部12a根据当前位置获得装置21所获得的当前位置、以及已预先存储的地图数据等来确定前方道路，并且获得所获得的前方道路的规定区间的道路坡度和设于前方道路的规定区间内的转弯、信号的有无的信息等。另外，道路信息获得部12a获得周围传感器22所检测的与周围的行驶车辆之间的距离和车速差等信息。
此外，道路信息获得部12a也可以根据车辆1的速度来确定规定区间。例如，道路信息获得部12a也可以根据当前的车速和规定的时间的乘积计算距离，并将前方道路中的、从车辆1的当前地点到该距离的区间设定为规定区间。
车辆信息获得部12b获得为了使车辆1自动行驶而需要的车辆信息。
具体而言，车辆信息获得部12b获得：由加速器传感器31检测的加速踏板的踩踏量、由制动开关32检测的制动踏板的踩踏的有无、变速杆33和转向信号开关34的操作、由车速传感器35检测的车辆1的车速V、发动机用ECU10及动力传递用ECU11中使用的发动机3的输出信息、车辆1的重量、以及变速器5的变速档位的信息等。
此外，道路信息获得部12a和车辆信息获得部12b获得的信息不限于上述信息，也可以获得为了使车辆1自动行驶而需要的其他信息。另外，也可以配合要获得的信息，而对在道路信息获得装置20或车辆信息获得装置30中设置的装置进行改变或增加等。
速度预测部12c基于道路信息和车辆信息，对车辆1以加速器开度全开的方式行驶的情况下的、规定区间内的车辆1的速度的变化进行预测。关于由速度预测部12c进行的车速的预测方法将在后面详细说明。
在由速度预测部12c预测的规定区间内的车速的最大值比上限目标车速Vb’小，且由速度预测部12c预测的速度的最小值比目标车速V’小的情况下，加速器控制部12d控制加速器以使车辆1的加速器开度为全开。上限目标车速Vb’及目标车速V’是由驾驶员设定的车速，作为车辆信息来得到。
这样，通过在获知低于目标车速V’的时间点将加速器开度全开，能够在早期阶段使车速增加，因此能够抑制在上坡路上进行不必要的降档，油耗得到改善，并且缩短到达顶点的时间。
另外，通过在预测出的车速的最大值比上限目标车速Vb’小的情况下将加速器开度全开，能够控制车辆1以车速不超过上限速度的范围爬上上坡路。
并且，通过将加速器开度全开，能够进一步抑制在上坡路上进行不必要的降档，进一步改善油耗，进一步缩短到达顶点的时间。
接着，对速度预测部12c的车速的预测方法进行说明。若将当前的车速设为Vn[km/h]，将L[m]的前方位置的预测的车速设为Vn+1[km/h]，则Vn与Vn+1的关系由下式(1)表示。
[式1]
Vn+1＝Vn+ΔVn…(1)
并且，使用下式(2)计算ΔVn[km/h]。
[式2]
ΔVn＝3.62×(G-θ/100)×9.81×L/Vn…(2)
在此，θ[％]是从当前位置到L的前方位置的平均道路坡度。根据上述的地图数据来计算平均道路坡度。
另外，G[km/h2]是在当前的变速档位下设为将加速器开度全开地行驶的情况下的加速度，使用下式(3)来计算。
[式3]
G＝[tq·rt·rf·η/tr-{(M·rrc)+(arc·Vn 2)}]/M…(3)
在此，tq[kgf·m]是在当前的变速档位下以车速Vn行驶的情况下的发动机3的最大扭矩，rt是当前的变速档位的变速比、rf是末端传动齿轮的变速比，η是传递效率，tr[m]是轮胎半径，M[kg]是车辆重量，rrc是滚动阻力系数，arc[kgf/(km/h)2]是空气阻力系数。这些信息包含于车辆信息获得部12b获得的车辆信息中。
通过使用式(1)～(3)，速度预测部12c能够以当前的车速V0为初始值，预测距当前位置mL(m＝1、2、…)的位置的车速Vm。
接着，对本发明的一实施方式的是否需要改变加速器开度的判定处理的一例进行说明。图3是表示本发明的一实施方式的是否需要改变加速器开度的判定处理的一例的图。
图3中示出了在平坦的道路上行驶的车辆1、和在距该处5L的前方的上坡路上行驶的车辆1’。另外，图3所示的曲线图中示出了预测的车速的变化。
在图3的情况下，预测的速度V1的最大值比上限目标车速Vb’小，且、预测的速度的最小值V5比目标车速V’小。此时，加速器控制部12d判定为应将加速器开度全开，并在当前的车辆位置、也就是平坦的道路上进行控制以使加速器开度为全开。
接着，对本发明的一实施方式的行驶控制的处理顺序的一例进行说明。图4是表示本发明的一实施方式的行驶控制的处理顺序的一例的流程图。
首先，道路信息获得部12a确定前方道路(步骤S11)，获得前方道路的道路信息(步骤S12)。然后，车辆信息获得部12b获得车辆情况的信息(步骤S13)。
接下来，速度预测部12c基于道路信息和车辆信息，对车辆1以加速器开度为全开的方式行驶的情况下的、规定区间内的车辆1的车速的变化进行预测(步骤S14)。
接着，加速器控制部12d对以下情况进行判定(步骤S15)：是否由速度预测部12c预测的车速的最大值比上限目标车速Vb’小，且由速度预测部12c预测的速度的最小值比目标车速V’小。
然后，在预测出的车速的最大值比上限目标车速Vb’小，且预测出的车速的最小值比目标车速V’小的情况(步骤S15中为“是”的情况)下，加速器控制部12d在当前的车辆位置、也就是平坦的道路上控制加速器开度，以使加速器开度为全开(步骤S16)。
在步骤S16的处理之后、或在不满足步骤S15中预测出的车速的最大值比上限目标车速Vb’小且预测出的车速的最小值比目标车速V’小的条件的情况(步骤S15中为“否”的情况)下，加速器控制部12d对是否结束加速器控制进行判定(步骤S17)。
例如，加速器控制部12d在存在驾驶员的结束自动行驶的指示的情况下，判定为结束该变速控制。另一方面，加速器控制部12d在行驶中进行了变速档位的切换的情况下，判定为不结束加速器控制。
加速器控制部12d在判定为结束加速器控制的情况下(步骤S17中为“是”的情况)，结束加速器控制。另外，在加速器控制部12d判定为不结束加速器控制的情况(步骤S17中为“否”的情况)下，再次执行步骤S11之后的处理。
此外，在以上说明的本发明的一实施方式中，设为，速度预测部12c对车辆1在前方道路的规定区间内以当前的变速档位将加速器开度全开地行驶的情况下的车速的变化进行了预测，但是本发明不限于此。
例如，速度预测部12c也可以对不设为加速器开度全开，而设为以当前的加速器开度以上的加速器开度行驶的情况下的车速的变化进行预测。
同样地，在由速度预测部12c预测的车速的最大值比上限目标车速Vb’小、且由速度预测部12c预测的速度的最小值比目标车速V’小的情况下，加速器控制部12d在当前的车辆位置、也就是平坦的道路上控制加速器开度以使加速器开度为全开。
另外，也可以不必一定考虑车速的最大值比上限目标车速Vb’小的条件。
如上所述，根据本实施方式，对车辆1的行驶进行控制以使车速为目标速度的自动行驶控制装置12中，道路信息获得部12a获得以加速器开度为第一开度行驶的车辆1的前方的规定区间内的道路的信息，车辆信息获得部12b获得车辆的信息，速度预测部12c基于道路的信息及车辆的信息，对在车辆1以加速器开度为比第一开度大的第二开度行驶的情况下的、规定区间内的车速的变化进行预测，在由速度预测部12c预测的车速的最小值比目标速度小的情况下，加速器控制部12d控制加速器开度以使车辆1的加速器开度为第二开度。由此，即使在一定区间内道路坡度变化的上坡路上行驶的情况下，也能够不使油耗恶化地爬上上坡路，并能够在避免进行不必要的降档的同时缩短到达顶点的时间。
另外，根据本实施方式，在由速度预测部12c预测的车速的最大值比规定的上限值小，且由速度预测部12c预测的车速的最小值比目标速度小的情况下，加速器控制部12d控制加速器开度以使车辆1的加速器开度为第二开度。由此，能够控制车辆1以车速不超过上限速度的范围爬上上坡路。
另外，根据本实施方式，其特征在于第二开度为全开。由此，能够进一步抑制在上坡路上进行不必要的降档，进一步改善油耗，进一步缩短到达顶点的时间。
另外，根据本实施方式，道路信息获得部12a根据车辆的当前速度确定规定区间。由此，能够进一步适当地改变对车速进行预测的规定区间。
在2015年3月26日提出的日本专利申请特愿2015-064244号中包含的说明书、附图及摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明能够利用于对车辆的行驶进行控制以使车速为目标速度的行驶控制装置及行驶控制方法。
附图标记说明
1 车辆
2 自动行驶装置
3 发动机
4 离合器
5 变速器
10 发动机用ECU(发动机用控制装置)
11 动力传递用ECU(动力传递用控制装置)
12 自动行驶控制装置
12a 道路信息获得部
12b 车辆信息获得部
12c 速度预测部
12d 加速器控制部
13 目标车速设定装置
14 增减值设定装置
20 道路信息获得装置
30 车辆信息获得装置
40 制动装置

Claims (6)

1.一种行驶控制装置，对车辆的行驶进行控制，以使车速为目标速度，其具备：
道路信息获得部，其获得以加速器开度为第一开度行驶的所述车辆的前方的规定区间内的道路的信息；
车辆信息获得部，其获得所述车辆的信息；
速度预测部，其基于所述道路的信息及所述车辆的信息，对在所述车辆以所述加速器开度为比所述第一开度大的第二开度行驶的情况下的、所述规定区间内的车速的变化进行预测；以及
加速器控制部，其在由所述速度预测部预测出的车速的最小值比所述目标速度小的情况下，控制加速器开度，以使所述车辆的加速器开度为所述第二开度。
2.如权利要求1所述的行驶控制装置，其中，
在由所述速度预测部预测出的车速的最大值比规定的上限值小，且由所述速度预测部预测出的车速的最小值比所述目标速度小的情况下，所述加速器控制部控制所述加速器开度，以使所述车辆的加速器开度为所述第二开度。
3.如权利要求1所述的行驶控制装置，其特征在于，
所述第二开度为全开。
4.如权利要求1所述的行驶控制装置，其中，
所述道路信息获得部根据所述车辆的当前速度确定所述规定区间。
5.如权利要求1所述的行驶控制装置，其中，
在对所述车辆进行了降档的情况下，所述车辆信息获得部再次获得所述车辆的信息，所述速度预测部再次预测所述车速的变化。
6.一种行驶控制方法，是对车辆的行驶进行控制，以使车速为目标速度的行驶控制方法，其包括以下步骤：
道路信息获得步骤，获得以加速器开度为第一开度行驶的所述车辆的前方的规定区间内的道路的信息；
车辆信息获得步骤，获得所述车辆的信息；
速度预测步骤，基于所述道路的信息及所述车辆的信息，对在所述车辆以所述加速器开度为比所述第一开度大的第二开度行驶的情况下的、所述规定区间内的车速的变化进行预测；以及
加速器控制步骤，在所述速度预测步骤中预测出的车速的最小值比所述目标速度小的情况下，控制加速器开度，以使所述车辆的加速器开度为所述第二开度。
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