CN110431297A - 行驶控制装置、车辆及行驶控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供能够减少驾驶员的不适感并且进一步提高车辆的燃油效率的行驶控制装置、车辆及行驶控制方法。行驶控制装置在驱动行驶和惯性行驶之间切换车辆的行驶并进行控制，在该驱动行驶中，将车辆的速度保持为目标车速使车辆行驶，在该惯性行驶中，使车辆利用惯性行驶，在该行驶控制装置中，具备行驶控制部，该行驶控制部当在惯性行驶中车辆的速度超过规定范围的允许最高速度的情况下，将车辆的行驶由惯性行驶切换为驱动行驶，并且使车辆制动，在车辆的速度降低至高于目标车速的规定速度的情况下，解除车辆的制动。

Description

行驶控制装置、车辆及行驶控制方法
技术领域
本发明涉及对车辆的行驶进行控制的行驶控制装置、车辆及行驶控制方法。
背景技术
以往，已知有对车辆的自动行驶(不需要驾驶员的操作的行驶)进行控制的行驶控制装置。
例如，在专利文献1中公开了一种行驶控制装置，该行驶控制装置将车辆的速度保持为设定的速度(以下，称为目标车速)并使车辆行驶(驱动行驶)。
例如，在专利文献2中公开了一种行驶控制装置，该行驶控制装置当在车辆的行驶中满足规定的条件的情况下，暂时停止发动机，将安装于变速器与发动机、或者变速器与车轮之间的动力传递系统中的动力传递机构断开，由此进行使车辆利用惯性行驶(惯性行驶)的控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-024479号公报
专利文献2：日本特开2006-200370号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，当在惯性行驶时车辆的速度超过规定范围的允许最高速度的情况下，车辆的行驶由惯性行驶切换为驱动行驶。另外，在切换为驱动行驶的情况下，例如辅助制动器进行动作。辅助制动器的动作在车辆的速度达到目标车速时被解除。
然而，在从辅助制动器的动作开始至被解除为止的期间，车辆的速度大幅减速，由此对驾驶员带来不适感。另外，其间存在以下问题：由于辅助制动器的动作继续，因此在提高车辆的燃油效率时成为障碍。
本发明提供能够减少驾驶员的不适感并进一步提高车辆的燃油效率的行驶控制装置、车辆及行驶控制方法。
解决问题的方案
本发明的行驶控制装置是在驱动行驶和惯性行驶之间切换车辆的行驶并进行控制的行驶控制装置，在该驱动行驶中，将车辆的速度保持为目标车速使车辆行驶，在该惯性行驶中，使车辆利用惯性行驶，在该行驶控制装置中，
具备行驶控制部，该行驶控制部当在惯性行驶中所述车辆的速度超过规定范围的允许最高速度的情况下，将所述车辆的行驶由惯性行驶切换为驱动行驶，并且使所述车辆制动，在所述车辆的速度降低至高于所述目标车速的规定速度的情况下，解除所述车辆的制动。
本发明的车辆具备上述的行驶控制装置。
本发明的行驶控制方法是在驱动行驶和惯性行驶之间切换车辆的行驶并进行控制的行驶控制方法，在该驱动行驶中，将车辆的速度保持为目标车速使车辆行驶，在该惯性行驶中，使车辆利用惯性行驶，在该行驶控制方法中，
当在惯性行驶中所述车辆的速度超过规定范围的允许最高速度的情况下，将所述车辆的行驶由惯性行驶切换为驱动行驶，并且使所述车辆制动，在所述车辆的速度降低至高于所述目标车速的规定速度的情况下，解除所述车辆的制动。
发明效果
根据本发明，能够减少驾驶员的不适感，并且进一步提高车辆的燃油效率。
附图说明
图1是表示包含本实施方式的行驶控制装置的车辆的结构的一例的框图。
图2是表示本实施方式的行驶控制装置的结构的一例的框图。
图3是表示道路上的道路坡度信息和行驶方案的一例的图。
图4是表示行驶控制部中的行驶控制的动作的一例的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的一实施方式进行详细说明。
<车辆1的结构例>
首先，对包含本实施方式的行驶控制装置100的车辆的结构进行说明。图1是表示包含本实施方式的行驶控制装置100的车辆的结构的一例的框图。应予说明，在此，着眼于与行驶控制装置100相关的部分进行图示和说明。
车辆1是能够切换驱动行驶和惯性行驶的车辆。驱动行驶(也称为定速行驶)是指，通过后述的驱动系统使车轮9驱动，以保持目标车速(图3所示的目标车速V)的方式使车辆1行驶的行驶。惯性行驶是指，不通过后述的驱动系统使车轮9驱动，而利用惯性力使车辆1行驶的行驶。
应予说明，在本实施方式中，举出惯性行驶是变速器的档位为空档的空档惯性行驶(以下，称为N惯性行驶)的情况为例进行说明，但不限于此，也可以是空转(free run)惯性行驶。N惯性行驶是在松开动力传递路径的离合器而将发动机从车轮断开的状态下，向发动机供给燃料而进行的惯性行驶，相对于此，空转惯性行驶是在松开动力传递路径的离合器而将发动机从车轮断开的状态下，停止向发动机的燃料供给而进行的惯性行驶。
图1所示的车辆1例如是搭载有直列6缸的柴油发动机的卡车等大型车辆。
如图1所示，在车辆1中，作为使车辆行驶的驱动系统的结构具有：发动机3、离合器4、变速器(transmission)5、传动轴(propeller shaft)6、差动装置(differential gear)7、驱动轴(drive shaft)8以及车轮9。
发动机3的动力经由离合器4传递至变速器5，传递至变速器5的动力进一步通过传动轴6、差动装置7以及驱动轴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进行行驶。
另外，在车辆1中，作为使车辆停止的制动系统的结构，具有制动装置40。制动装置40包括：对车轮9施加阻力的脚制动器41、对传动轴6施加阻力的缓速器42以及对发动机施加负荷的排气制动器等辅助制动器43。
并且，在车辆1中，作为对车辆1的行驶进行控制的控制系统的结构，具有自动行驶装置2。自动行驶装置2是对发动机3的输出、离合器4的分离和接合以及变速器5的变速进行控制，以使车辆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具有：发动机用ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)(发动机用控制装置)10、动力传递用ECU(动力传递用控制装置)11、目标车速设定装置13、增减值设定装置14、道路信息获得装置20、车辆信息获得装置30以及行驶控制装置100。
此外，发动机用ECU10和动力传递用ECU11通过车载网络与行驶控制装置100相互连接，能够相互发送和接收需要的数据和控制信号。
发动机用ECU10对发动机3的输出进行控制。动力传递用ECU11对离合器4的分离和接合以及变速器5的变速进行控制。
目标车速设定装置13将车辆1的自动行驶时的目标车速V(参照图3)设定至行驶控制装置100中。
增减值设定装置14将车辆1的自动行驶时的速度减少值-V1以及速度增加值+V1设定至行驶控制装置100中。这些值V、-V1、+V1是在车辆1的自动行驶中使用的参数。
目标车速设定装置13和增减值设定装置14例如包括在驾驶座的仪表盘(未图示)上配置的带触摸面板的显示器等信息输入界面，受理驾驶员对上述参数的设定。适当地将目标车速V、速度减少值-V1、速度增加值+V1称为“设定信息”。
道路信息获得装置20获得表示道路的情况以及车辆1的当前位置的道路信息，并向行驶控制装置100输出。例如，道路信息获得装置20包括：作为卫星定位系统(GPS)的接收器的当前位置获得装置21、获得行驶中的天气的天气获得装置22、以及对与车辆1的周围的行驶车辆(先行车辆或并行车辆等)之间的距离和车速差进行检测的周围传感器23。
应予说明，考虑到由行驶控制装置100(图2的行驶控制部120)生成的行驶方案，优选道路信息包含表示道路的各地点的坡度的道路坡度信息。道路坡度信息例如是与道路各处的水平位置(纬度经度信息等)相关联地记述了相应位置的海拔高度(道路海拔高度)的数据。
车辆信息获得装置30获得表示驾驶员进行的操作内容或车辆1的状态的车辆信息，并向行驶控制装置100输出。车辆信息获得装置30例如包括：检测加速踏板的踩踏量的加速器传感器31、检测有无对制动踏板的踩踏的制动开关32、变速杆33、转向灯开关34、以及检测车辆1的速度的车速传感器35。
行驶控制装置100基于上述的设定信息、道路信息以及车辆信息，生成包含驱动行驶和N惯性行驶的行驶方案。
之后，行驶控制装置100以使车辆1按照所生成的行驶方案行驶的方式，控制车辆1的各个部分。
虽然未图示，但是发动机用ECU10、动力传递用ECU11、行驶控制装置100例如分别具有：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、存储有控制程序的ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)等存储介质、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)等工作存储器以及通信电路。此时，例如，通过由CPU执行控制程序，从而实现构成行驶控制装置100的上述各个部分的功能。此外，发动机用ECU10、动力传递用ECU11、行驶控制装置100的全部或一部分也可以构成为一体。
<行驶控制装置100的结构例>
接着，使用图2对行驶控制装置100的结构进行说明。图2是表示行驶控制装置100的结构的一例的框图。
如图2所示，行驶控制装置100具有：道路判定部110、行驶控制部120、惯性行驶禁止控制部130。
首先，对道路判定部110进行说明。
道路判定部110基于道路信息，对车辆1所行驶的道路是否为规定道路进行判定，将其判定结果输出至行驶控制部120。规定道路是指车辆1能够进行N惯性行驶的道路，例如是包含车辆1会增速的下坡道的道路。
行驶控制部120生成包含驱动行驶和N惯性行驶的行驶方案，基于车辆1的当前位置，使车辆1按照所生成的行驶方案行驶。
例如，行驶控制部120在驱动行驶时通过动力传递用ECU11进行对发动机3的燃料喷射量的控制等，从而实现以依照行驶方案的速度进行的行驶。此外，对于方案的细节将在后面叙述。
另外，行驶控制部120在N惯性行驶时通过动力传递用ECU11将离合器4断开。另外，行驶控制部120控制制动装置40的各个部分(脚制动器41、缓速器42、辅助制动器43)从而使车辆1停止。以下，有时将通过制动装置40的各个部分中的一个或多个进行的车辆1的制动简称为“车辆1的制动”。
行驶控制部120在所生成的行驶方案中，进行将车辆1切换为驱动行驶和N惯性行驶中的一个的控制。
具体而言，在车辆1所行驶的道路是规定道路、且从车速传感器35获得的车辆1的速度为规定范围内的情况下，将车辆1由驱动行驶切换为N惯性行驶。当在N惯性行驶中车辆1的速度超出规定范围的情况下，行驶控制部120将车辆1由N惯性行驶切换为驱动行驶。
规定范围是以车辆1的自动行驶时的目标车速V为基准设定的速度范围，根据后述的规定道路而设定。
此外，行驶控制部120将表示是否正在进行N惯性行驶的行驶模式信息，依次向惯性行驶禁止控制部130输出。
惯性行驶禁止控制部130在从车辆1由N惯性行驶切换为驱动行驶起至经过规定时间的期间，以禁止车辆1的N惯性行驶开始的方式控制行驶控制部120。
例如，当在N惯性行驶中车辆的速度超过规定范围的最高速度(图3中为V+V1)的情况下，车辆的行驶由N惯性行驶切换为驱动行驶。在驱动行驶的情况下，辅助制动器43以使车辆1的速度符合目标车速V的方式进行动作，从而速度降低至低于规定范围的最高速度的目标车速V。通过辅助制动器43的动作，速度从超过最高速度(V+V1)的速度大幅减速至目标车速V，因此有可能对驾驶员带来不适感。另外，辅助制动器43持续动作直至速度达到目标车速V为止，因此有时会降低车辆的燃油效率。
但是，在本实施方式中，在由行驶控制部120将N惯性行驶切换为驱动行驶且速度降低至高于目标车速V的规定速度V2的情况下，解除由辅助制动器43进行的车辆1的制动。在此，规定速度V2是允许最高速度(V+V1)与目标车速V之间的速度。更具体地，规定速度V2是从允许最高速度(V+V1)减去一定速度(例如，用于消除滞后现象(hysteresis)的影响的速度)而得到的速度。
另外，当在辅助制动器43的动作中由驱动行驶切换为N惯性行驶的情况下等，有可能N惯性行驶的制动与辅助制动器43的控制产生干扰，从而导致发动机转速不稳定(hunting)的情况。
然而，在本实施方式中，在由惯性行驶禁止控制部130将N惯性行驶切换为驱动行驶之后，在规定时间的期间禁止车辆1的N惯性行驶开始，因此N惯性行驶的控制与辅助制动器43的控制不会产生干扰，从而能够抑制产生转速不稳定的情况。此外，规定时间是使车辆1的驾驶员不至于对N惯性行驶和驱动行驶的切换感到厌烦的时间。
另外，在进行N惯性行驶的具有下坡道的规定道路中，包括车辆1会增速的下坡道。
道路是包含如下下坡道的道路(例如，参照图3所示的实线211)，即，坡道的坡度阻力Fs比相对于车辆1的空气阻力Fa与相对于车辆1的滚动阻力Fr之和大。在道路上使车辆1进行N惯性行驶时，如图3的实线212所示，在下坡道的部分使车辆1通过N惯性行驶自然增速地进行行驶。
在N惯性行驶的情况下不喷射燃料，因此与持续喷射燃料的驱动行驶相比，能够提高燃油效率。
在道路上，规定范围例如是基于上述的设定信息，以最高速度为V+V1且最低速度为V-V1的方式设定的。也就是，在是包含车辆1会增速的下坡道的规定道路的情况下，行驶控制部120将规定范围设定为从大于目标车速V的V+V1(第一速度)到小于目标车速V的V-V1(第二速度)为止的范围。
道路判定部110对道路是否为包含车辆1会增速的下坡道的规定道路进行判定。将坡度阻力Fs、和空气阻力Fa与滚动阻力Fr之和进行比较，从而进行对规定道路的判定。
具体而言，在坡度阻力Fs比空气阻力Fa与滚动阻力Fr之和大的情况下，道路判定部110判定为道路是包含车辆1会增速的下坡道的规定道路。
在将车辆1的当前的车重设为M，将重力加速度设为g，将车辆1的滚动阻力系数设为μ，将车辆1的空气阻力系数设为λ，将进行N惯性行驶的部分的平均坡度设为θ，将车辆1的速度设为V0时，能够通过以下的式(1)～(3)计算出坡度阻力Fs、空气阻力Fa、滚动阻力Fr。
[数学式1]
Fs＝Mgsinθ…(1)
[数学式2]
Fa＝λ·V02·g…(2)
[数学式3]
Fr＝μ·Mg·cosθ…(3)
接着，对行驶控制部120使用的行驶方案的细节进行说明。图3是表示包含车辆1会增速的下坡道的道路上的道路坡度信息和行驶方案的一例的图。
例如，行驶控制部120以一定间隔依次生成从当前时刻起规定时长的、或者从车辆1的当前位置起规定行驶距离的行驶方案。首先，对包含车辆1会增速的下坡道的规定道路上的行驶方案的一例进行说明。
例如，以满足如下行驶条件的方式生成上述行驶方案：移动平均速度为目标车速V、N惯性行驶中的允许最高速度为Vmax＝V+V1以下、且N惯性行驶中的允许最低速度为Vmin＝V-V1以上。
行驶控制部120基于道路坡度信息生成积极地进行N惯性行驶的行驶方案。
如图3的实线211所示，道路坡度信息例如包含与距车辆1的当前位置L0的各个水平距离(路程)对应地表示道路海拔高度的信息。此外，距车辆1的当前位置L0的水平距离也可以替换为自当前时刻起的经过时间。另外，也可以根据与前后的道路海拔高度之间的关系，将道路海拔高度替换为道路坡度。实线211的道路坡度信息表示车辆1的当前位置L0为下坡道的中途。
如在图3的下方以实线212所示，行驶控制部120例如决定保持N惯性行驶直至速度超过允许最高速度Vmax即(V+V1)的位置L1。
具体而言，行驶控制部120例如将(V+V1)代入到以下的式(4)中的Vt求得距离Δx，由此计算在进行N惯性行驶的情况下的、速度为(V+V1)时的位置L1。
[数学式4]
在此，M是车辆1的当前的车重，g是重力加速度，h0是车辆1的当前位置L0的海拔高度，ht是位置Lt的海拔高度，μ是车辆1的滚动阻力系数，Δx是从当前位置L0到位置Lt为止的水平方向上的距离(路程)，θ是进行N惯性行驶的部分的平均坡度，V0是车辆1的当前的速度。
另外，行驶控制部120在位置L1切换为驱动行驶，并且通过辅助制动器43使车辆制动，在速度降低至高于目标车速V的规定速度V2的情况下(图3所示的位置L2)，解除由辅助制动器43进行的车辆1的制动(参照图3中的下方的图)。另外，行驶控制部120决定如下内容的行驶方案：在从切换为驱动行驶起至经过规定时间为止的期间，保持驱动行驶。
另外，行驶控制部120生成如下内容的行驶方案：在经过了规定时间的情况下，切换为N惯性行驶，并保持N惯性行驶，直至速度低于允许最低速度Vmin即(V-V1)的位置(省略图示)。在该情况下同样地，行驶控制部120使用上述的式(4)计算在进行N惯性行驶的情况下的、速度为(V-V1)时的位置。
另外，行驶控制部120在所计算出的估计车速Vt为设定的允许最低速度Vmin以上的情况下，决定为若在N惯性行驶中则保持N惯性行驶，若在驱动行驶中则切换为N惯性行驶。即，行驶控制部120例如生成图3的实线212所示的行驶方案，并根据该行驶方案控制车辆1。
如上所述的、包含基于道路坡度信息决定的N惯性行驶的区间的行驶方案有效地提高车辆1的燃油效率。另外，通过使车辆1按照行驶方案行驶，驾驶员不需要随时进行对加速器的操作。
另外，切换为驱动行驶之后，在规定时间禁止N惯性行驶的开始，因此能够抑制由驱动行驶与N惯性行驶的切换所引起的传动装置的换档振荡。
接着，对行驶控制部120的行驶控制的动作例进行说明。图4是表示行驶控制部120的行驶控制的动作的一例的流程图。例如在车辆1的行驶中执行图4中的处理。
如图4所示，行驶控制部120判定是否在N惯性行驶中(步骤S100)。在判定的结果是不在N惯性行驶中的情况下(步骤S100：“否”)，处理结束。另一方面，在是N惯性行驶中的情况下(步骤S100：“是”)，处理迁移至步骤S110。
在步骤S110中，行驶控制部120判断车辆的当前的速度V0是否超过规定范围的允许最高速度(V+V1)。
在速度V0未超过允许最高速度(V+V1)的情况下(步骤S110：“否”)，处理结束。另一方面，在速度V0超过允许最高速度(V+V1)的情况下(步骤S110：“是”)，处理迁移至步骤S120。
在步骤S120中，行驶控制部120将车辆的行驶由N惯性行驶切换为驱动行驶。
接着，行驶控制部120通过辅助制动器43使车辆制动(步骤S130)。
接着，行驶控制部120判定当前的车辆的速度V0是否低于规定速度V2(步骤S140)。
在判定的结果是速度V0为规定速度V2以上的情况下(步骤S140：“否”)，处理返回至步骤S140。另一方面，在速度V0低于规定速度V2的情况下(步骤S140：“是”)，行驶控制部120解除由辅助制动器43进行的车辆1的制动(步骤S150)。
根据如以上那样构成的本实施方式，行驶控制部120在车辆的速度超过规定范围的允许最高速度(V+V1)的情况下，将车辆的行驶由N惯性行驶切换为驱动行驶，并且通过辅助制动器43使车辆1制动，在速度V0降低至高于目标车速V的规定速度V2的情况下，解除由辅助制动器43进行的车辆1的制动。由此，车辆的速度不会从允许最高速度(V+V1)大幅降低，因此能够减少驾驶员的不适感。另外，不会使车辆的速度降低至目标车速V，因此能够提高车辆的燃油效率。
另外，从将车辆的行驶由N惯性行驶切换为驱动行驶起至经过规定时间为止，禁止N惯性行驶开始。由此，N惯性行驶的控制与辅助制动器43的控制不会产生干扰，因此能够防止产生发动机转速不稳定的情况。
应予说明，在上述实施方式中，在车辆的速度超过允许最高速度的情况下，为了使车辆制动而使辅助制动器43动作，但本发明不限于此。例如，也可以使脚制动器41或缓速器42等其他的制动装置40动作，另外，也可以使制动装置40的各个部分中的两个以上的部分动作。
另外，上述实施方式都仅表示实施本发明的具体化的一例，本发明的技术范围不应受这些实施方式的限制。即，能够不脱离其要点或其主要特征而以各种形式实施本发明。
本申请基于在2017年3月22日提交的日本专利申请(特愿2017-056564)，其内容在此作为参照而引入。
工业实用性
本发明的行驶控制装置作为要求减少驾驶员的不适感且进一步提高车辆的燃油效率的行驶控制装置、车辆及行驶控制方法是有用的。
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
6 传动轴
7 差动装置
8 驱动轴
9 车轮
10 发动机用ECU
11 动力传递用ECU
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
21 当前位置获得装置
22 天气获得装置
23 周围传感器
30 车辆信息获得装置
31 加速器传感器
32 制动开关
33 变速杆
34 转向灯开关
35 车速传感器
40 制动装置
41 脚制动器
42 缓速器
43 辅助制动器
100 行驶控制装置
110 道路判定部
120 行驶控制部
130 惯性行驶禁止控制部

Claims (5)

1.一种行驶控制装置，是在驱动行驶和惯性行驶之间切换车辆的行驶并进行控制的行驶控制装置，在该驱动行驶中，将车辆的速度保持为目标车速使车辆行驶，在该惯性行驶中，使车辆利用惯性行驶，在该行驶控制装置中，
具备行驶控制部，该行驶控制部当在惯性行驶中所述车辆的速度超过规定范围的允许最高速度的情况下，将所述车辆的行驶由惯性行驶切换为驱动行驶，并且使所述车辆制动，在所述车辆的速度降低至高于所述目标车速的规定速度的情况下，解除所述车辆的制动。
2.如权利要求1所述的行驶控制装置，其中，
所述规定速度是所述允许最高速度与所述目标车速之间的速度。
3.如权利要求1所述的行驶控制装置，其中，
还具备惯性行驶禁止控制部，该惯性行驶禁止控制部在从所述车辆的行驶由所述惯性行驶切换为所述驱动行驶起至经过规定时间为止的期间，以禁止所述车辆的所述惯性行驶开始的方式，控制所述行驶控制部。
4.一种车辆，其具备权利要求1所述的行驶控制装置。
5.一种行驶控制方法，是在驱动行驶和惯性行驶之间切换车辆的行驶并进行控制的行驶控制方法，在该驱动行驶中，将车辆的速度保持为目标车速使车辆行驶，在该惯性行驶中，使车辆利用惯性行驶，在该行驶控制方法中，
当在惯性行驶中所述车辆的速度超过规定范围的允许最高速度的情况下，将所述车辆的行驶由惯性行驶切换为驱动行驶，并且使所述车辆制动，在所述车辆的速度降低至高于所述目标车速的规定速度的情况下，解除所述车辆的制动。
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