CN107428340B - 行驶控制装置及行驶控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及能够对行驶阻力进行更准确的预测并防止油耗恶化的行驶控制装置。该装置中，基于阻力系数进行车辆(1)的行驶控制的自动行驶控制装置(12)的惯性行驶预测部(12c)基于阻力系数，对车辆(1)进行惯性行驶的情况下的车速的变化进行预测，车辆信息获得部(12b)获得在车辆(1)进行惯性行驶的情况下检测出的车速的信息，行驶阻力更新部(12f)基于由惯性行驶预测部(12c)预测出的车速的变化的信息、和由车辆信息获得部(12b)获得的车速的信息，更新阻力系数的值。

Description

行驶控制装置及行驶控制方法
技术领域
本发明涉及行驶控制装置、以及行驶控制方法。
背景技术
以往，开发了通过将汽车等车辆的速度保持为设定速度，来减轻驾驶员的疲劳、改善乘坐心情、实现油耗的改善等的自动巡航的技术。
例如，在专利文献1公开了这样的、进行速度控制的混合动力电动汽车的控制装置。该控制装置在车辆在上坡上行驶的情况下，以使顶点处的速度为允许下限值的方式临近顶点处开始惯性行驶，削减油耗。另外，在专利文献1中也记载了，在控制装置计算出上述地点的情况下，考虑滚动阻力等的能量损耗。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-131273号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，在以往的技术中，在对车辆的行驶时产生的滚动阻力等行驶阻力的大小进行预测时，由于将滚动阻力系数等的阻力系数设为固定值，所以有可能无法进行准确的预测。
例如，车辆在临近上坡道的顶点处进行惯性行驶时，若实际的行驶阻力比预测值大，则惯性行驶中的车速的降低量比预测出的降低量大。其结果，需要在上坡道的中途再加速，油耗恶化。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供能够进行更准确的行驶阻力的预测，并能够防止油耗恶化的行驶控制装置、以及行驶控制方法。
解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明的行驶控制装置基于滚动阻力系数和空气阻力系数进行车辆的行驶控制，其包括：惯性行驶预测部，其基于滚动阻力系数和空气阻力系数，对车辆进行惯性行驶的情况下的车速的变化量进行预测；车辆信息获得部，其获得在车辆进行惯性行驶的情况下检测出的车速的变化量；以及行驶阻力更新部，其基于由惯性行驶预测部预测出的车速的变化量与由车辆信息获得部所获得的车速的变化量之比、以及前方道路的坡度与基于滚动阻力系数和空气阻力系数计算出的行驶阻力之比，更新滚动阻力系数的值，并且基于预测出的车速的变化量与获得的车速的变化量之比、以及前方道路的坡度与行驶阻力之比，更新空气阻力系数的值。
本发明的行驶控制方法，是基于滚动阻力系数和空气阻力系数进行车辆的行驶控制的行驶控制方法，其包括以下步骤：惯性行驶预测步骤，基于滚动阻力系数和空气阻力系数对车辆进行惯性行驶的情况下的车速的变化量进行预测；车辆信息获得步骤，获得在车辆进行惯性行驶的情况下检测出的车速的变化量；以及行驶阻力更新步骤，基于在惯性行驶预测步骤中预测出的车速的变化量与在车辆信息获得步骤中所获得的车速的变化量之比、以及前方道路的坡度与基于滚动阻力系数和空气阻力系数计算出的行驶阻力之比，更新滚动阻力系数的值，并且基于预测出的车速的变化量与获得的车速的变化量之比、以及前方道路的坡度与行驶阻力之比，更新空气阻力系数的值。
发明效果
根据本发明，能够进行更准确的行驶阻力的预测，并能够防止油耗恶化。
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是对车速变化ΔVc、ΔVa进行说明的图。
图4是表示本发明的一实施方式的阻力系数更新处理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。另外，惯性行驶是指变速器5的档位为空档的情况下的惯性行驶。
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。
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、惯性行驶预测部12c、惯性行驶控制部12d、目标车速保持行驶控制部12e、以及行驶阻力更新部12f。
道路信息获得部12a确定前方道路，获得为了在前方道路上使车辆1自动行驶所需的道路信息。
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道路坡度和设于前方道路的转弯、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检测出的与周围的行驶车辆之间的距离和车速差等信息。
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。
惯性行驶预测部12c基于道路信息和车辆信息，进行以下判定：车辆1在前方道路上进行规定的区间惯性行驶的情况下的预测车速是否包含在下限目标车速Va’与上限目标车速Vb’之间的范围内。
在由惯性行驶预测部12c判定为预测车速包含在下限目标车速Va’和上限目标车速Vb’之间的范围内的情况下，惯性行驶控制部12d对前方道路的车辆1的行驶进行停止发动机3的燃料喷射来惯性行驶的控制。通过向发动机用ECU10发送指示以停止发动机3的燃料喷射来完成该控制。
在由惯性行驶预测部12c判定为预测车速不包含在下限目标车速Va’和上限目标车速Vb’之间的范围内的情况下，目标车速保持行驶控制部12e进行使前方道路的车辆1的行驶为目标车速保持行驶的控制，来使车速V接近目标车速V’。
另外，在惯性行驶中的车辆1的车速V不包含在下限目标车速Va’和上限目标车速Vb’之间的范围内的情况下，目标车速保持行驶控制部12e进行使前方道路的车辆1的行驶为目标车速保持行驶的控制，来使车速V接近目标车速V’。
具体而言，在判定为预测车速低于下限目标车速Va’的情况下，或在惯性行驶中的车速V低于下限目标车速Va’的情况下，目标车速保持行驶控制部12e向发动机用ECU10发送指示以开始发动机3的燃料喷射，并且向动力传递用ECU11发送指示以将变速器5的档位设为规定的档位。
由此，将发动机3的输出传递至车轮9，使车速V增加，以接近目标车速V’。
另一方面，在判断出预测车速高于上限目标车速Vb’的情况下，或在惯性行驶中的车速V高于上限目标车速Vb’的情况下，目标车速保持行驶控制部12e一边保持惯性行驶，一边控制制动装置40，以对车辆1赋予制动力，使车速V接近目标车速V’。
此外，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。
行驶阻力更新部12f基于由车辆信息获得部12b获得的惯性行驶时的车速的变化的信息、和由惯性行驶预测部12c预测的惯性行驶时的车速的变化的信息，更新阻力系数的值。该阻力系数的值使用于由惯性行驶预测部12c进行的车速的预测等中。
以下，参照图3，对阻力系数的更新方法进行说明。图3是对车速变化ΔVc[km/h]、ΔVa[km/h]进行说明的图。
若使用时间t[h]将惯性行驶时的减速度表示为dV/dt[km/h2]，则减速度与行驶阻力值RR之间的关系由以下的式(1)表示。
[式1]
在此，θ是前方道路的道路坡度，在上坡道的情况下符号为负，在下坡道的情况下符号为正。如上所述，可根据地图数据得到θ。g[km/h2]是重力加速度。
另外，行驶阻力值RR由以下的式(2)表示。
[式2]
RR＝(m×RRC+ARC×V2)/m…(2)
在此，m[kg]是车辆的重量，RRC是滚动阻力系数，ARC[kgf/(km/h)2]是空气阻力系数，这些值是预先设定的。此外，式(2)中的速度V使用进行惯性行驶的区间的初速度。
接着，若将前方区间的预测的车速变化表示为ΔVc(参照图3)，并设为在时间Δt[h](参照图3，Δt＝t2-t1)内产生车速变化ΔVc，则使用式(1)按以下的式(3)那样表示车速变化ΔVc。
[式3]
另外，若将实际的车速变化设为ΔVa(参照图3)，将实际的行驶阻力值设为RRa，则使用式(1)按以下的式(4)那样表示车速变化ΔVa。
[式4]
ΔVa＝(θ-RRa)g·Δt…(4)
在此，将式(3)、式(4)中的Δt近似地设为通过将区间长度L除以区间初速度V得到的值。此时，根据式(3)和式(4)得到以下的式(5)。
[式5]
而且，将式(5)的两边除以行驶阻力值RR，并对RRa/RR的比进行整理，得到以下的式(6)。
[式6]
在式(6)中，前方道路的道路坡度θ是已知的，行驶阻力值RR能够通过式(2)计算出，另外，通过将实际的车速变化除以车速变化的预测值来得到ΔVa/ΔVc的比，因此能够计算出RRa/RR的比值。
行驶阻力更新部12f在每次执行惯性行驶时计算出ΔVa/ΔVc的比，在ΔVa/ΔVc的比从规定的范围脱离的情况下，使用式(6)计算出RRa/RR的比。
而且，行驶阻力更新部12f分别对滚动阻力系数RRC、空气阻力系数ARC乘以该RRa/RR的比，将所得到的值重新设定为滚动阻力系数RRC、空气阻力系数ARC的值，从而对滚动阻力系数RRC、空气阻力系数ARC的值进行更新。由此，能够进一步精度良好地进行之后的行驶阻力的预测。
接着，对本发明的一实施方式的阻力系数更新处理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阻力系数更新处理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，惯性行驶预测部12c使用所获得的信息对进行惯性行驶的情况下的车辆1的车速进行预测(步骤S14)。
之后，行驶阻力更新部12f对车辆1是否实施了惯性行驶进行判别(步骤S15)。在车辆1未实施惯性行驶的情况下(步骤S15中为“否”的情况)，再次执行步骤S11之后的处理。
在车辆1实施了惯性行驶的情况下(步骤S15中为“是”的情况)，行驶阻力更新部12f对通过上述方法计算出的ΔVa/ΔVc的比是否从规定的范围脱离进行判定(步骤S16)。
在ΔVa/ΔVc的比未从规定的范围脱离的情况下(步骤S16中为“否”的情况下)，再次执行步骤S11之后的处理。
在ΔVa/ΔVc的比从规定的范围脱离的情况下(步骤S16中为“是”的情况)，行驶阻力更新部12f通过上述方法对阻力系数进行更新(步骤S17)。
之后，行驶阻力更新部12f对是否结束该阻力系数更新处理进行判定(步骤S18)。例如，行驶阻力更新部12f在存在驾驶员的结束自动行驶的指示的情况下，判定为结束该阻力系数更新处理。
行驶阻力更新部12f在判定为结束阻力系数更新处理的情况下(步骤S18中为“是”的情况)，结束阻力系数更新处理。另外，行驶阻力更新部12f在判定为不结束阻力系数更新处理的情况下(步骤S18中为“否”的情况)，再次执行步骤S11之后的处理。
此外，虽然设为，行驶阻力更新部12f在进行惯性行驶且ΔVa/ΔVc的比从规定的范围脱离的情况下更新阻力系数的值，但也可以设为在每次进行惯性行驶时更新阻力系数的值。
另外，ΔVa/ΔVc的比是为了判定车速的预测精度是否变差而使用的参数，但是该判定中使用的参数不限于ΔVa/ΔVc的比，也可以使用其他参数。
例如，也可以设为，行驶阻力更新部12f在差ΔVa-ΔVc的绝对值从规定的范围脱离的情况下，判定为车速的预测精度变差，对阻力系数的值进行更新。
如以上说明的那样，根据本实施方式，基于阻力系数进行车辆1的行驶控制的自动行驶控制装置12中，惯性行驶预测部12c基于阻力系数，对车辆1进行惯性行驶的情况下的车速的变化进行预测，车辆信息获得部12b获得在车辆1进行惯性行驶的情况下检测出的车速的信息，行驶阻力更新部12f基于由惯性行驶预测部12c预测出的车速的变化的信息、和由车辆信息获得部12b所获得的车速的信息，对阻力系数的值进行更新。由此，能够进行对行驶阻力的更准确的预测，能够防止油耗恶化。
另外，根据本实施方式，行驶阻力更新部12f在每次进行惯性行驶时更新阻力系数的值。由此，能够时时使用最新的阻力系数进行对行驶阻力的预测。
另外，根据本实施方式，在进行惯性行驶且判定为车速的预测精度变差的情况下，行驶阻力更新部12f更新阻力系数的值。由此，能够高效地更新阻力系数，进行对行驶阻力的预测。
另外，根据本实施方式，行驶阻力更新部12f基于预测出的车速的变化量与检测出的车速的变化量之比、前方道路的坡度、以及基于阻力系数预测出的行驶阻力的值，更新阻力系数的值。由此，能够更准确地进行行驶阻力的计算。
另外，根据本实施方式，阻力系数是滚动阻力系数、以及空气阻力系数。由此，能将滚动阻力系数、以及空气阻力系数更新为更准确的值，因此能够更准确地进行对行驶阻力的计算。
此外，在2015年3月26日提出的日本专利申请特愿2015-064242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
本发明能够利用于基于阻力系数进行车辆的行驶控制的行驶控制装置、以及行驶控制方法中。
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 惯性行驶预测部
12d 惯性行驶控制部
12e 目标车速保持行驶控制部
12f 行驶阻力更新部
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 (4)

1.一种行驶控制装置，基于滚动阻力系数和空气阻力系数进行车辆的行驶控制，其包括：
惯性行驶预测部，其基于所述滚动阻力系数和所述空气阻力系数，对所述车辆进行惯性行驶的情况下的车速的变化量进行预测；
车辆信息获得部，其获得在所述车辆进行惯性行驶的情况下检测出的车速的变化量；以及
行驶阻力更新部，其基于由所述惯性行驶预测部预测出的车速的变化量与由所述车辆信息获得部获得的车速的变化量之比、以及前方道路的坡度与基于所述滚动阻力系数和所述空气阻力系数计算出的行驶阻力之比，更新所述滚动阻力系数的值，并且基于所述预测出的车速的变化量与所述获得的车速的变化量之比、以及所述前方道路的坡度与所述行驶阻力之比，更新所述空气阻力系数的值。
2.如权利要求1所述的行驶控制装置，其中，
所述行驶阻力更新部在每次进行所述惯性行驶时更新所述滚动阻力系数和所述空气阻力系数的值。
3.如权利要求1所述的行驶控制装置，其中，
在进行所述惯性行驶且判定为所述车速的预测精度变差的情况下，所述行驶阻力更新部更新所述滚动阻力系数和所述空气阻力系数的值。
4.一种行驶控制方法，是基于滚动阻力系数和空气阻力系数进行车辆的行驶控制的行驶控制方法，其包括以下步骤：
惯性行驶预测步骤，基于所述滚动阻力系数和所述空气阻力系数对所述车辆进行惯性行驶的情况下的车速的变化量进行预测；
车辆信息获得步骤，获得在所述车辆进行惯性行驶的情况下检测出的车速的变化量；以及
行驶阻力更新步骤，基于在所述惯性行驶预测步骤中预测出的车速的变化量与在所述车辆信息获得步骤中获得的车速的变化量之比、以及前方道路的坡度与基于所述滚动阻力系数和所述空气阻力系数计算出的行驶阻力之比，更新所述滚动阻力系数的值，并且基于所述预测出的车速的变化量与所述获得的车速的变化量之比、以及所述前方道路的坡度与所述行驶阻力之比，更新所述空气阻力系数的值。
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