CN108162964A - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车辆控制装置,在具有无需加减速操作地进行驱动力控制及变速控制的行驶模式的车辆控制装置中谋求坡路上的驾驶性能与燃料经济性的调和。车辆控制装置具备在坡路行驶时以与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制自动变速器的上下坡AI控制部,在坡路行驶时能够得到优异的驾驶性能,另一方面,在第二行驶模式时,与第一行驶模式时相比限制发动机转速的增加幅度,所以燃料经济性提高。在第二行驶模式下,驾驶员没有进行加减速操作,所以驾驶员对驾驶性能的要求有限,即使因限制发动机转速的增加幅度而导致驾驶性能稍微变差,使驾驶员产生违和感的可能性也低。

Description

车辆控制装置
技术领域
本发明涉及具有无需驾驶员的加减速操作地进行驱动力控制及变速控制的行驶模式的车辆控制装置的改良。
背景技术
在具有用作动力源的发动机和自动变速器的车辆中,提出了如下技术:在坡路的行驶时,以与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制自动变速器。专利文献1所记载的装置就是一例,在上坡路行驶时,与加速器踏板的返回操作无关地限制自动变速器的升档或进行降档而将发动机转速维持为规定的高转速,提高再加速性能。另外,在专利文献2中记载了如下技术:通过在上坡路的动力加载时(加速器踩下状态)使发动机转速比通常高,来提高加速感。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2005-76673号公报
专利文献2:日本特开2010-90980号公报
专利文献3:日本特开2008-19907号公报
发明内容
发明所要解决的课题
近年来,提出了例如在专利文献3中记载的巡航控制(定速行驶)等无需驾驶员的加减速操作地设定目标行驶状态来进行驱动力控制及变速控制的行驶模式,在这样的行驶模式下,也可以考虑为了确保规定的驾驶性能(驱动力响应性)而在上坡路上将发动机转速维持得高。然而,由于驾驶员没有进行加减速操作,所以驾驶员对驾驶性能的要求有限,即使驾驶性能稍差,使驾驶员产生违和感的可能性也低,与将发动机转速设定得高所引起的燃料经济性的恶化的调和成为问题。此外,在下坡路上为了得到发动机制动而进行利用降档将发动机转速维持得高的控制的情况下,也有可能产生同样的课题。
本发明是将以上的情形作为背景而完成的,其目的在于,在具有无需加减速操作地进行驱动力控制的行驶模式的车辆控制装置中,谋求坡路上的驾驶性能与燃料经济性的调和。
用于解决课题的技术方案
为了达成该目的,第一发明是一种车辆控制装置,(a)涉及具有用作动力源的发动机和自动变速器的车辆,(b)所述车辆控制装置能够实现能够实现按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制及所述自动变速器的变速控制的第一行驶模式、及无需加减速操作地设定目标行驶状态来进行所述驱动力控制及所述变速控制的第二行驶模式,其特征在于,(c)具有坡路行驶控制部,该坡路行驶控制部以在上坡路及下坡路中的至少一方的坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制所述自动变速器,(d)在所述第二行驶模式时,与所述第一行驶模式时相比,该坡路行驶控制部限制所述发动机转速的增加幅度。
此外,第二行驶模式时的发动机转速的增加幅度的限制也包括使发动机转速的增加幅度成为0的情况和使发动机旋转停止的情况。即,在第二行驶模式时,也可以中止通过坡路行驶控制部进行的坡路行驶时的发动机转速的增大控制。
第二发明是一种车辆控制装置,(a)涉及具有用作动力源的发动机和自动变速器的车辆,(b)所述车辆是除了所述发动机之外还具备电动机作为所述动力源的混合动力车辆,能够进行在停止了所述发动机的状态下仅利用所述电动机来行驶的电动机行驶和使用所述发动机的动力来行驶的发动机行驶,(c)所述车辆控制装置能够实现按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制及所述自动变速器的变速控制的第一行驶模式、及无需加减速操作地设定目标行驶状态来进行所述驱动力控制及所述变速控制的第二行驶模式,其特征在于,(d)具有坡路行驶控制部,该坡路行驶控制部以在上坡路及下坡路中的至少一方的坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制所述自动变速器,(e)在所述第二行驶模式时,与所述第一行驶模式时相比,该坡路行驶控制部限制所述发动机转速的增加幅度。
第三发明根据第二发明的车辆控制装置,其特征在于,在所述第一行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机启动,并且在所述坡路行驶时以与所述平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制所述自动变速器,在所述第二行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机停止。
第四发明是一种车辆控制装置,(a)涉及具备发动机、由该发动机进行旋转驱动的发电机、及利用由该发电机得到的电能产生动力的行驶用的电动机的混合动力车辆,(b)所述车辆控制装置能够实现按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制的第一行驶模式、及无需加减速操作地设定目标行驶状态来进行所述驱动力控制的第二行驶模式,其特征在于,(c)具有坡路行驶控制部,该坡路行驶控制部在上坡路及下坡路中的至少一方的坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高,(d)在所述第二行驶模式时,与所述第一行驶模式时相比,该坡路行驶控制部限制所述发动机转速的增加幅度。
第五发明根据第四发明的车辆控制装置,其特征在于,所述混合动力车辆是所述发动机为发电专用的串联式混合动力车辆。
第六发明根据第四发明或第五发明的车辆控制装置,其特征在于,所述坡路行驶控制部在上坡时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高,并使所述第二行驶模式下的上坡时的由所述发电机得到的发电电力比所述第一行驶模式下的上坡时小。
第七发明根据第四发明~第六发明的任一车辆控制装置,其特征在于,在所述第一行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机启动,并且与所述平坦路行驶时相比在所述坡路行驶时将发动机转速维持得高,在所述第二行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机停止。
第八发明根据第一发明~第七发明的任一车辆控制装置,其特征在于,作为所述第二行驶模式,设置有算出能够相对于前车进行跟随行驶的目标驱动力,并将该目标驱动力作为所述目标行驶状态而行驶的跟随行驶模式。
第九发明根据第一发明~第七发明的任一车辆控制装置,其特征在于,作为所述第二行驶模式,设置有基于道路信息设定所述目标行驶状态,并自动地进行加减速的自动驾驶行驶模式。
第十发明根据第一发明~第七发明的任一车辆控制装置,其特征在于,(a)作为所述第二行驶模式,设置有驾驶员对加减速的要求程度不同的多个行驶模式,(b)在所述对加减速的要求程度小的第二行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机转速的增加幅度比该对加减速的要求程度大的第二行驶模式时小。
此外,在对加减速的要求程度小的第二行驶模式时使发动机转速的增加幅度小的控制也包括使发动机转速的增加幅度成为0的情况和使发动机旋转停止的情况。即,在对加减速的要求程度小的第二行驶模式时,也可以中止通过坡路行驶控制部进行的坡路行驶时的发动机转速的增大控制。
第十一发明根据第一发明~第七发明的任一车辆控制装置,其特征在于,(a)作为所述第二行驶模式,设置有跟随行驶模式和自动驾驶行驶模式,所述跟随行驶模式是算出能够相对于前车进行跟随行驶的目标驱动力,并将该目标驱动力作为所述目标行驶状态而行驶的模式,所述自动驾驶行驶模式是基于道路信息设定所述目标行驶状态,并自动地进行加减速的模式,(b)在所述自动驾驶行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机转速的增加幅度比所述跟随行驶模式时小。
此外,在跟随行驶模式下,由于根据前车的加减速而进行加减速控制,所以认为与自动驾驶行驶模式相比对加减速的要求程度大,能够视为第十发明中的对加减速的要求程度大的第二行驶模式,自动驾驶行驶模式能够视为第十发明中的对加减速的要求程度小的第二行驶模式。
第十二发明根据第一发明~第七发明的任一车辆控制装置,其特征在于,(a)作为所述第二行驶模式,设置有自动转向行驶模式和手动转向行驶模式,所述自动转向行驶模式是基于道路信息自动地控制转向角而行驶的模式,所述手动转向行驶模式是驾驶员操作该转向角的模式,(b)在所述自动转向行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机转速的增加幅度比所述手动转向行驶模式时小。
发明效果
在第一发明、第二发明及第四发明的车辆控制装置中,具备在坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的坡路行驶控制部,在坡路行驶时能够得到优异的驾驶性能,另一方面,在第二行驶模式时,与第一行驶模式时相比限制发动机转速的增加幅度,所以燃料经济性提高。在第二行驶模式下,由于驾驶员没有进行加减速操作,所以驾驶员对加减速的要求有限,即使因限制发动机转速的增加幅度而导致驾驶性能稍微变差,使驾驶员产生违和感的可能性也低。尤其是,在如第九发明那样设置有基于道路信息设定目标行驶状态并自动地进行加减速的自动驾驶行驶模式作为第二行驶模式的情况下,认为使舒服的乘坐舒适度、燃料经济性优先于驾驶性能是符合乘员的意图的。
在第十发明中,在对加减速的要求程度小的第二行驶模式时,使发动机转速的增加幅度比对加减速的要求程度大的第二行驶模式时小,所以能够确保对加减速的要求程度大的第二行驶模式时的驾驶性能,并且,通过在对加减速的要求程度小的第二行驶模式时使发动机转速的增加幅度小,能够进一步提高燃料经济性。即,驾驶员对加减速的要求程度(期待感)越大,则认为驾驶员对驾驶性能的要求越高,所以使发动机转速的增加幅度比对加减速的要求程度小的情况下大来确保坡路行驶时的驾驶性能。
在第十一发明中,在作为第二行驶模式而具备跟随行驶模式及自动驾驶行驶模式的情况下,在自动驾驶行驶模式时使发动机转速的增加幅度比跟随行驶模式时小,所以能够确保跟随行驶模式时的驾驶性能,并且,通过在自动驾驶行驶模式时使发动机转速的增加幅度小,能够进一步提高燃料经济性。即,跟随行驶模式是跟随前车而行驶模式,所以认为与自动驾驶行驶模式相比驾驶员对加减速的要求程度高,使发动机转速的增加幅度比自动驾驶行驶模式时大来确定坡路行驶时的驾驶性能。
在第十二发明中,在作为第二行驶模式而具备自动转向行驶模式及手动转向行驶模式的情况下,在自动转向行驶模式时,使发动机转速的增加幅度比手动转向行驶模式时小,所以能够确保手动转向行驶模式时的驾驶性能,并且能够通过在自动转向行驶模式时使发动机转速的增加幅度小来进一步提高燃料经济性。即,在手动转向行驶模式下,驾驶员操作转向角,所以驾驶操作贡献度大,认为与自动转向行驶模式相比驾驶员对驾驶性能的要求程度高,因此,使发动机转速的增加幅度比自动转向行驶模式时大来确保坡路行驶时的驾驶性能。
附图说明
图1是说明应用了本发明的混合动力车用的车辆用驱动装置的要点图,是一并示出控制系统的主要部分的图。
图2是说明图1的电气式差动部的各旋转要素的相对转速的列线图。
图3是说明图1的自动变速器的多个齿轮级和用于使其成立的摩擦接合装置的接合工作表。
图4是说明图1的车辆用驱动装置所具备的电子控制装置的输入输出信号的一例的图。
图5是说明在由图1的有级变速控制部进行自动变速器的变速控制时所使用的变速映射的一例的图,是一并示出动力源的切换映射的图。
图6是具体说明由图1的自动驾驶行驶模式控制部执行的与驱动系统相关的功能的框线图。
图7是说明在由图1的上下坡AI控制部进行了上下坡AI控制的情况下的各部分的工作状态的变化的时间图的一例。
图8是说明上下坡AI控制部针对每个行驶模式限制上下坡AI控制时的工作的流程图。
图9是说明由图1的混合动力控制部在功能上所具备的模拟有级化控制部使得成立的多个模拟齿轮级的图。
图10是说明使图9的模拟齿轮级成立时的发动机的控制区域的图,是一并示出最佳燃料经济性线的图。
图11是说明模拟有级化控制部针对每个行驶模式限制模拟有级化控制时的工作的流程图。
图12是说明适合应用本发明的混合动力车用的车辆用驱动装置的另一例的要点图。
图13是说明图12的自动变速器的多个齿轮级和用于使其成立的摩擦接合装置的接合工作表。
具体实施方式
本发明适合应用于具有发动机及电动机作为动力源的混合动力车辆,但也能够应用于仅具有发动机作为动力源的发动机驱动车辆。另外,也可应用于具备发电专用的发动机和发电机及行驶用的电动机的串联式的混合动力车辆,在上坡时使用于发电的发动机转速增加的情况下,即,在使由发电机得到的发电电力增加的情况下,根据行驶模式变更其增加幅度即可。发动机是汽油发动机或柴油发动机等利用燃料的燃烧来产生动力的内燃机,作为电动机,适合使用也能用作发电机的电动发电机。
作为自动变速器,使用根据多个摩擦接合装置的接合释放状态而使多个齿轮级成立的行星齿轮式或平行轴式等有级的自动变速器、或者带式等无级变速器。另外,也能应用于具备如下的电气式无级变速器的车辆,在该电气式无级变速器中,行星齿轮装置等差动机构的输入要素与发动机连结,反作用力要素与发电机连结,输出要素与驱动轮连结,利用发电机的转速控制将发动机的旋转无级地变速并从输出要素输出。例如,在无加速要求的上坡时启动发动机,在再加速时利用发电机的转矩控制迅速地产生驱动力的情况下,在第二行驶模式下,使发动机转速比第一行驶模式低,或者也可以使发动机停止旋转。发动机不一定必须是自力旋转,也可以仅是利用发电机的转矩控制等使发动机带动旋转。在该情况下,也可以是怠速转速以下。
第二行驶模式的目标行驶状态例如是目标车速、目标车间距离、目标加速度、目标驱动力、目标制动力、目标转向角等。具体地说,第二行驶模式是以按照驾驶员设定的目标车速行驶的方式算出目标驱动力并以大致一定的车速进行定速行驶的定速行驶模式、基于自车与前车之间的车间距离算出目标驱动力并以预先确定的目标车间距离进行跟随行驶的跟随行驶模式、或者基于行驶路线的道路信息等逐次设定目标车速而算出目标驱动力并且自动地控制转向角而行驶的自动驾驶行驶模式等,在实施本发明时,能够实现任一个第二行驶模式即可。在定速行驶模式及跟随行驶模式下驾驶员操作转向角的情况能够视为手动转向行驶模式。在自动驾驶行驶模式下自动地控制转向角而行驶的情况能够视为自动转向行驶模式。此外,也可以基于目标转矩、目标加速度进行驱动力控制。
作为自动驾驶行驶模式,存在例如基于地图信息及行驶路线信息逐次自动地设定目标车速,根据该目标车速算出目标驱动力,并且以按照行驶路线行驶的方式自动地控制转向角的情况,但也可以是利用相机等识别周边的道路状况等并以无驾驶员操作的方式进行入库、纵列驻车等。另外,也可以只是从驻车场等按照预先确定的行驶路线将车辆自动地调到大门口等规定位置,可以是各种形态。该自动驾驶行驶模式除了可以是乘坐有驾驶员等乘员的有人自动驾驶行驶模式之外,也可以是包括驾驶员在内没有一个乘员的无人自动驾驶行驶模式。在本说明书中,将至少基于道路信息设定目标行驶状态并自动地进行加减速的情况称作自动驾驶行驶模式,转向角的自动控制并非必要条件。道路信息是道路坡度、弯道等信息,可以从地图信息得到,也可以利用路车间通信等而取入。另外,也可以是利用相机拍摄车道等而进行加减速的情况。
坡路行驶控制部以在上坡路及下坡路中的至少一方的坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制自动变速器,可以是仅在上坡路及下坡路的任一方进行发动机转速的增大控制,也可以是在上坡路及下坡路的双方进行发动机转速的增大控制。另外,也可以不仅限制自动变速器的升档,还进行降档来积极地使发动机转速上升。
在车辆控制装置涉及具有(a)能够利用差动用旋转机的转矩控制将发动机的转速无级地变速并向中间传递部件传递的电气式差动部和(b)配设于所述中间传递部件与驱动轮之间且能够以机械的方式使该中间传递部件的转速相对于输出转速的变速比不同的多个齿轮级成立自动变速器的车辆,且车辆控制装置具有(c)以使所述发动机转速相对于所述自动变速器的所述输出转速的变速比不同的多个模拟齿轮级成立的方式控制所述电气式差动部的模拟有级化控制部的情况下,(d)为了抑制由模拟有级化引起的燃料经济性的恶化,优选在第二行驶模式时与第一行驶模式时相比限制模拟有级化。具体地说,将在模拟有级化时使发动机工作的控制区域缩窄而接近最佳燃料经济性线,在第二行驶模式时也可以中止模拟有级化。
实施例
以下,一边参照附图一边对本发明的实施例进行详细说明。
图1是应用了本发明的混合动力车用的车辆用驱动装置10的要点图,是一并示出控制系统的主要部分的图。该车辆用驱动装置10以串联的方式具备发动机12、电气式差动部14及自动变速器16。发动机12是汽油发动机或柴油发动机等内燃机,由发动机输出控制装置40控制输出。发动机输出控制装置40具备例如图4所示的电子节气门100、燃料喷射装置102、点火装置104等,通过按照从电子控制装置50供给的控制信号分别控制这些电子节气门100、燃料喷射装置102、点火装置104等,而以电气的方式对发动机输出进行控制。电气式差动部14具备单小齿轮型的行星齿轮装置18作为差动齿轮机构。行星齿轮装置18以能够进行差动旋转的方式具备与发动机12连结的齿轮架CA0、与第一电动发电机MG1连结的太阳轮S0、及与中间传递部件20连结的齿圈R0,中间传递部件20与第二电动发电机MG2连结。此外,电气式差动部14及自动变速器16相对于其轴心大致对称地构成,所以在图1的要点图中省略了下半部分。
图2是能够用直线将电气式差动部14的三个旋转要素S0、CA0、R0的转速连结的列线图,太阳轮S0的转速Nmg1是第一电动发电机MG1的转速(MG1转速),齿轮架CA0的转速Ne是发动机12的转速(发动机转速),齿圈R0的转速Nmg2是第二电动发电机MG2的转速(MG2转速),通过第一电动发电机MG1及第二电动发电机MG2的再生转矩控制、动力运行转矩控制,能够连续地无级地变更相对于差动输入转速即发动机转速Ne的差动输出转速即MG2转速Nmg2。即,电气式差动部14作为能够无级地变更变速比γ0(=Ne/Nmg2)的电气式无级变速器发挥功能,第一电动发电机MG1作为差动用旋转机发挥功能。另外,与发动机12连结的齿轮架CA0是输入要素,与第一电动发电机MG1连结的太阳轮S0是反作用力要素,与中间传递部件20连结的齿圈R0是输出要素。第一电动发电机MG1及第二电动发电机MG2经由变换器22连接于能够充放电的蓄电装置24,按照从电子控制装置50供给的电动机控制信号分别以电气的方式对第一电动发电机MG1及第二电动发电机MG2的电动机转矩进行控制。这些电动发电机MG1及MG2均具有作为电动机及发电机的功能,第一电动发电机MG1主要用作发电机而产生反作用力,第二电动发电机MG2主要用作电动机而输出驱动力。发动机12、电气式差动部14及第二电动发电机MG2作为车辆用驱动装置10的动力源发挥功能。此外,在本实施例中,发动机12、第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2分别与齿轮架CA0、太阳轮S0、齿圈R0直接连结,但也可以使变速齿轮、离合器等介于其间。
自动变速器16是行星齿轮式的有级变速器,将所述中间传递部件20的旋转变速并从输出轴32输出。具体地说,具备单小齿轮型的第一行星齿轮装置26、单小齿轮型的第二行星齿轮装置28及单小齿轮型的第三行星齿轮装置30,并且设置有两个离合器C1、C2及三个制动器B1、B2、B3(以下,在不特别进行区分的情况下,仅称作离合器C、制动器B)作为液压式摩擦接合装置。并且,如图3的接合工作表所示,通过使这些离合器C及制动器B中的任意两个接合,可使中间传递部件20的转速Nmg2与输出轴32的转速(输出转速)Nout之比即变速比γ1(=Nmg2/Nout)不同的四个前进齿轮级1st~4th和后退齿轮级R(倒车档)成立,通过使它们都释放,成为切断动力传递的N(空档)。离合器C及制动器B通过从液压控制回路42接受液压供给而接合,通过按照从电子控制装置50供给的变速控制信号以电气的方式对液压控制回路42的AT电磁阀106(参照图4)等进行控制,来对离合器C及制动器B进行接合、释放控制。AT电磁阀106例如分别配置于离合器C及制动器B。上述输出轴32经由最终减速装置34与左右的驱动轮36连结。
在这样的车辆用驱动装置10中,利用电气式差动部14和自动变速器16能够作为整体进行无级变速控制。另外,通过以使电气式差动部14的变速比恒定的方式控制MG1转速Nmg1等,也能够作为整体进行与有级变速同样的变速控制。不管在哪种情况下,在自动变速器16变速时,都为了迅速且顺畅地进行该变速而与伴随于该变速的中间传递部件20的转速变化对应地控制电气式差动部14的各部分的转速、例如MG1转速Nmg1等。
本实施例的车辆用驱动装置10还具备自动制动系统44及自动转向系统46。自动制动系统44按照从电子控制装置50供给的制动控制信号以电气的方式对设置于驱动轮36及未图示的从动轮(非驱动轮)的各车轮制动器38的制动力即制动液压进行控制。另外,通过对未图示的制动器踏板进行脚踏操作,还经由制动器主缸向车轮制动器38供给制动液压,车轮制动器38以机械的方式产生与该制动液压即制动器操作力Brk相应的制动力。自动转向系统46按照从电子控制装置50供给的转向角控制信号,利用电动机等以电气的方式对转向角Φ进行控制。转向角Φ既可以是方向盘的旋转角度,也可以是转向轮的角度。
电子控制装置50作为进行发动机12的输出控制、电动发电机MG1、MG2的电动机转矩控制、自动变速器16的变速控制、基于自动制动系统44的制动力控制、基于自动转向系统46的转向控制等本实施例的车辆用驱动装置10的各种控制的控制器发挥功能,构成为包括具有CPU、ROM、RAM及输入输出接口等的微型计算机,利用RAM的暂时存储功能并按照预先存储于ROM的程序来执行信号处理。根据需要,也可以分开构成为发动机控制用、电动机控制用、变速控制用等。
图4例示了向电子控制装置50输入的信号及从该电子控制装置50输出的信号,若对其一部分进行具体说明,则电子控制装置50与发动机转速传感器70、MG1旋转变压器(转速传感器)72、MG2旋转变压器(转速传感器)74、输出转速传感器76、脚踏制动器传感器78、加速器操作量传感器80、转向角传感器82、车辆加速度传感器83连接,分别被供给表示发动机转速Ne、MG1转速Nmg1、MG2转速Nmg2、输出轴32的转速(输出转速)Nout、制动器踏板的踩踏操作力(制动器操作力)Brk、加速器踏板的踩踏操作量(加速器操作量)Acc、转向角Φ、车辆加速度G的信号。输出转速Nout对应于车速V。
自动巡航设定开关84是进行无需驾驶员的加减速操作地进行定速行驶或跟随行驶的巡航行驶模式的选择操作、目标车速VtagC的设定、该目标车速VtagC的增减、跟随行驶时的目标车间距离DtagC的设定等的装置,例如配设于方向盘等,表示该目标车速VtagC、目标车间距离DtagC等的信号向电子控制装置50供给。导航系统86具备地图信息,根据目的地设定行驶路线,使该地图和行驶路线显示于在仪表板等配置的显示装置,利用GPS(GlobalPositioning System:全球定位系统)、VICS(日本注册商标)(Vehicle Information andCommunication System:车辆信息和通信系统)、车车间通信、路车间通信等来取得自车位置、拥堵、道路坡度、高度、法定速度、信号信息、天气等各种道路交通信息,表示这些信息的信号向电子控制装置50供给。在显示装置或其附近设置有能够通过触摸操作、按压操作、旋转操作等来进行各种选择操作、设定操作等的操作部件。也可以根据需要而与导航系统86相独立地设置从外部接收信息的信息通信设备。雷达88检测自车与前车、后车之间的车间距离、附近的行人、或者自车与障碍物之间的距离,表示这些信息的信号向电子控制装置50供给。相机90是对存在于车辆的前方、后方、侧方等的其他车辆、行人、障碍物、信号机、车道、护栏、驻车位置、预先确定的标识等进行拍摄的电影相机、静态相机等,表示其影像信息的信号向电子控制装置50供给。
有人自动驾驶开关92是在乘坐有驾驶员或乘员的状态下选择自动地控制车辆的驱动力及转向角Φ而行驶的自动驾驶行驶模式的开关,无人自动驾驶开关94是在未乘坐驾驶员和乘员的状态下选择自动地控制车辆的驱动力及转向角Φ而行驶的自动驾驶行驶模式的开关。该无人自动驾驶开关94例如组装入以无线的方式对车辆的门锁进行上锁、开锁的无线钥匙等。在这些自动驾驶中,例如基于地图信息、行驶路线信息、各种道路交通信息等逐次自动地设定目标车速,根据该目标车速算出目标驱动力,并且以按照行驶路线行驶的方式自动地控制转向角Φ,不过,也可以以无驾驶员操作的方式进行无需地图信息、行驶路线信息的入库、纵列驻车等。另外,也可以只是从驻车场等按照预先确定的行驶路线将车辆自动地调出至大门口等规定位置,可以是各种形态。关于入库、从驻车场的调出等,无人自动驾驶行驶模式是适合的。无人自动驾驶行驶模式也适合在例如接在前行的引导车辆之后进行列队行驶(跟随行驶)的情况下采用。也可以是,将这些有人自动驾驶开关92及无人自动驾驶开关94组装入导航系统86,设计成能够利用导航系统86进行有人自动驾驶行驶模式、无人自动驾驶行驶模式的选择。关于所述自动巡航设定开关84,也可以将一部分或全部功能组装入导航系统86。
从上述电子控制装置50对控制发动机输出的发动机输出控制装置40(参照图1)输出发动机控制信号,以电气的方式对发动机12的电子节气门100的节气门开度、燃料喷射装置102的燃料供给量、点火装置104对发动机12的点火正时等进行控制。关于第一电动发电机MG1、第二电动发电机MG2,通过向变换器22输出电动机控制信号,来以电气的方式对它们的电动机转矩单独地进行控制。向液压控制回路42的AT电磁阀106等输出变速控制信号,通过对离合器C、制动器B分别进行接合、释放控制,而以电气的方式使自动变速器16的规定的齿轮级成立。向自动制动系统44输出制动器控制信号,以电气的方式对车轮制动器38的制动力进行控制。向自动转向系统46输出转向角控制信号,利用电动机等以电气的方式对转向角Φ进行控制。
如图1所示,该电子控制装置50在功能上具备混合动力控制部52、有级变速控制部54、转向控制部56、制动控制部58、自动驾驶行驶模式控制部60、巡航行驶模式控制部62、驾驶操作行驶模式控制部64、及上下坡AI(人工只能)控制部66。混合动力控制部52以利用从自动驾驶行驶模式控制部60供给的目标驱动力Ftag2驱动车辆的方式,基于各部分的传递损失、辅机负荷、电气式差动部14的变速比γ0、第二电动发电机MG2的辅助转矩、自动变速器16的齿轮级(变速比γ1)等算出目标发动机输出,以成为能够得到该目标发动机输出的发动机转速Ne及发动机转矩Te的方式,经由发动机输出控制装置40控制发动机12。电气式差动部14的变速比γ0以使发动机12在效率高的工作域、例如图10所示的最佳燃料经济性线上工作的方式确定。目标驱动力Ftag2在无人或有人的自动驾驶行驶模式的情况下,以按照预先确定的行驶路线行驶的方式,由对自动驾驶行驶模式控制部60的功能进行说明的图6的目标车速运算部112、F/F(前馈)控制运算部132、F/B(反馈)控制运算部134、驱动力调整部138等基于法定速度、道路坡度等各种道路交通信息等逐次设定。另外,在巡航行驶模式的定速行驶时,以按照预先设定的目标车速VtagC行驶的方式逐次设定目标驱动力Ftag2,在巡航行驶模式的跟随行驶模式时,以按照预先确定的目标车间距离DtagC进行跟随行驶的方式逐次设定目标驱动力Ftag2。在按照驾驶员的加减速操作(加速器操作、制动器操作)控制驱动力的驾驶操作行驶模式时,根据加速器操作量Acc及车速V等逐次算出目标驱动力FtagM,基于该目标驱动力FtagM来设定目标驱动力Ftag2。目标车速VtagC、目标车间距离DtagC基于来自自动巡航设定开关84的信号而由巡航行驶模式控制部62设定,目标驱动力FtagM基于加速器操作量Acc及车速V等而由驾驶操作行驶模式控制部64逐次算出。目标车间距离DtagC例如从大中小这三个阶段中选择,分别根据车速V而可变地设定,并且,在巡航行驶模式控制部62中,以使由雷达88检测的自车与前车之间的实际的车间距离D成为目标车间距离DtagC的方式,通过反馈控制等算出目标驱动力FtagC,基于该目标驱动力FtagC设定目标驱动力Ftag2。此外,在目标驱动力Ftag2为负的情况下,通过发动机制动、第二电动发电机MG2的再生控制来产生动力源制动,与由制动控制部58控制的车轮制动器38的制动力相加来得到目标驱动力Ftag2。电子控制装置50具备能够以多个行驶模式行驶的车辆控制装置的功能。
混合动力控制部52还在认为发动机效率比较差的低输出转矩域或低车速域中,使发动机12停止或成为怠速状态,以仅使用第二电动发电机MG2作为动力源来行驶的方式,按照预先确定的动力源映射切换动力源。图5的左下部分(低驱动力且低车速的区域)所示的单点划线是动力源切换映射的一例,基于车速V及驱动力而确定,低车速且低驱动力的区域被设为电动机行驶区域,通过使发动机12启动或停止等来执行动力源的切换控制。作为驱动力,虽然也可以根据发动机转矩、电动机转矩、自动变速器16的齿轮级等推定实际的驱动力,但使用由自动驾驶行驶模式控制部60算出的目标驱动力Ftag2是合适的。虽然图示省略,但在从电动机行驶向发动机行驶切换的切换线与从发动机行驶向电动机行驶切换的切换线之间,为了防止频繁更替而设置有滞后(hysteresis)。另外,即使是将发动机12作为动力源而行驶的发动机行驶时,也将来自被再生控制的第一电动发电机MG1的电能和/或来自蓄电装置24的电能向第二电动发电机MG2供给,通过驱动该第二电动发电机MG2(动力运行控制)向驱动轮36赋予转矩,来执行用于对发动机12的动力进行辅助的转矩辅助。即,在图5的发动机行驶区域中,也根据需要而进行利用第二电动发电机MG2的转矩辅助。
有级变速控制部54按照预先确定的变速映射进行自动变速器16的变速控制,以使按照变速映射求出的目标齿轮级成立的方式经由液压控制回路42的AT电磁阀106对离合器C及制动器B进行接合、释放控制。变速映射是变速条件,例如如图5所示那样基于驱动力及车速V来设定,以随着车速V变高而切换为变速比γ1小的高速侧的齿轮级,随着驱动力变高而切换为变速比γ1大的低速侧的齿轮级的方式确定。作为驱动力,例如使用由自动驾驶行驶模式控制部60算出的目标驱动力Ftag2。图5的实线是升档线,虚线是降档线,在它们之间设置有规定的滞后。
转向控制部56在选择了有人或无人的自动驾驶行驶模式的情况下,以成为从自动驾驶行驶模式控制部60供给的目标转向角Φtag的方式控制自动转向系统46。该目标转向角Φtag基于道路信息等来确定,例如为了按照预先确定的行驶路线行驶、沿着由相机90检测的车道等行驶或切换车道、基于由相机90检测到的驻车位置信息进行入库或纵列驻车、或者避免与由雷达88或相机90检测到的行人、障碍物接触,而根据车速V、驱动力等而适当设定。图6用于说明自动驾驶行驶模式控制部60的驱动系统的功能,关于转向控制进行了省略。这样利用转向控制部56以成为目标转向角Φtag的方式控制自动转向系统46的自动驾驶行驶模式是自动转向行驶模式,不进行转向控制部56对转向角Φ的自动控制的巡航行驶模式是手动转向行驶模式。
制动控制部58在选择了有人或无人的自动驾驶行驶模式的情况下,以使车轮制动器38按照从自动驾驶行驶模式控制部60供给的目标制动力Btag工作的方式控制自动制动系统44。该目标制动力Btag为了在预先确定的停止位置停车、按照由相机90检测或从外部输入的信号信息(红灯)停车、确保由雷达88检测的自车与前车之间的车间距离、或者避免与由雷达88、相机90检测到的行人、障碍物碰撞,而由图6所示的目标车间距离运算部116、实际车间距离运算部118、车速安全余裕运算部114、目标制动力运算部140等以按照规定的减速度减速的方式适当设定。不仅是自动驾驶行驶模式,在进行定速行驶或跟随行驶的巡航行驶模式、按照驾驶员的加减速操作控制驱动力的驾驶操作行驶模式下,也可以在碰撞避免等一定条件下设定目标制动力Btag而强制性地使车轮制动器38工作。
关于驱动系统,如图6所示,自动驾驶行驶模式控制部60在功能上具备行驶计划生成部110及行驶控制部130。行驶计划生成部110具备目标车速运算部112、车速安全余裕运算部114、目标车间距离运算部116、实际车间距离运算部118,从导航系统86向目标车速运算部112供给车辆位置信息、道路、坡度、高度、法定速度等地图信息、基础设施信息、行驶路线及行进道路、天气等信息。对于导航系统86,除了由驾驶员设定目的地、行驶路线等之外,还能够设定对自动驾驶加入了驾驶员的操作后的协调驾驶、时间优先、燃料经济性优先、上限车速、希望车速等。基础设施信息是从在道路、信号机等设置的信息通信设备供给的道路、信号等的信息。目标车速运算部112基于这些信息逐次设定成为进行自动驾驶时的基础的目标车速Vtag1。从所述巡航行驶模式控制部62向该目标车速运算部112供给定速行驶时的目标车速VtagC,在巡航行驶模式下,将该目标车速VtagC设定为目标车速Vtag1。
车速安全余裕运算部114根据由目标车间距离运算部116确定的目标车间距离Dref与由实际车间距离运算部118基于来自雷达88的信号等算出的实际车间距离D之差求出车速安全余裕Vm,通过从目标车速Vtag1减去车速安全余裕Vm来算出目标车速Vtag2。目标车间距离Dref及实际车间距离D是自车与前车之间的车间距离,关于目标车间距离Dref,根据当前车速V等设定能够避免与前车碰撞的足够的距离。在实际车间距离D大于目标车间距离Dref的情况下,为了防止不必要地使车速V上升而以车速安全余裕Vm=0进行下限保护。此外,不仅是前车,也可以基于自车与步行者、障碍物、预测会来到前方的侧方车辆之间的距离来求出车速安全余裕Vm。
行驶控制部130具备F/F(前馈)控制运算部132、F/B(反馈)控制运算部134、行驶阻力运算部136、驱动力调整部138、及目标制动力运算部140。F/F控制运算部132按照预先确定的前馈控制式等算出以目标车速Vtag2行驶所需的FF驱动力值Fff,F/B控制运算部134基于目标车速Vtag2与当前车速V的偏差ΔV,按照预先确定的反馈控制式等算出FB修正值Ffb。另外,在行驶阻力运算部136中,基于车辆的道路负荷(R/L)、道路坡度、乘车人数、装载荷重等算出行驶阻力Fr,通过将上述FF驱动力值Fff、FB修正值Ffb及行驶阻力Fr相加来算出基础的目标驱动力Ftag1。道路负荷可以预先设定于导航系统86等,但也可以通过通信回路下载,或者根据实际驱动力F、道路坡度、车速V等算出。
驱动力调整部138根据行驶模式调整目标驱动力Ftag1来设定最终的目标驱动力Ftag2。从所述巡航行驶模式控制部62向该驱动力调整部138供给以按照目标车间距离Dtag进行跟随行驶的方式算出的目标驱动力FtagC,并且从所述驾驶操作行驶模式控制部64向该驱动力调整部138供给基于加速器操作量Acc及车速V等算出的目标驱动力FtagM,在巡航行驶模式时及驾驶操作行驶模式时,使用这些目标驱动力FtagC、FtagM作为基础的目标驱动力Ftag1。并且,例如在无人的自动驾驶行驶模式下,优选使燃料经济性优先于驾驶性能,在有人的自动驾驶行驶模式下,优选使乘坐舒适度优先于驾驶性能,在巡航行驶模式下,优选确保某种程度的驾驶性能,在驾驶操作行驶模式下,优选使驾驶性能优先于燃料经济性。因而,例如关于目标驱动力Ftag1的变化率的最大值即变化速率,在驾驶操作行驶模式下,使变化速率最大或者使变化速率无限制,根据目标驱动力Ftag1设定目标驱动力Ftag2。在巡航行驶模式下,以比驾驶操作行驶模式小的变化速率限制目标驱动力Ftag1来设定目标驱动力Ftag2,在有人自动驾驶行驶模式下,以比巡航行驶模式小的变化速率限制目标驱动力Ftag1来设定目标驱动力Ftag2,在无人自动驾驶行驶模式下,以比有人自动驾驶行驶模式小的变化速率限制目标驱动力Ftag1来设定目标驱动力Ftag2。
上述目标驱动力Ftag2向目标制动力运算部140供给,并且向所述混合动力控制部52、有级变速控制部54输出。目标制动力运算部140在目标驱动力Ftag2为负的情况下,算出与由混合动力控制部52产生的动力源制动相加而得到目标驱动力Ftag2的车轮制动器38的目标制动力Btag,并向制动控制部58。通过按照该目标制动力Btag控制自动制动系统44,车轮制动器38以目标制动力Btag工作,与在混合动力控制部52的控制下得到的动力源制动相加而得到目标驱动力Ftag2。
返回图1,所述上下坡AI控制部66在上坡路及下坡路的双方的坡路行驶时,以与平坦路行驶时相比将发动机转速Ne维持得高的方式控制自动变速器16。例如在上坡路的弯道等处驱动力降低了的情况下,通过限制基于所述图5的变速映射的升档来将发动机转速Ne维持为高转速而提高再加速时的驾驶性能,在上坡路上的动力加载时,通过使所述图5的变速映射向低驱动力侧或高车速侧偏移而使得容易降档,或者强制性地进行降档,来使发动机转速Ne上升而提高上坡性能。另外,在下坡路上驱动力降低了的情况下,通过限制基于图5的变速映射的升档或者强制性地进行降档,来使发动机转速Ne上升而使发动机制动增大。不仅是自动变速器16的变速控制,还可以通过一并使用电气式差动部14的变速控制来使发动机转速Ne上升。图7的实线是在上坡路的弯道等处驱动力降低了的情况下由上下坡AI控制部66将发动机转速Ne维持得高时的时间图的一例,时间t1是道路坡度为规定值以上而上下坡控制标志被设为激活的时间。道路坡度例如能够根据车辆加速度G及发动机转矩、电动机转矩等算出,但也可以由坡度传感器等检测出,还可以从地图信息、道路信息读入。而且,在时间t2目标驱动力Ftag2降低了的情况下,若按照图5的变速映射进行变速控制,则会如图7的虚线所示,自动变速器16升档而发动机转速Ne降低,但在本实施例中,通过如实线所示那样禁止升档,发动机转速Ne被维持为高转速。该上下坡AI控制部66相当于坡路行驶控制部。
上述上下坡AI控制部66还具备根据行驶模式而限制上下坡AI控制的限制部,按照图8的流程图的步骤S1~S11(以下,简称作S1~S11)执行信号处理。在图8的S1中,根据有人自动驾驶开关92及无人自动驾驶开关94中的任一个是否受到了接通操作来判断是否选择了自动驾驶行驶模式。在选择了自动驾驶行驶模式的情况下执行S2,根据无人自动驾驶开关94是否受到了接通操作来判断是否选择了无人自动驾驶行驶模式。并且,在无人自动驾驶开关94受到了接通操作的情况下,在S4中判定为选择了无人自动驾驶行驶模式,在无人自动驾驶开关94未受到接通操作的情况下,在S5中判定为选择了有人自动驾驶行驶模式。另外,在S1的判断为否(否定)的情况下,即,在未选择自动驾驶行驶模式的情况下,执行S3,根据是否由自动巡航设定开关84进行了选择操作来判断是否选择了巡航行驶模式。并且,在由自动巡航设定开关84进行了选择操作的情况下,在S6中判定为选择了巡航行驶模式,在未由自动巡航设定开关84进行选择操作的情况下,在S7中判定为选择了通常的行驶模式,即选择了按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制及变速控制并且按照转向操作变更转向角Φ的驾驶操作行驶模式。上述无人自动驾驶行驶模式、有人自动驾驶行驶模式及巡航行驶模式均是无需加减速操作地设定目标行驶状态(目标车速、目标车间距离、目标驱动力、目标转向角等)来进行驱动力控制及变速控制的第二行驶模式,驾驶操作行驶模式是按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制及变速控制的第一行驶模式。
并且,在S4中判定为选择了无人自动驾驶行驶模式的情况下,在S8中设定限制1,在S5中判定为选择了有人自动驾驶行驶模式的情况下,在S9中设定限制2,在S6中判定为选择了巡航行驶模式的情况下,在S10中设定限制3,在S7中判定为选择了驾驶操作行驶模式的情况下,在S11中设为无限制。在S8~S10中设定的限制1~3在与平坦路行驶时相比时的发动机转速Ne的增加幅度上不同,且以该增加幅度满足限制1<限制2<限制3的关系的方式进行设定。即,若通过升档的限制、降档的执行而增大发动机转速Ne的增加幅度,则上坡路上的加速性能、再加速性能提高,或者在下坡路上能够得到大的发动机制动力,但会由于发动机转速Ne的上升而损害燃料经济性,所以根据行驶模式来限制增加幅度从而谋求与燃料经济性的调和。具体地说,对上下坡路上的加减速的要求程度(驾驶员的期待度)越小,则使发动机转速Ne的增加幅度越小而提高燃料经济性,另一方面,对上下坡路上的加减速的要求程度越大,使发动机转速Ne的增加幅度越大而得到适度的驾驶性能。对于该发动机转速Ne的增加幅度,能够根据自动变速器16的升档的限制级数、降档的级数而使之变化,并且能够通过电气式差动部14的无级变速控制更细致地控制发动机转速Ne。
在无人自动驾驶行驶模式下,乘员不在,与有人行驶相比无需考虑对加减速的要求程度,所以能够使发动机转速Ne的增加幅度小来谋求燃料经济性提高。也可以使发动机转速Ne的增加幅度为0,即中止上下坡AI控制。在存在乘员的有人自动驾驶行驶模式下,对加减速的要求程度比无人自动驾驶行驶模式大,所以优选使发动机转速Ne增加来确保加减速性能。但是,由于对加减速的要求程度比巡航行驶模式、驾驶操作行驶模式低,所以设定发动机转速Ne的增加幅度比这些行驶模式小的限制2。在巡航行驶模式下,由于以目标车速Vtag行驶或者以目标车间距离Dtag相对于前车进行跟随行驶,所以对加减速的要求程度比自动驾驶行驶模式高,设定发动机转速Ne的增加幅度比有人自动驾驶行驶模式大的限制3。不过,由于对加减速的要求程度比驾驶员实时地进行加减速操作的驾驶操作行驶模式低,所以可以使发动机转速Ne的增加幅度比驾驶操作行驶模式小。在驾驶操作行驶模式下,驾驶员自身进行加减速要求,所以在上下坡路上也对加减速需要有优异的驾驶性能,优选不设限制地实施上下坡AI控制。
此外,对上述上下坡路的加减速的要求程度(驾驶员的期待度)也对应于驾驶员的驾驶操作贡献度,一般认为,驾驶操作贡献度越小则对加减速的要求程度越小。例如认为,自动控制转向角Φ的无人自动驾驶行驶模式、有人自动驾驶行驶模式与驾驶员操作转向角Φ的巡航行驶模式相比,对驾驶性能的要求程度低,从这一点来说,也优选使无人自动驾驶行驶模式、有人自动驾驶行驶模式时的发动机转速Ne的增加幅度比巡航行驶模式小来提高燃料经济性。
另外,在上述各行驶模式下,分别一成不变地设定上下坡路行驶时的发动机转速Ne的增加幅度,但例如在巡航行驶模式的跟随行驶模式的情况下,也可以基于车间距离D及车速V预测加减速,在加减速的可能性高的情况下增大发动机转速Ne的增加幅度。即,在车间距离D短的情况、车速V高的情况下,能够预测为需要急的加减速的可能性高,故而增大发动机转速Ne的增加幅度。在其他行驶模式下,也能够基于车间距离D、车速V等变更上下坡路行驶时的发动机转速Ne的增加幅度。
返回图1,所述混合动力控制部52在功能上具备模拟有级化控制部68。模拟有级化控制部68以使发动机转速Ne相对于输出转速Nout的变速比γ2(=Ne/Nout)不同的多个模拟齿轮级成立的方式控制电气式差动部14,变速比γ2是将电气式差动部14的变速比γ0与自动变速器16的变速比γ1相乘而得到的值(γ2=γ0×γ1)。例如如图9所示,多个模拟齿轮级可以通过以能够维持各个变速比γ2的方式根据输出转速Nout由第一电动发电机MG1控制发动机转速Ne而成立。图9是能够进行具有模拟一速齿轮级~模拟十速齿轮级作为多个模拟齿轮级的十级变速的情况,作为整体而得到与机械式有级变速器同样的驾驶性能、发动机音等驾驶感觉。在该情况下,发动机12在图10的斜线所示的模拟有级控制区域的范围内使发动机转矩及发动机转速Ne变化。
上述模拟有级化控制部68还具备根据行驶模式限制模拟有级化控制的限制部,按照图11的流程图的步骤R1~R11(以下,简称作R1~R11)执行信号处理。在图11的R1~R7中,与所述图8的S1~S7同样地判定行驶模式。也可以读入S4~S7的判定结果。并且,在R4中判定为选择了无人自动驾驶行驶模式的情况下,在R8中设定限制1,在R5中判定为选择了有人自动驾驶行驶模式的情况下,在R9中设定限制2,在R6中判定为选择了巡航行驶模式的情况下,在R10中设定限制3,在R7中判定为选择了驾驶操作行驶模式的情况下,在R11中设为无限制。在R8~R10中设定的限制1~3在模拟有级化时使发动机12工作的控制区域(图10的斜线部)上不同,以该控制区域的范围满足限制1<限制2<限制3的关系的方式进行设定。即,若通过模拟有级化增大发动机12的控制区域,则在变速时发动机转速Ne大幅变化从而能够得到与有级变速器同样的驾驶感觉(驾驶性能、发动机音等),但另一方面,会由于从最佳燃料经济性线的背离而损害燃料经济性,所以根据行驶模式来限制控制区域从而谋求与燃料经济性的调和。具体地说,对加减速的要求程度(驾驶员的期待度)越小,则使发动机12的控制区域越小来提高燃料经济性,另一方面,对加减速的要求程度越大,则使发动机12的控制区域越大来得到适度的驾驶性能。
在无人自动驾驶行驶模式下,乘员不在,与有人行驶相比无需考虑对加减速的要求程度,所以能够使发动机12的控制区域小来谋求燃料经济性提高。也可以中止模拟有级化控制而使发动机12在最佳燃料经济性线上工作。在存在乘员的有人自动驾驶行驶模式下,对加减速的要求程度比无人自动驾驶行驶模式大,所以优选使发动机12的控制区域大来提高驾驶感觉。但是,由于对加减速的要求程度比巡航行驶模式、驾驶操作行驶模式低,所以设定发动机12的控制区域比这些行驶模式窄的限制2。在巡航行驶模式下,由于以目标车速Vtag行驶或者以目标车间距离Dtag相对于前车进行跟随行驶,所以对加减速的要求程度比自动驾驶行驶模式高,设定发动机12的控制区域比有人自动驾驶行驶模式大的限制3。不过,由于对加减速的要求程度比驾驶员实时地进行加减速操作的驾驶操作行驶模式低,所以发动机12的控制区域可以比驾驶操作行驶模式小。在驾驶操作行驶模式下,由于驾驶员自身进行加减速要求,所以优选得到优异的驾驶感觉,优选不设限制地实施模拟有级化控制。
此外,上述对加减速的要求程度(驾驶员的期待度)也对应于驾驶员的驾驶操作贡献度,一般认为,驾驶操作贡献度越小则对加减速的要求程度越小。例如认为,自动控制转向角Φ的无人自动驾驶行驶模式、有人自动驾驶行驶模式与驾驶员操作转向角Φ的巡航行驶模式相比,对加减速的要求程度低,从这一点来说,也优选使无人自动驾驶行驶模式、有人自动驾驶行驶模式时的发动机12的控制区域比巡航行驶模式窄来提高燃料经济性。
这样,根据本实施例的车辆用驱动装置10的电子控制装置50,具备在坡路行驶时以与平坦路行驶时相比将发动机转速Ne维持得高的方式控制自动变速器16的上下坡AI控制部66,在坡路行驶时能够得到优异的驾驶性能,另一方面,在第二行驶模式(无人、有人的自动驾驶行驶模式及巡航行驶模式)时,与第一行驶模式(驾驶操作行驶模式)时相比,上下坡AI控制时的发动机转速Ne的增加幅度受到限制,所以燃料经济性提高。在第二行驶模式下,驾驶员没有进行加减速操作,所以驾驶员对驾驶性能的要求有限,即使因限制发动机转速Ne的增加幅度而导致驾驶性能稍微变差,使驾驶员产生违和感的可能性也低。尤其是,在基于道路信息设定目标行驶状态并自动进行加减速的自动驾驶行驶模式下,认为使舒服的乘坐舒适度、燃料经济性优先于驾驶性能是符合乘员的意图的。
另外,作为第二行驶模式而具备跟随行驶模式(巡航行驶模式)及无人或有人的自动驾驶行驶模式,在自动驾驶行驶模式时,使上下坡AI控制时的发动机转速Ne的增加幅度比跟随行驶模式时小,所以能够确保跟随行驶模式时的驾驶性能,并且能够通过在自动驾驶行驶模式时使发动机转速Ne的增加幅度小而进一步提高燃料经济性。即,跟随行驶模式是跟随前车行驶的模式,所以认为驾驶员对加减速的要求程度比自动驾驶行驶模式高,故而使发动机转速Ne的增加幅度比自动驾驶行驶模式时大来确保坡路行驶时的驾驶性能。
另外,作为第二行驶模式而具备自动转向行驶模式(无人、有人的自动驾驶行驶模式)及手动转向行驶模式(巡航行驶模式),在自动转向行驶模式时,使上下坡AI控制时的发动机转速Ne的增加幅度比手动转向行驶模式时小,所以能够确保手动转向行驶模式时的驾驶性能,并且能够通过在自动转向行驶模式时使发动机转速Ne的增加幅度小而进一步提高燃料经济性。即,在手动转向行驶模式下,驾驶员操作转向角Φ,所以驾驶员的驾驶操作贡献度大,认为驾驶员对驾驶性能的要求程度比自动转向行驶模式高,所以使发动机转速Ne的增加幅度比自动转向行驶模式时大来确保坡路行驶时的驾驶性能。
另外,在本实施例中,具备以使发动机转速Ne相对于输出转速Nout的变速比γ2不同的多个模拟齿轮级成立的方式控制电气式差动部14的模拟有级化控制部68,在伴随着该模拟齿轮级的变速的加减速时通过使发动机转速Ne变化能够得到与有级变速器同样的驾驶感觉(驾驶性能、发动机音等),另一方面,在第二行驶模式(无人、有人的自动驾驶行驶模式及巡航行驶模式)时,与第一行驶模式(驾驶操作行驶模式)时相比,模拟有级化控制时的发动机转速Ne的控制区域受到限制,所以燃料经济性提高。在第二行驶模式下,由于驾驶员没有进行加减速操作,所以驾驶员对包括驾驶性能在内的驾驶感觉的要求有限,即使因限制发动机转速Ne的控制区域而导致驾驶感觉稍微变差,使驾驶员产生违和感的可能性也低。尤其是,在基于道路信息设定目标行驶状态并自动进行加减速的自动驾驶行驶模式下,认为使舒服的乘坐舒适度、燃料经济性优先于驾驶感觉是符合乘员的意图的。
另外,作为第二行驶模式而具备跟随行驶模式(巡航行驶模式)及无人或有人的自动驾驶行驶模式,在自动驾驶行驶模式时,使模拟有级化控制时的发动机转速Ne的控制区域比跟随行驶模式时窄,所以能够确保跟随行驶模式时的驾驶感觉,并且能够通过在自动驾驶行驶模式时使发动机转速Ne的控制区域窄而进一步提高燃料经济性。即,跟随行驶模式是跟随前车行驶的模式,所以认为驾驶员对加减速的要求程度比自动驾驶行驶模式高,通过使发动机转速Ne的控制区域比自动驾驶行驶模式时大,能够得到包含驾驶性能在内的优异的驾驶感觉。
另外,作为第二行驶模式而具备自动转向行驶模式(无人、有人的自动驾驶行驶模式)及手动转向行驶模式(巡航行驶模式),在自动转向行驶模式时,使模拟有级化控制时的发动机转速Ne的控制区域比手动转向行驶模式时窄,所以能够确保手动转向行驶模式时的驾驶感觉,并且能够通过在自动转向行驶模式时使发动机转速Ne的控制区域窄而进一步提高燃料经济性。即,在手动转向行驶模式下,由于驾驶员操作转向角Φ,所以驾驶员的驾驶操作贡献度大,认为驾驶员对驾驶性能的要求程度比自动转向行驶模式高,所以通过使发动机转速Ne的控制区域比自动转向行驶模式时大,能够得到包含驾驶性能在内的优异的驾驶感觉。
此外,上述实施例的上下坡AI控制部66为了在坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速Ne维持得高,而限制自动变速器16的升档或者强制性地进行降档,但在作为电气式无级变速器发挥功能的电气式差动部14中,也可以控制第一电动发电机MG1的转速Nmg1来使发动机转速Ne上升。例如,在将第二电动发电机MG2作为动力源而行驶的电动机行驶模式时,可以在平坦路行驶中将发动机转速Ne维持为大致0,而在上坡路上为加速要求做准备而使发动机转速Ne上升。虽然可以启动发动机12使其自主旋转,但也可以仅进行曲轴起转(cranking)。在该情况下,在巡航行驶模式、无人或有人的自动驾驶行驶模式等第二行驶模式下,使该发动机转速Ne的增加幅度变小,或者也可以维持为旋转停止状态。电气式差动部14相当于自动变速器。
另外,在所述实施例中,对具有电气式差动部14及能够实现前进四级的变速的自动变速器16的车辆用驱动装置10进行了说明,但也能够应用于例如图12所示的车辆用驱动装置200等,本发明可以应用于各种车辆控制装置。图12的车辆用驱动装置200涉及具备发动机202及电动发电机MG作为动力源并且具有能够实现前进八速的变速的自动变速器204的混合动力车辆。发动机202经由断接离合器K0与电动发电机MG的电动机轴206连结,这些发动机202及电动发电机MG的输出从电动机轴206经由变矩器208向自动变速器204的输入轴222传递。由导轮制动器Bs选择性地使变矩器208的导轮(引导叶轮)210停止旋转。
自动变速器204在共同的轴心上具备以双小齿轮型的第一行星齿轮装置212为主体而构成的第一变速部214和以单小齿轮型的第二行星齿轮装置216及双小齿轮型的第三行星齿轮装置218为主体而构成的第二变速部220,将输入轴222的旋转变速并从输出轴224输出,经由未图示的最终减速装置等来驱动左右的驱动轮旋转。第二行星齿轮装置216及第三行星齿轮装置218这两者的齿轮架及齿圈分别由共同的部件构成,并且两者构成为第二行星齿轮装置216的小齿轮兼作为第三行星齿轮装置218的第二小齿轮(外侧的小齿轮)的拉维奈尔赫(Ravigneaux)型的行星齿轮列。该自动变速器204设置有四个离合器C1~C4及两个制动器B1、B2(以下,在不特别进行区分的情况下仅称作离合器C、制动器B)作为液压式摩擦接合装置,如图13的接合工作表所示,通过使这些离合器C及制动器B中的任意两个接合,能够使前进八速的前进齿轮级1st~8th和后退两速的后退齿轮级Rev1、Rev2成立,通过使离合器C及制动器B全部释放,成为切断动力传递的N(空档)。
在这样的车辆用驱动装置200中,通过设置所述发动机输出控制装置40、液压控制回路42、自动制动系统44、自动转向系统46、电子控制装置50等,也能够以驾驶操作行驶模式、巡航行驶模式、有人自动驾驶行驶模式、无人自动驾驶行驶模式来行驶,通过由所述上下坡AI控制部66针对每个行驶模式进行上下坡AI控制,能够得到与所述实施例同样的作用效果。
以上,虽然基于附图对本发明的实施例进行了详细说明,但这些只不过是一个实施方式,本发明能够以基于本领域技术人员的知识施加了各种变更、改良后的方案来实施。
标号说明
12、202:发动机14:电气式差动部(自动变速器)16、204:自动变速器50:电子控制装置(车辆控制装置)66:上下坡AI控制部(坡路行驶控制部)MG1:第一电动发电机(发电机)MG2:第二电动发电机(电动机)Ne:发动机转速Φ:转向角。

Claims (12)

1.一种车辆控制装置,涉及具有用作动力源的发动机(12、202)和自动变速器(14、16、204)的车辆,
所述车辆控制装置(50)能够实现按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制及所述自动变速器的变速控制的第一行驶模式、及无需加减速操作地设定目标行驶状态来进行所述驱动力控制及所述变速控制的第二行驶模式,其特征在于,
具有坡路行驶控制部(66),该坡路行驶控制部以在上坡路及下坡路中的至少一方的坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制所述自动变速器,
在所述第二行驶模式时,与所述第一行驶模式时相比,该坡路行驶控制部限制所述发动机转速的增加幅度。
2.一种车辆控制装置,涉及具有用作动力源的发动机(12、202)和自动变速器(14、16、204)的车辆,
所述车辆是除了所述发动机之外还具备电动机(MG2)作为所述动力源的混合动力车辆,能够进行在停止了所述发动机的状态下仅利用所述电动机来行驶的电动机行驶和使用所述发动机的动力来行驶的发动机行驶,
所述车辆控制装置(50)能够实现按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制及所述自动变速器的变速控制的第一行驶模式、及无需加减速操作地设定目标行驶状态来进行所述驱动力控制及所述变速控制的第二行驶模式,其特征在于,
具有坡路行驶控制部(66),该坡路行驶控制部以在上坡路及下坡路中的至少一方的坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制所述自动变速器,
在所述第二行驶模式时,与所述第一行驶模式时相比,该坡路行驶控制部限制所述发动机转速的增加幅度。
3.根据权利要求2所述的车辆控制装置,其特征在于,
在所述第一行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机启动,并且在所述坡路行驶时以与所述平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高的方式控制所述自动变速器,在所述第二行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机停止。
4.一种车辆控制装置,涉及具备发动机(12、202)、由该发动机进行旋转驱动的发电机(MG1)、及利用由该发电机得到的电能产生动力的行驶用的电动机(MG2)的混合动力车辆,
所述车辆控制装置(50)能够实现按照驾驶员的加减速操作进行驱动力控制的第一行驶模式、及无需加减速操作地设定目标行驶状态来进行所述驱动力控制的第二行驶模式,其特征在于,
具有坡路行驶控制部(66),该坡路行驶控制部在上坡路及下坡路中的至少一方的坡路行驶时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高,
在所述第二行驶模式时,与所述第一行驶模式时相比,该坡路行驶控制部限制所述发动机转速的增加幅度。
5.根据权利要求4所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述混合动力车辆是所述发动机为发电专用的串联式混合动力车辆。
6.根据权利要求4或5所述的车辆控制装置,其特征在于,
所述坡路行驶控制部在上坡时与平坦路行驶时相比将发动机转速维持得高,且使所述第二行驶模式下的上坡时的由所述发电机得到的发电电力比所述第一行驶模式下的上坡时小。
7.根据权利要求4~6中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
在所述第一行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机启动,并且与所述平坦路行驶时相比在所述坡路行驶时将发动机转速维持得高,在所述第二行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机停止。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
作为所述第二行驶模式设置有跟随行驶模式,所述跟随行驶模式是算出能够相对于前车进行跟随行驶的目标驱动力并将该目标驱动力作为所述目标行驶状态而行驶的模式。
9.根据权利要求1~7中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
作为所述第二行驶模式设置有自动驾驶行驶模式,所述自动驾驶行驶模式是基于道路信息设定所述目标行驶状态并自动地进行加减速的模式。
10.根据权利要求1~7中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
作为所述第二行驶模式设置有驾驶员对加减速的要求程度不同的多个行驶模式,
在所述对加减速的要求程度小的第二行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机转速的增加幅度比该对加减速的要求程度大的第二行驶模式时小。
11.根据权利要求1~7中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
作为所述第二行驶模式设置有跟随行驶模式和自动驾驶行驶模式,所述跟随行驶模式是算出能够相对于前车进行跟随行驶的目标驱动力并将该目标驱动力作为所述目标行驶状态而行驶的模式,所述自动驾驶行驶模式是基于道路信息设定所述目标行驶状态并自动地进行加减速的模式,
在所述自动驾驶行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机转速的增加幅度比所述跟随行驶模式时小。
12.根据权利要求1~7中任一项所述的车辆控制装置,其特征在于,
作为所述第二行驶模式设置有自动转向行驶模式和手动转向行驶模式,所述自动转向行驶模式是基于道路信息自动地控制转向角而行驶的模式,所述手动转向行驶模式是驾驶员操作该转向角的模式,
在所述自动转向行驶模式时,所述坡路行驶控制部使所述发动机转速的增加幅度比所述手动转向行驶模式时小。
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