CN109318900B - 控制车辆的变速器的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于控制车辆的变速器的装置和方法，装置包括：控制器，其被配置为：设定本车的目标车辆速度；基于目标车辆速度和当前车辆速度来确定是否允许本车的变速器的强制降挡；基于本车的当前车辆速度和加速器踏板的开度值，根据预定的变速器模式来确定本车的变速器的目标挡位；并且当目标挡位低于本车的当前挡位时，根据由强制降挡确定控制器确定的是否允许强制降挡，控制变速器以保持当前挡位或将当前挡位强制降挡至目标挡位。

Description

控制车辆的变速器的装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年7月31日提交的第10-2017-0096864号韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用并入本文以用于所有目的。
技术领域
本发明涉及用于控制车辆的变速器的装置和方法，并且更具体地涉及一种用于控制车辆的变速器的装置，该装置能够通过提前预测车辆的速度来阻止变速器的不必要的强制降挡(kick down)控制。
背景技术
通常，通过预定的变速器模式执行车辆的变速器控制。通常，变速器模式具有对应于车辆的速度(车辆速度)以及与驾驶员踩下加速踏板的深度相对应的节气门位置值的预定目标挡位。
根据通常的变速器模式，如果驾驶员踩下的加速器踏板的深度增加，则执行用于将挡位改变到低挡的强制降挡变速，以获得来自驱动车辆的发动机或电动机的更大的扭矩。但是，如果在执行强制降挡之后经过非常短的时间段之后出现需要降低车辆速度的情况，则不执行由强制降挡实现的车辆启动(高速、高扭矩)，由于强制降挡而仅增加燃料消耗，使得车辆的燃料经济性可能降低。
仅为了用于帮助理解本发明的背景而提供作为相关技术描述的内容，并且不应被认为是对应于本领域技术人员已知的相关技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于控制车辆的变速器的装置和方法，当产生来自车辆的驾驶员需要强制降挡的输入时，通过提前预测稍后需要的车辆速度来确定是否执行强制降挡，能够抑制不必要的强制降挡变速，由此增加车辆的燃料经济性。
根据本发明的示例性实施例，一种用于控制车辆的变速器的装置包括控制器，被配置为：设定本车的目标车辆速度；基于目标车辆速度和当前车辆速度来确定是否允许本车的变速器的强制降挡；基于本车的当前车辆速度和加速器踏板的节气门位置值，根据预定的变速器模式来确定本车的变速器的目标挡位；以及当本车的目标挡位低于当前挡位时，根据由控制器确定的是否允许强制降挡，控制变速器以保持当前挡位或将当前挡位强制降挡至目标挡位。
车辆速度设定控制器可以接收在本车的行驶方向前方的设定点和设定点处的设定速度，并且将能够使本车在通过本车的滑行到达设定点时以设定速度行驶的当前速度设定为目标车辆速度。
设定点可以包括：安装有行驶监控摄像头的位置、安装有减速带的位置、计划左转和右转的位置和设置有道路收费站的位置，并且设定速度可以是设定点要求的安全速度。
车辆速度设定控制器可以包括数据图，在数据图中预先确定并存储车辆速度和滑行距离之间的关系，并且基于数据图来确定能够使滑行达到设定车辆速度期间本车移动的滑行距离对应于距设定点的距离的车辆速度，并且将所确定的车辆速度设定为目标车辆速度。
车辆速度设定控制器可以接收在本车的行驶方向前方行驶的前方车辆的速度以及本车与前方车辆之间的车辆间距离，计算本车的滑行距离与前方车辆的滑行距离之间的差值，如果差值大于车辆间距离，则将目标速度确定为前方车辆的当前速度，并且如果差值等于或小于车辆间距离，则将目标速度确定为本车的当前速度。
车辆速度设定控制器可以包括数据图，在数据图中预先确定并存储车辆速度和滑行距离之间的关系，并且在数据图上导出对应于本车的当前速度的本车的滑行距离以及对应于前方车辆的当前速度的前方车辆的滑行距离。
如果目标车辆速度大于当前车辆速度，则强制降挡确定控制器可以允许强制降挡，并且如果目标车辆速度等于或小于当前车辆速度，则禁止强制降挡。
如果目标车辆速度大于当前车辆速度，则强制降挡确定控制器可以允许强制降挡；如果目标车辆速度等于或小于当前车辆速度并且车道改变意图被输入到本车，则允许强制降挡；如果目标车辆速度等于或小于当前车辆速度并且车道改变意图没有被输入到本车，则禁止强制降挡。
根据本发明的另一示例性实施例，一种用于控制车辆的变速器的方法包括：由控制器设定本车的目标车辆速度；基于本车的当前车辆速度和加速器踏板的节气门位置值，由控制器根据预设的变速器模式来确定目标挡位；基于本车的目标车辆速度和当前车辆速度，由控制器确定是否允许本车的变速器的强制降挡；基于本车的当前车辆速度和加速器踏板的节气门位置值，根据预定的变速器模式，确定本车的变速器的目标挡位；以及如果本车的目标挡位低于当前挡位，则根据在确定是否允许强制降挡时确定的是否允许强制降挡，由控制器驱动变速器以保持当前挡位或将当前挡位强制降挡至目标挡位。
在设定目标车辆速度时，可以接收本车的行驶方向前方的设定点和设定点处的设定速度，并且能够使本车在通过本车的滑行到达设定点时以设定速度行驶的当前速度可以被设定为目标车辆速度。
在设定目标车辆速度时，可以接收在本车的行驶方向前方行驶的前方车辆的速度以及本车与前方车辆之间的车辆间距离，可以计算本车的滑行距离与前方车辆的滑行距离之间的差值，如果差值大于车辆间距离，则可以将目标速度确定为前方车辆的当前速度，并且如果差值等于或小于车辆间距离，则可以将目标速度确定为本车的当前速度。
确定是否允许强制降挡可以包括：将目标车辆速度与当前车辆速度进行比较；如果目标车辆速度大于当前车辆速度，则允许强制降挡；并且如果目标车辆速度等于或小于当前车辆速度，则确定禁止强制降挡。
确定是否允许强制降挡可以包括：将目标车辆速度与当前车辆速度进行比较；如果目标车辆速度等于或小于当前车辆速度，则确定车道改变意图是否被输入到本车；如果目标车辆速度大于当前车辆速度并且如果输入车道改变意图，则允许强制降挡；并且如果没有输入车道改变意图，则确定禁止强制降挡。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的装置的配置框图。
图2和图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的装置的车辆速度设定控制器的详细配置的框图。
图4是根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的方法的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的各种示例性实施例的用于控制车辆的变速器的装置和方法。
图1是根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的装置的配置框图。
参考图1，根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的装置10包括：车辆速度设定控制器11，其被配置为设定驾驶员正在驾驶的要被控制的车辆(在下文中被称为“本车(own vehicle)”)的目标车辆速度；强制降挡确定控制器13，其被配置为基于目标车辆速度和当前车辆速度来确定是否允许本车的变速器20强制降挡；变速器模式控制器15，其被配置为基于本车的当前车辆速度和加速器踏板的节气门位置值，根据预定的变速器模式来确定本车的变速器20的目标挡位；挡位确定控制器17，其被配置为当本车的目标挡位低于当前挡位时，根据由强制降挡确定控制器13确定的是否允许强制降挡，控制变速器20保持当前挡位或将当前挡位强制降挡至目标挡位。
包括用于控制车辆的变速器和/或其元件的装置的实施例的本文公开的各种实施例可以使用一个或多个控制器(即，发动机控制单元(ECU))来实现，以执行上述功能，包括结合车辆速度设定控制器11、强制降挡确定控制器13和挡位确定控制器17描述的功能。
车辆速度设定控制器11是这样的元件，其接收关于正在行驶的本车在随后行驶过程中需要遵守的设定速度的信息，并且基于设定速度和与设定位置(设定位置是需要遵守设定速度的位置)的距离来设定目标车辆速度。
尽管未示出，但是提供给车辆速度设定控制器11的关于设定速度和设定点的信息可以通过可以提供本车的位置信息以及本车正在行驶的区域的道路信息的导航等生成。
例如，当本车正在行驶时，安装在本车上的导航可以向车辆速度设定控制器提供安装在道路上的速度监控摄像头的安装位置以及道路的限速信息。在这种情况下，车辆速度设定控制器11可以设定当前的目标速度，使得车辆可以以比在安装有速度监控摄像头的位置处的道路的限速低的速度行驶。
作为另一示例，当本车正在行驶时，安装在本车中的导航可以向车辆速度设定控制器提供关于安装在道路上的减速带的安装位置的信息。在这种情况下，车辆速度设定控制器11可以设定当前目标速度，使得车辆速度可以是车辆可以在安装有减速带的位置处安全地通过减速带的安全速度(预定速度)。
作为另一示例，安装在本车中的导航可以向车辆速度设定控制器提供关于在行驶路线执行期间需要行驶路线上的左转或右转的位置的信息。在这种情况下，车辆速度设定控制器11可以设定当前目标速度，使得车辆速度可以是车辆可以在车辆需要左转或右转的位置处安全转弯的安全速度(预定速度)。
作为另一示例，安装在本车中的导航可以向车辆速度设定控制器提供关于在行驶路线执行期间车辆需要通过的道路收费站的位置的信息。在这种情况下，车辆速度设定控制器11可以设定当前目标速度，使得车辆速度可以是车辆可以安全通过道路收费站的安全速度(预定速度)。
如果安装有能够导出在本车前方行驶的前方车辆的速度和距离的雷达设备等，则车辆速度设定控制器11可以从雷达设备接收关于前方车辆的速度和距前方车辆的距离的信息，并且设定当前目标速度，在该当前目标速度下，可以安全地保持本车与前方车辆之间的距离。
图2和图3是示出根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的装置的车辆速度设定控制器的详细配置的框图。
图2示出当通过导航等提供关于设定速度和设定点的信息时，车辆速度设定控制器11设定目标车辆速度的实例，其中，车辆速度设定控制器11可以包括数据图(data map)111，其中预先确定并存储车辆速度与滑行行驶距离之间的关系。
数据图111示出滑行行驶距离(以下称为“滑行距离”)与车辆速度之间的关系。如果输入车辆速度，则数据图111可以输出对应于车辆速度的滑行行驶距离。如果输入滑行行驶距离，则数据图111也可以输出与滑行行驶距离对应的车辆速度。另外，数据图111可以针对每个行驶阻力存储滑行行驶距离与车辆速度之间的关系。这里，行驶阻力可以以各种方式确定，例如车辆的倾斜度、路面状态、前方车辆信息、驾驶员驾驶模式设定等。可以通过允许车辆中的一些控制器计算由传感器提供的信息、操作者输入等来提供行驶阻力。
车辆速度设定控制器11可以接收在本车的行驶方向前方的设定点(例如，速度监控摄像头、减速带、左转和右转位置、道路收费站等)以及设定点处的设定速度(例如，诸如道路合法限速的预定安全速度)，并且可以通过使用数据图111来将能够使本车从现在开始通过本车的滑行到达设定点时本车可以以设定速度行驶的当前速度设定为目标车辆速度。
图3示出多个元件，当车辆速度设定控制器11从安装在本车中的雷达设备等接收到关于前方车辆的速度和距前方车辆的距离的信息时，该多个元件使得车辆速度设定控制器11能够设定当前目标速度，在当前目标速度下本车可以安全地保持本车和前方车辆之间的距离。
类似于图2，车辆速度设定控制器11可以包括：数据图113和115，其预设和存储车辆速度和滑行行驶距离之间的关系；以及元件117和119，其计算并比较从数据图113和115输出的信息。
数据图113可以接收关于本车的当前车辆速度和行驶阻力的信息并且输出与其相对应的滑行距离，并且数据图115可以接收由雷达等输入的关于本车前方的前方车辆的车辆速度和行驶阻力的信息并且输出与其相对应的前方车辆的滑行距离。
减法器117可以计算从数据图113输出的本车的滑行距离与从数据图115输出的前车的滑行距离之间的差值，并且当从减法器117输出的差值大于从雷达输入的距本车前方的前方车辆的距离时，比较器119可以将目标速度设定为前方车辆的当前速度，并且当从减法器117输出的差值等于或小于从雷达输入的距本车前方的前方车辆的距离时，该比较器可以将本车的当前速度设定为目标速度。
当由车辆速度设定控制器11确定的目标车辆速度大于当前车辆速度时，强制降挡确定控制器13确定允许强制降挡；当目标车辆速度等于或小于当前车辆速度时，该强制降挡确定控制器确定禁止强制降挡。例如，即使驾驶员踩下加速器踏板以要求车辆速度增加，但是如果目标车辆速度小于或等于当前车辆速度，则强制降挡确定控制器13确定车辆速度应当马上降低，使得它可以执行不允许强制降挡的控制。
另一方面，在确定是否允许强制降挡时，除了关于由车辆速度设定控制器11确定的目标车辆速度的信息之外，强制降挡确定控制器13还可以考虑车道改变意图是否被输入到车辆。如果驾驶员希望在踩下加速器踏板的同时改变车道，则其可能要超车。在这种情况下，由于需要快速加速，所以更优选的是允许强制降挡。这里，车道改变意图可以基于驾驶员的转向指示器等的输入来确定。
总之，如果目标车辆速度大于当前车辆速度，则强制降挡确定控制器13可以一直允许强制降挡；如果目标车辆速度等于或小于当前车辆速度并且车道改变意图被输入到本车，则允许强制降挡；如果目标车辆速度小于或等于当前车辆速度并且车道改变意图没有输入到本车，则禁止强制降挡。
变速器模式控制器15参考所存储的变速器模式来确定并输出与本车的速度和加速器踏板的节气门位置值相对应的挡位，并且挡位确定控制器17可以仅在当由变速器模式控制器15确定的挡位低于本车的当前挡位时确定强制降挡确定控制器13允许强制降挡的情况下控制变速器20，以执行挡位的强制降挡。
上述车辆速度设定控制器11、强制降挡确定控制器13、变速器模式控制器15和挡位确定控制器17可以由包括处理器和存储器的一种控制器来实现。另外，由每个元件执行的计算或比较操作中使用的数值(例如，安全速度、车辆间距离、当前车辆速度等)可以包括一定的裕量值。
图4是根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的方法的流程图。图4所示的用于控制车辆的变速器的方法可以通过如上所述配置的用于控制车辆的变速器的装置的操作来实现。
参考图4，在根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的方法中，可以从由车辆速度设定控制器11确定目标车辆速度(S11)并由变速器模式控制器15计算目标挡位(S12)开始。
接下来，如果由变速器模式控制器15计算出的目标挡位低于本车的当前挡位，即如果确定需要强制降挡(S13)，则强制降挡确定控制器13确定是否允许强制降挡(S14和S15)。可以在可以知道关于根据变速器模式新确定的挡位的信息的所有元件中的一部分中执行是否需要强制降挡的确定(S13)。例如，确定挡位的变速器模式控制器15可以执行计算，并且强制降挡确定控制器13和挡位确定控制器17可以接收并确定由变速器模式控制器15确定的挡位信息。作为另一示例(虽然没有示出)，需要挡位信息的另一控制器也可以接收挡位信息以确定是否需要强制降挡。
接下来，强制降挡确定控制器13可以将目标车辆速度与当前车辆速度进行比较(S14)，被指示为在目标车辆速度大于当前车辆速度的情况下总是允许强制降挡的挡位确定控制器17可以控制变速器20以执行强制降挡(S16)，被指示为在目标车辆速度等于或小于当前车辆速度并且车道改变意图被输入到本车的情况下允许强制降挡的挡位确定控制器17可以控制变速器20以执行强制降挡，如果目标车辆速度等于或小于当前车辆速度并且没有输入车道改变意图，则挡位确定控制器17可以禁止强制降挡(S17)。
如上所述，根据本发明的示例性实施例的用于控制车辆的变速器的方法可以通过以下方式来抑制不必要的强制降挡变速：只要根据预定的变速器模式生成来自需要强制降挡的车辆的驾驶员的输入，就通过预先预测稍后需要的车辆速度而不执行强制降挡来确定是否执行强制降挡，由此增加车辆的燃料经济性。
虽然已经关于具体的示例性实施例示出和描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (13)

1.一种用于控制车辆的变速器的装置，所述装置包括控制器，所述控制器配置为：
设定本车的目标车辆速度，其中基于本车和本车的行驶方向前方行驶的前方车辆之间的车辆间距离与本车的滑行距离和所述前方车辆的滑行距离之间的差值来确定所述目标车辆速度；
基于所述目标车辆速度和当前车辆速度来确定是否允许所述本车的变速器的强制降挡；
基于所述本车的当前车辆速度和加速器踏板的节气门位置值，根据预定的变速器模式来确定所述本车的变速器的目标挡位；以及
当所述本车的目标挡位低于当前挡位时，根据由所述控制器确定是否允许强制降挡，控制所述变速器保持所述当前挡位或将所述当前挡位强制降挡至所述目标挡位。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器接收在所述本车的行驶方向前方的设定点和所述设定点处的设定速度，并且将能够使所述本车在通过所述本车的滑行到达所述设定点时以所述设定速度行驶的当前速度设定为所述目标车辆速度。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述设定点包括：设置有行驶监控摄像头的位置、设置有减速带的位置、计划左转和右转的位置和设置有道路收费站的位置，并且所述设定速度是在所述设定点处要求的预定速度。
4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述控制器包括数据图，在所述数据图中预定并存储车辆速度和滑行距离之间的关系，
其中，所述控制器基于所述数据图来确定能够使滑行达到所述设定速度期间所述本车移动的滑行距离对应于距所述设定点的距离的车辆速度，并且将所确定的车辆速度设定为所述目标车辆速度。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器接收在所述本车的行驶方向前方行驶的前方车辆的速度以及所述本车与所述前方车辆之间的车辆间距离，计算所述本车的滑行距离与所述前方车辆的滑行距离之间的差值，如果所述差值大于所述车辆间距离，则将所述目标车辆速度确定为所述前方车辆的当前速度，并且如果所述差值等于或小于所述车辆间距离，则将所述目标车辆速度确定为所述本车的当前速度。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述控制器包括数据图，在所述数据图中预定并存储车辆速度和滑行距离之间的关系，并且所述控制器在所述数据图上导出对应于所述本车的当前速度的所述本车的滑行距离以及对应于所述前方车辆的当前速度的所述前方车辆的滑行距离。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，如果所述目标车辆速度大于所述当前车辆速度，则所述控制器允许所述强制降挡；并且如果所述目标车辆速度等于或小于所述当前车辆速度，则所述控制器禁止所述强制降挡。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，如果所述目标车辆速度大于所述当前车辆速度，则所述控制器允许所述强制降挡；如果所述目标车辆速度等于或小于所述当前车辆速度并且车道改变意图被输入至所述本车，则所述控制器允许所述强制降挡；以及如果所述目标车辆速度等于或小于所述当前车辆速度并且没有输入车道改变意图至所述本车，则所述控制器禁止所述强制降挡。
9.一种用于控制车辆的变速器的方法，所述方法包括以下步骤：
由控制器设定本车的目标车辆速度，其中基于本车和本车的行驶方向前方行驶的前方车辆之间的车辆间距离与本车的滑行距离和所述前方车辆的滑行距离之间的差值来确定所述目标车辆速度；
基于所述本车的当前车辆速度和加速器踏板的节气门位置值，由所述控制器根据预定的变速器模式来确定目标挡位；
基于所述本车的目标车辆速度和当前车辆速度，由所述控制器确定是否允许所述变速器的强制降挡；以及
如果所述本车的目标挡位低于当前挡位，则由所述控制器根据在确定是否允许所述强制降挡时确定的是否允许强制降挡，驱动所述变速器以保持当前挡位或将所述当前挡位强制降挡至所述目标挡位。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，在设定所述目标车辆速度时，接收所述本车的行驶方向前方的设定点和所述设定点处的设定速度，并且将能够使本车在通过所述本车的滑行到达所述设定点时以所述设定速度行驶的当前速度设定为所述目标车辆速度。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，在设定所述目标车辆速度时，接收在所述本车的行驶方向前方行驶的前方车辆的速度以及所述本车与所述前方车辆之间的车辆间距离，计算所述本车的滑行距离与所述前方车辆的滑行距离之间的差值，如果所述差值大于所述车辆间距离，则将目标车辆速度确定为所述前方车辆的当前速度，并且如果所述差值等于或小于所述车辆间距离，则将目标车辆速度确定为所述本车的当前速度。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，确定是否允许所述强制降挡包括：
将所述目标车辆速度与所述当前车辆速度进行比较；
如果所述目标车辆速度大于所述当前车辆速度，则允许所述强制降挡；并且
如果所述目标车辆速度等于或小于所述当前车辆速度，则确定禁止所述强制降挡。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，确定是否允许所述强制降挡包括：
将所述目标车辆速度与所述当前车辆速度进行比较；
如果所述目标车辆速度等于或小于所述当前车辆速度，则确定车道改变意图是否被输入至所述本车；
如果所述目标车辆速度大于所述当前车辆速度并且如果输入车道改变意图，则允许所述强制降挡；并且
如果没有输入车道改变意图，则确定禁止所述强制降挡。
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