CN110621915A - 车辆控制装置 - Google Patents

Abstract

对具备变速器的车辆的动作进行控制的车辆控制装置，其中该变速器具有直接连接齿轮和包含齿轮比小于直接连接齿轮的齿轮即超速齿轮的通常齿轮，所述车辆控制装置包括：行驶区间决定部，其决定道路坡度与车辆行驶中的当前行驶区间不同的行驶区间即前方行驶区间；当前挡位选择部，其根据换挡模式选择当前行驶区间中的变速器的挡位即当前挡位；前方挡位选择部，其基于前方行驶区间中的车辆的行驶阻力的推定值，选择前方行驶区间中的变速器的挡位即前方挡位；以及换挡控制部，其在当前行驶区间中的变速器的挡位是超速齿轮、前方挡位是直接连接齿轮时，车辆在前方行驶区间行驶中，将变速器的挡位维持为直接连接齿轮。

Description

车辆控制装置

技术领域

本公开涉及车辆控制装置，尤其涉及车辆所搭载的变速器的选择挡位的技术。

背景技术

提出了根据从车辆的当前位置到目标位置为止的行驶路径的道路信息推定行驶路径中的车辆的驱动力，并将推定出的驱动力与预先存储的燃料消耗图进行比较，从而设定在行驶路径中燃料消耗量为最小的变速计划的技术(参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本特开平9-21457号公报

发明内容

[发明要解决的课题]

在货车或公共汽车等大型车辆中，存在搭载被称为自动手动变速器(AutomatedManual Transmission；以下记为“AMT”。)的变速器的车辆。AMT是通过用致动器移动以往的手动变速器中的套筒，而使变速器的挡位自动地换挡的变速器。

车辆的最终的驱动力取决于在AMT中所选择的挡位。在此，AMT具备多个齿轮，在各挡位咬合的阻力也不同。挡位中咬合的阻力的差异会影响车辆所搭载的发动机的燃料消耗量。因此，认为根据车辆的燃料消耗量的挡位的选择技术存在改善的余地。

本公开的目的在于提供一种车辆控制装置，该车辆控制装置能够改善具备自动手动变速器的车辆中的挡位的选择技术。

[用于解决技术课题的技术方案]

本公开的车辆控制装置是对具备变速器的车辆的动作进行控制的车辆控制装置，所述变速器，包括：直接连接齿轮(直結ギヤ)，将输入轴与输出轴直接连接，通过所述输入轴输入的发动机的动力不通过副轴而传递到所述输出轴的；以及通常齿轮(通常ギヤ)，将所述发动机的动力通过所述副轴传递到所述输出轴；所述通常齿轮包含齿轮比小于所述直接连接齿轮的齿轮(ギヤ)即超速齿轮(オーバードライブギヤ)。所述车辆控制装置，包括：行驶区间决定部，其决定道路坡度与所述车辆行驶中的当前行驶区间不同的、且处于所述车辆的行驶方向前方的前方行驶区间；当前挡位选择部，其根据预先规定的换挡模式选择所述当前行驶区间中的所述变速器的挡位即当前挡位；前方挡位选择部，其基于根据所述前方行驶区间的道路坡度和所述车辆的速度而推定出的所述前方行驶区间中的所述车辆的行驶阻力，选择所述前方行驶区间中的所述变速器的挡位即前方挡位；以及换挡控制部，其在所述当前行驶区间中的所述变速器的挡位是所述超速齿轮、所述前方挡位是所述直接连接齿轮时，所述车辆在所述前方行驶区间行驶中，将所述变速器的挡位维持为所述直接连接齿轮。

也可以是，所述换挡控制部在所述车辆到达所述前方行驶区间时将所述变速器的挡位降挡至所述直接连接齿轮，所述车辆在所述前方行驶区间行驶中在所述当前挡位选择部选择了所述超速齿轮的情况下，也将所述变速器的挡位维持为所述直接连接齿轮。

也可以是，所述换挡控制部以所述前方行驶区间中的道路坡度是规定值以上的上坡为条件，在所述车辆到达所述前方行驶区间时将所述变速器的挡位降挡至所述直接连接齿轮。

发明效果

根据本公开的车辆控制装置，能够改善具备自动手动变速器的车辆中的挡位的选择技术。

附图说明

图1是用于说明实施方式的车辆的概要的图。

图2是示意性地表示实施方式的车辆的内部构成的图。

图3是示意性地表示实施方式的车辆控制装置的功能构成的图。

图4是示意性地表示实施方式的发动机的等燃料消耗率映射图(等燃費マップ)的一个示例的图。

图5A是示意性地表示直接连接齿轮的等燃料消耗率映射图的一个示例的图。

图5B是示意性地表示通常齿轮的等燃料消耗率映射图的一个示例的图。

具体实施方式

<实施方式的概要>

图1是用于说明实施方式的车辆V的概要的图。参照图1，描述实施方式的车辆V的概要。实施方式的车辆V是以柴油发动机等发动机为驱动力，具备AMT的大型车辆。

近年来，搭载于车辆的ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)等运算装置广泛地用于使车辆克服行驶阻力而行驶，且自动地选择变速器的挡位，以使车辆的燃油消耗变好。详细情况后述，关于车辆中的挡位的选择，参照该发动机的等燃料消耗率映射图来选择能够产生克服车辆的行驶阻力的挡位中的、使车辆的燃料消耗变好的挡位。

在车辆行驶中，车辆的加速度与从车辆的驱动力减去车辆的行驶阻力得到的量成比例，与车辆的重量成反比。因此，搭载于车辆ECU根据车量的驱动力、车辆的重量以及车辆的加速度推定车辆的行驶阻力，并选择能够产生克服该行驶阻力的转矩的挡位。但是，在ECU使用车辆的加速度推定行驶阻力的情况下，ECU能够推定当前行驶中的位置的车辆的行驶阻力，但不能推定比当前行驶中的位置靠前方的位置的行驶阻力。

在ECU通过推定求出行驶阻力的情况下，该行驶阻力的计算精度未必较高。因此，即使根据未必能保证精度的行驶阻力来选择挡位，也未必能保证所选择的挡位是使车辆的燃料消耗变好的挡位。因此，实施方式的车辆V的ECU通过取得比当前行驶中的位置靠前方的位置的道路的坡度信息，来推定前方位置中的行驶阻力。以下，说明实施方式的车辆V取得坡度信息，并推定前方位置中的行驶阻力的方法。

实施方式的车辆V具备根据从导航卫星接收的信息从而取得表示车辆V的当前位置的位置信息的卫星导航功能。另外，车辆V保持车辆V行驶的道路的坡度信息。此外，也可以是，车辆V具备不利用来自导航卫星的接收信息，而根据加速度传感器等的输出值取得车辆V的当前位置的自主导航功能。

车辆V的ECU根据道路的坡度信息和车辆V的位置信息，预读车辆V在不久的将来行驶的道路的坡度信息。在图1中，车辆V行驶在以地点A为起点以地点B为终点的“当前行驶区间”。在图1所示的例子中，车辆V正在行驶的道路，在以地点B为起点以地点C为终点的“前方行驶区间”中成为一定值以上的上坡。此外，所谓“前方行驶区间”是道路的平均坡度与车辆V当前行驶中的当前行驶区间不同、且处于车辆V的前进方向前方的行驶区间。

ECU预读的前方行驶区间的坡度信息由车辆V保持的坡度信息与车辆V的位置信息而决定。车辆V的行驶阻力中虽然坡度阻力、空气阻力及滚动阻力占主导，但能够推定其中的坡度阻力。由此，ECU能够推定前方行驶区间的行驶阻力。

在此，车辆V的燃料消耗不仅影响车辆V具备的发动机的燃料消耗率(即，发动机为了产生规定的驱动力所消耗的燃料的量)，也影响发动机内部的滑动阻力、和发动机的动力的传递路径中的损失。在此，发动机的动力的传递路径中的损失例如是起因于变速器所具备的各齿轮的传递效率的损失。

因此，实施方式的车辆V在选择前方行驶区间中的齿轮时，参照考虑了变速器具备的各齿轮的传递效率的等燃料消耗率映射图。由此，实施方式的车辆V能够更高精度地选择在前方行驶区间成为高燃料消耗的挡位。

在车辆V行驶在高速公路等汽车专用道路的情况下，车辆V根据车辆V所处的各种行驶环境而变更有无向通过预读而选择的挡位的换挡。由此，能够减轻因车辆V的变速而给驾驶员带来的不适感。

<实施方式的车辆V的构成>

参照图2说明实施方式的车辆V的内部构成。

图2是示意性地表示实施方式的车辆V的内部构成的图。实施方式的车辆V具备：发动机1、变速器2、GPS(Global Positioning System：全球定位系统)传感器3、重量传感器4、速度传感器5、油门开度传感器6、以及作为ECU的车辆控制装置10。

车辆V是以柴油发动机等发动机1为驱动力的大型车辆，尤其是搭载自动巡航模式的车辆。变速器2是用于将发动机1的旋转驱动力传递到车辆V的驱动轮(未图示)的AMT。变速器2包含用于转换发动机1的旋转驱动力的多级齿轮。

在此，车辆V中的“自动巡航模式”是指驾驶员不操作油门或换挡杆，发动机1及变速器2等也被ECU自动地控制，以维持预先设定的车辆V的速度的模式。设想自动巡航模式主要用于车辆V在高速公路行驶时。

GPS传感器3通过接收并解析多个导航卫星发送的电波，从而取得GPS传感器3的位置、即搭载GPS传感器3的车辆V的位置。GPS传感器3将表示车辆V的位置的信息输出到车辆控制装置10。

重量传感器4取得车辆V的总重量。具体地说，重量传感器4测量车辆V的载荷的重量，通过与除去载荷的车辆V单体的重量相加而取得车辆V的总重量。重量传感器4将表示车辆V的总重量的信息输出到车辆控制装置10。

速度传感器5测量车辆V的速度。速度传感器5将表示测量到的速度的信息输出到车辆控制装置10。油门开度传感器6测量车辆V的驾驶员对油门踏板的踩踏量即油门开度。油门开度传感器6将表示油门开度的信息输出到车辆控制装置10。

车辆控制装置10取得来自上述各传感器的信息，并根据取得的信息控制供给到发动机1内的气缸的燃料的量及变速器2的挡位。车辆控制装置10在车辆V是自动巡航模式的情况下，控制发动机1及变速器2以使车辆V保持设定的速度行驶。另外，车辆控制装置10在车辆V的未图示的速度限制装置(Speed Limit Device：SLD)运转的情况下，控制发动机1及变速器2以使车辆V的速度不超过所设定的上限速度。

图3是示意性地表示实施方式的车辆控制装置10的功能构成的图。实施方式的车辆控制装置10具备存储部11和控制部12。

存储部11例如是ROM(Read Only Memory：只读存储器)或RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)。存储部11存储用于使控制部12发挥功能的各种程序。另外，存储部11也可以存储地图信息，也可以存储表示道路的道路坡度的信息。

控制部12是未图示的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等计算资源。控制部12通过执行存储部11中存储的程序从而实现当前挡位选择部13、道路坡度取得部14、行驶区间决定部15、前方挡位选择部16及换挡控制部17的功能。

当前挡位选择部13根据车辆V行驶中的道路中的车辆V的行驶阻力的推定值，选择在车辆V行驶中的区间中的变速器2的挡位即当前挡位。当前挡位选择部13所进行的当前挡位选择的详细情况在后述。

道路坡度取得部14根据从GPS传感器3取得的表示车辆V的位置的信息和存储在存储部11中的地图信息，取得车辆V行驶中的道路中的道路坡度。

行驶区间决定部15根据道路坡度取得部14所取得的道路坡度，决定道路的平均坡度与车辆V当前行驶中的当前行驶区间存在规定值以上的不同的、且处于车辆V的前进方向前方的前方行驶区间。

前方挡位选择部16根据前方行驶区间的道路坡度和车辆V的速度，选择前方行驶区间中的变速器2的挡位即前方挡位。以下，对前方挡位选择部16所进行的前方挡位选择的详细情况，与当前挡位选择部13所进行的当前挡位选择一同进行说明。

此外，为了取得车辆V将来行驶的道路的坡度信息，道路坡度取得部14必须推定车辆V将来行驶的场所。若道路坡度取得部14不能取得道路坡度，则行驶区间决定部15也难以决定前方行驶区间。

在车辆V在高速公路等汽车专用道路上行驶的情况下，道路坡度取得部14比较容易推定车辆V将来行驶的场所。另一方面，在车辆V在如一般道路或城市街道等包含较多分支的道路上行驶的情况下，道路坡度取得部14难以推定车辆V将来行驶的场所。

由此，车辆V在一般道路或城市街道等行驶中，车辆V根据当前挡位选择部13所进行的挡位选择而行驶。另外，在车辆V在高速公路等汽车专用道路行驶的情况下，首先，换挡控制部17取得车辆V的当前挡位选择部13所进行的挡位的选择结果及前方挡位选择部16所进行的挡位的选择结果。换挡控制部17根据挡位的选择结果及前方挡位选择部16所进行的挡位的选择结果，控制变速器2的挡位的换挡。

以下，首先说明变速器2，然后说明挡位与燃料消耗的关系。之后，说明换挡控制部17所进行的变速控制。

[实施方式的变速器2]

实施方式的车辆V具备的变速器2是AMT，是通过由致动器移动以往的手动变速器中的套筒，从而实现变速器2的挡位的自动变速的变速器。因此，实施方式的变速器2的基本构造是与以往的手动变速器相同的构造。实施方式的变速器2由被称为副变速器(スプリッタ)及量程(レンジ)的2个副变速机构，及设置在副变速器与量程之间的一个主变速机构而构成。

副变速器变更输入车辆V的发动机的动力的输入轴与副轴之间的变速比。主变速机构主要变更副轴与输出轴之间的变速比。量程设于将输出轴的旋转驱动传达到传动轴的驱动传递路径上，变更输出轴与传动轴之间的变速比。此外，主变速机构中存在将输入轴与输出轴直接连接的“直接连接齿轮”。

实施方式的车辆V具备的变速器2中，作为一个示例，副变速器、主变速机构及量程的挡位分别是2级、3级及2级。即，实施方式的车辆V具备的变速器2是12级变速(2级×3级×2级＝12级)的变速器。车辆V在坡度较少的高速公路巡行时，若变速器2的挡选择12级(超速齿轮)或11级(直接连接齿轮)，则多数情况下有助于车辆V的燃料消耗改善。

直接连接齿轮是将输入轴与输出轴直接连接的齿轮。因发动机的动力不通过副轴而被直接传递到输出轴，故传递效率高于通过副轴的其他挡位。此外，变速器2的挡位是5级时，主变速机构也成为直接连接齿轮，该情况下量程的齿轮比不是直接连接(齿轮比1)，传递效率降低。以下在本说明书中，变速器2的挡位是“超速齿轮”是指变速器2的最高级的齿轮，“直接连接齿轮”是指比变速器2的最高级低一级的挡的齿轮。

[挡位与燃料消耗的关系]

图4是示意性地表示实施方式的发动机1的等燃料消耗率映射图的一个示例的图。以下，参照图4说明变速器2中的齿轮选择。

图4所示的等燃料消耗率映射图中，纵轴是发动机1具备的气缸的净平均有效压力Pme，横轴是发动机1的转速N。若将净平均有效压力Pme乘以根据发动机1的排气量等决定的规定值，则成为发动机1的转矩T。即，净平均有效压力Pme与发动机1产生的转矩T成比例关系。若将该比例系数记为α，则T＝αPme。

图4所示的等燃料消耗率映射图中，由附图标记Pmax表示的曲线是表示发动机1的最大燃烧压力的最大燃烧压力曲线Pmax。发动机1在图4所示的等燃料消耗率映射图中，不能产生超过最大燃烧压力曲线Pmax的转矩。

图4所示的等燃料消耗率映射图中，阴影所示的区域表示发动机1的燃料消耗率(Specific Fuel Consumption：SFC)。SFC表示发动机1的每单位工作的燃料消耗量。SFC的值越小，发动机1能够以越少的燃料进行相同的工作。

图4所示的等燃料消耗率映射图使用阴影来识别燃料消耗率不同的区域。图4中，标注了附图标记H1所示的阴影线H1的区域是燃料消耗率最良好(即，燃料消耗量少)的区域，之后，按阴影线H2、阴影线H3、阴影线H4及阴影线H5的顺序燃料消耗率恶化。此外，在图4中，省略了燃料消耗率比标注了阴影线5的区域更差的区域的图示。以下，将标注了阴影线H1的区域，简单记载为区域H1。其他的区域也相同。

为了使车辆V克服行驶阻力以恒定速度Vc行驶，由车辆V产生的转矩T而产生的力F必须对抗车辆V的行驶阻力。这种情况下，车辆V的发动机1需要输出行驶阻力马力Pv＝F·Vc。在图4所示的等燃料消耗率映射图中，以附图标记Lp表示的曲线是与行驶阻力马力Pv＝F·Vc对应的等马力曲线Lp。

以转速N旋转的发动机1产生转矩T时，发动机1输出的马力P为P＝TN＝αPmeN。因此，净平均有效压力Pme与发动机1的转速成反比例。在此，发动机1的转速N由变速器2所选择的挡位的齿轮比决定。因此，发动机1在等燃料消耗率映射图中不能成为等马力曲线Lp上的任意的转速，而被限制为由速度Vc与变速器2的齿轮比决定的离散的转速。

在图4中，附图标记G12所示的白圈12表示变速器2的挡位是12级(即超速齿轮)的情况下的发动机1的状态。同样，附图标记G11、附图标记G10及附图标记G9所示的白圈，分别表示挡位是11级(即直接连接齿轮)、10级及9级的情况下的发动机1的状态。在变速器2的挡位是12级和11级的情况下，二者都包含在区域H2中，但12级的情况下更靠近区域H1，燃料消耗效率更良好。

如上所述，若决定了车辆V的速度Vc与车辆V的行驶阻力马力Pv，则当前挡位选择部13及前方挡位选择部16能够通过参照等燃料消耗率映射图来决定燃料消耗效率良好的挡位。

[当前挡位选择部13所进行的挡位选择]

当前挡位选择部13推定车辆V行驶中的道路中的车辆V的行驶阻力的推定值Pv，通过利用车辆V的速度和行驶阻力的推定值Pv并参照等燃料消耗率映射图，从而选择变速器2的挡位。

如上所述，在车辆V的行驶中，车辆V的加速度与从车辆V的驱动力减去车辆的行驶阻力的量成正比例，与车辆V的重量成反比例。当前挡位选择部13根据发动机1喷射的燃料的喷射量等，推定发动机1产生的净平均有效压力Pme。当前挡位选择部13根据净平均有效压力Pme取得发动机1产生的转矩T。当前挡位选择部13根据转矩T、变速器2所选择的挡位的齿轮比、最终减速比及驱动轮的直径，取得车辆V的驱动力。当前挡位选择部13根据车辆V的驱动力、车辆V的重量及车辆V的加速度推定车辆V的行驶阻力，并参照等燃料消耗率映射图来选择挡位。

[前方挡位选择部16所进行的挡位选择]

前方挡位选择部16在通过计算而算出车辆V的行驶阻力这一点上与当前挡位选择部13不同。在此，车辆V的行驶阻力主要是车辆V具备的驱动轮的滚动阻力、车辆V的空气阻力、车辆V行驶的道路的坡度阻力的总和。车辆V的空气阻力与车辆V的速度的平方成比例。另外，道路的坡度阻力依存于车辆行驶的道路的坡度与车辆V的重量。用于计算驱动轮的滚动阻力和车辆V的空气阻力的比例系数，被预先由车辆V的制造者存储在存储部11中。

前方挡位选择部16参照存储部11保持的地图信息，从而取得行驶区间决定部15所决定的前方行驶区间中的坡度信息。另外，前方挡位选择部16分别从重量传感器4及速度传感器5取得车辆V的重量及车辆V的速度。由此，前方挡位选择部16算出前方行驶区间中的车辆V的坡度阻力。

前方挡位选择部16将车辆V的速度的平方乘以比例系数从而取得车辆V的空气阻力。前方挡位选择部16将车辆V的坡度阻力、车辆V的空气阻力及从存储部11读出的滚动阻力相加，计算车辆V的行驶阻力。前方挡位选择部16与当前挡位选择部13相同，根据算出的行驶阻力和等燃料消耗率映射图来选择在前方行驶区间中的挡位。

在此，前方挡位选择部部16根据变速器2的挡位是直接连接齿轮的情况与变速器2的挡位是通常齿轮的情况，参照不同的等燃料消耗率映射图来选择前方挡位。

图5A及图5B是用于说明通常齿轮的等燃料消耗率映射图与直接连接齿轮的等燃料消耗率映射图的差异的图。具体地说，图5A是示意性地表示直接连接齿轮的等燃料消耗率映射图的一个示例的图，图5B是示意性地表示通常齿轮的等燃料消耗率映射图的一个示例的图。图5B所示的等燃料消耗率映射图，与图4所示的等燃料消耗率映射图相同。即，图5B所示的通常齿轮的等燃料消耗率映射图中的白圈G12表示变速器2的挡位是12级即超速齿轮的情况的发动机1的状态。

如上所述，变速器2的挡位是直接连接齿轮的情况与变速器2的挡位是通常齿轮的情况相比，作为变速器2整体的齿轮的传递效率变高。因此，变速器2的挡位是直接连接齿轮的情况与变速器2的挡位是通常齿轮的情况相比，在发动机1的输出传递到车辆V的驱动轮为止的期间内发生的传递消耗减少。结果，变速器2的挡位是直接连接齿轮的情况与变速器2的挡位是通常齿轮的情况相比，发动机1的燃料消耗率改善。

比较图5A所示的直接连接齿轮的等燃料消耗率映射图与图5B所示的通常齿轮的等燃料消耗率映射图，直接连接齿轮的等燃料消耗率映射图的最大燃烧压力曲线Pmax以下的区域中的区域H1较大。因此，在通常齿轮的等燃料消耗率映射图中作为区域H2的部分，在直接连接齿轮的等燃料消耗率映射图中也成为区域H1。

图5A所示的等马力曲线Lp与图5B所示的等马力曲线Lp相同。如图5A所示，在等马力曲线Lp中直接连接齿轮(11级)的发动机1的状态包含于区域H1。这意味着为了使发动机1进行与等马力曲线图对应的工作，与变速器2采用超速齿轮这样的通常齿轮相比，采用直接连接齿轮时，车辆V的燃料消耗改善。

如上所述，前方挡位选择部16通过参照反映了变速器2的挡位的传递效率的差异的等燃料消耗率映射图来选择挡位，能够更高精度地选择使车辆V的燃料消耗改善的挡位。

[换挡控制部17所进行的变速控制]

若车辆V在行驶中，则当前挡位选择部13始终根据车辆V的行驶阻力的变化而选择变速器2的最佳挡位。在车辆V在高速公路等汽车专用道路上行驶的情况下，前方挡位选择部16在车辆V在当前行驶区间行驶中，预读行驶区间决定部15所决定的前方行驶区间中的最佳挡位。

因此，车辆V在高速公路等汽车专用道路行驶的情况下，车辆V到达当前行驶区间与前方行驶区间的边界时，也存在产生当前挡位与前方挡位的竞争的情况。另外，由于直接连接齿轮的齿轮比高于超速齿轮的齿轮比，因此即使车辆V的速度相同，发动机1的发动机转速也是直接连接齿轮的情况更高。因此，例如从改善燃料消耗的观点来看，从超速齿轮降挡到直接连接齿轮时，车辆V的驾驶员可能会感到发动机1突然转速上升。

因此，换挡控制部17根据车辆V所处的各种行驶环境而对车辆V到达当前行驶区间与前方行驶区间的边界时是否升挡到前方挡位进行变更。以下，说明根据车辆V所处的各种行驶环境而由换挡控制部17执行的变速器2的变速控制。

(第1变速控制)

假设当前行驶区间中的变速器2的挡位是超速齿轮，且前方挡位选择部16选择的前方挡位是直接连接齿轮。换挡控制部17以前方行驶区间中的车辆V的推定行驶时间长于规定时间为条件，在车辆V到达前方行驶区间时将变速器2的挡位从超速齿轮降挡到直接连接齿轮。

在此，“规定时间”是指换挡控制部17在当前行驶区间与前方行驶区间的边界中用于判定是否将变速器2的挡位从超速齿轮降挡到直接连接齿轮而参照的“降挡判定基准阈值时间”。降挡判定基准阈值时间的具体值可以考虑假定车辆V行驶的道路的坡度信息、车辆V具备的发动机1的性能等而通过实验来决定，例如为1分钟。这是以时速80千米行驶的车辆V行驶大概1.3千米的时间。

换挡控制部17在从超速齿轮降挡到直接连接齿轮后车辆V行驶的行驶区间短于规定时间的情况，即车辆V的推定行驶时间短的情况下，抑制降挡。由此，换挡控制部17能够抑制车辆V的驾驶员感到因在短时间内重复变速而引起的换挡繁忙感。

如上所述，前方挡位选择部16根据车辆V的重量、车辆V的速度、车辆V的滚动阻力等计算车辆V的行驶阻力，来选择前方挡位。在此，根据车辆V的重量、车辆V的速度、车辆V的滚动阻力等的测定误差的大小，在发动机1是低负荷的情况(例如，车辆V在平坦的道路上行驶的情况)下，前方挡位选择部16也可能选择直接连接齿轮作为最佳齿轮。

在前方行驶区间(先行区間)平坦的道路上行驶中的情况下，因对行驶阻力的错误计算而使前方挡位选择部16选择直接连接齿轮为前方挡位时，在行驶区间的边界执行不必要的降挡。由于直接连接齿轮的齿轮比大于超速齿轮的齿轮比，所以若变速器2的挡位从超速齿轮降挡到直接连接齿轮时，发动机1的转速上升。发动机1的转速上升可能会成为噪音，因此可能损害驾驶员的驾驶感。

因此，也可以是，换挡控制部17在车辆V到达前方行驶区间时，作为用于将变速器2的挡位从超速齿轮降挡到直接连接齿轮的条件，也可以加上在前方行驶区间中的道路坡度是规定值以上的上坡。

在此，“预定值以上的上坡”是指换挡控制部17用于判定在当前行驶区间与前方行驶区间的边界是否将变速器2的挡位从超速齿轮降挡到直接连接齿轮而参照的“降挡判定基准阈值坡度”。降挡判定阈值时间的具体的值可以考虑假定车辆V行驶的道路的坡度信息、车辆V具备的发动机1的性能等而通过实验来决定，例如为1％。由此，能够抑制因变速器2的不必要的降挡而使车辆V的驾驶员感到不适感。

(第2变速控制)

假设当前行驶区间中的变速器2的挡位是直接连接齿轮，且前方挡位选择部16选择的前方挡位也是直接连接齿轮。在这种情况下，考虑车辆V在当前行驶区间行驶中，当前挡位选择部13重新选择了向超速齿轮的升挡的情况。换挡控制部17根据车辆V到达前方行驶区间为止的状况，选择是否在车辆V到达前方行驶区间之前将变速器2升挡。

更具体地说，换挡控制部17在车辆V到达前方行驶区间为止的推定时间在规定时间以内时，在当前挡位选择部13重新选择了向超速齿轮的升挡的情况下，也不进行升挡而将变速器2的挡位维持为直接连接齿轮。

在此，“规定时间”是指换挡控制部17为了判定在当前行驶区间是否将变速器2的挡位从直接连接齿轮升挡到超速齿轮而参照的“升挡判定基准阈值时间”。升挡判定基准阈值时间的具体值可以考虑假定车辆V行驶的道路的坡度信息、车辆V具备的发动机1的性能等而通过实验来决定，例如与降挡判定基准阈值时间同为1分钟。升挡判定基准阈值时间存储在存储部11中。

换挡控制部17在从超速齿轮降挡到直接连接齿轮后车辆V行驶的行驶区间短的情况下，即车辆V的推定行驶时间短的情况下抑制升挡。由此，换挡控制部17能够抑制车辆V的驾驶员感到由短时间内重复变速而造成的换挡繁忙感。

也可以是，换挡控制部17替代时间条件，或者在其基础上根据距离的条件来判定是否升挡。具体地说，换挡控制部17在车辆V到达前方行驶区间为止的行驶距离为规定距离以内时，在当前挡位选择部13重新选择了向超速齿轮的升挡的情况下，也将变速器2的挡位维持为直接连接齿轮。

在此，“规定距离”是指换挡控制部17为了判定在当前行驶区间中是否将变速器2的挡位从直接连接齿轮升挡到超速齿轮而参照的“升挡判定基准阈值距离”。升挡判定基准阈值距离的具体值可以考虑假定车辆V行驶的道路的坡度信息、车辆V具备的发动机1的性能等而通过实验来决定，例如为1.5千米。这是以时速90千米行驶的车辆V在1分钟所行驶的距离。由此，换挡控制部17能够抑制车辆V的驾驶员感到由短时间内重复变速而造成的换挡繁忙感。此外，升挡判定基准阈值距离存储在存储部11中。

(第3变速控制)

实施方式的车辆V搭载有自动控制发动机1及变速器2等的自动巡航模式，即使车辆V的驾驶员不操作油门或换挡杆，也能够维持预先设定的车辆V的速度。另外，车辆V的速度限制装置控制发动机1及变速器2，以使车辆V的速度不超过设定的上限速度而以上限速度行驶。如上所述，车辆V具备以规定的设定速度自动行驶的模式。

实施方式的前方挡位选择部16假设车辆V以设定速度行驶，从而推定车辆V的行驶阻力。另外，前方挡位选择部16根据假设车辆V以设定速度行驶而算出的发动机1的转速N来参照等燃料消耗率映射图。在此，车辆V的速度未必始终与设定速度相等。例如，存在车辆V的驾驶员为了超车而临时使车辆V加速的情况，也存在因陡坡度的影响而使车辆V减速的情况。因此，前方挡位选择部16在选择前方挡位时，在对车辆V的速度的假定与车辆V的实际速度偏离的情况下，也可能发生前方挡位从前方行驶区间中的最佳挡位偏离的情况。

因此，换挡控制部17以规定的设定速度与车辆V的速度的差在规定范围内为条件，在车辆V到达前方行驶区间时将变速器2的挡位变更为前方挡位选择部16选择的挡位。

在此，“规定范围”是指换挡控制部17为了判定在当前行驶区间与前方行驶区间的边界中是否将变速器2的挡位变更为前方挡位选择部16选择的挡位而参照的“变速判定基准范围”。变速判定基准范围的具体值可以考虑假定车辆V行驶的道路的坡度信息、车辆V具备的发动机1的性能等而通过实验来决定，例如为时速5千米。即，将从为设定速度的时速减去车辆V的时速的值收敛在±5内作为条件，换挡控制部17变更为前方挡位选择部16选择的挡位。变速判定基准范围存储在存储部11中。

换挡控制部17可以采用车辆V中设定的自动巡航速度作为设定速度，也可以采用车辆V中预先设定的限速器速度(速度限制装置起动的速度)作为设定速度。无论哪种情况，都是在车辆V自动行驶的模式时作为车辆V应采取的速度而被期待的速度。换挡控制部17通过以设定速度与车辆V的速度的差在规定范围内作为向前方挡位变速的条件，由此能够提高前方挡位的有效性。

(第4变速控制)

如上所述，当前挡位选择部13根据车辆V的驱动力、车辆V的重量及车辆V的加速度推定车辆V的行驶阻力，并参照等燃料消耗率映射图来选择挡位。当前挡位选择部13能够在车辆V行驶中实时地推定行驶阻力，但也可以通过从存储部11读出并参照将车辆V的速度与变速器2的挡位的关系预先图形化的换挡模式来选择当前挡位。以下，以当前挡位选择部13按照预先设定并存储在存储部11中的换挡模式，选择当前行驶区间中的变速器2的挡位即当前挡位为前提进行说明。

存储部11存储的换挡模式不以通用的等燃料消耗率映射图为前提，且不参照等燃料消耗率映射图。

现在，假设当前行驶区间中的变速器2的挡位是超速齿轮，前方挡位是直接连接齿轮。在车辆V结束在当前行驶区间的行驶、进入前方行驶区间的行驶的情况下，即，在换挡控制部17作为前方行驶区间而选择了前方挡位的行驶区间成为了“当前行驶区间”的情况下，当前挡位选择部13选择的当前挡位，与换挡控制部17预先选择的前方挡位容易产生不一致。这是由于通用换挡图未考虑等燃料消耗率映射图。

因此，换挡控制部17在当前行驶区间中的变速器2的挡位是超速齿轮、前方挡位是直接连接齿轮时，车辆V在前方行驶区间行驶中，将变速器2的挡位维持为直接连接齿轮。换挡控制部17在车辆V到达前方行驶区间时将变速器2的挡位降挡到直接连接齿轮，车辆V在前方挡位选择部16选择前方挡位时的前方行驶区间(即，当前行驶区间)行驶中，当前挡位选择部13选择了超速齿轮时，也将变速器2的挡位维持为直接连接齿轮。由此，能够抑制变速器2的挡位交替地选择当前挡位与预先选择的前方挡位，即所谓的换挡波动(シフトハンチング)的发生。

此外，换挡控制部17能够将上述的第1变速控制至第4变速控制的4个变速控制任意组合并执行。通过组合而产生的新的变速控制，兼具原本的变速控制的效果。

<车辆控制装置10的效果>

如以上说明，根据实施方式的车辆控制装置10，能够改善具备AMT的车辆V的燃料消耗量的推定精度及挡位的选择技术。特别是，实施方式的前方挡位选择部16在变速器2的挡位是直接连接齿轮的情况、与变速器2的挡位是通常齿轮的情况下，参照考虑了齿轮的传递效率的差异的不同的等燃料消耗率映射图来选择前方挡位。由此，前方挡位选择部16能够提高车辆V的燃料消耗量的推定精度。

另外，车辆V在高速公路等汽车专用道路行驶的情况下，换挡控制部17根据车辆V所处的各种行驶环境而变更是否向前方挡位选择部16选择的前方挡位换挡。由此，能够减轻车辆V的变速可能给驾驶员带来的不适感。

以上，利用实施方式说明了本公开，但本公开的技术范围并不限定于上述实施方式所记载的范围，在其主旨的范围内可以有各种变形或变更。例如，装置的分散/合并的具体实施方式并不限于以上实施方式，对于其全部或部分，能够以任意单位功能性或物理性地进行分散/合并从而构成。另外，通过将多个实施方式任意组合而产生的新的实施方式，也包含在本公开的实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式的效果，同时具有原本的实施方式的效果。

本申请基于2017年5月12日申请的日本专利申请(特愿2017-095974)，并将其内容作为参考援引至此。

[工业可利用性]

本发明的车辆控制装置在改善具备自动手动变速器的车辆的挡位选择技术这一点上是有用的。

[附图标记说明]

1 发动机

2 变速器

3 GPS传感器

4 重量传感器

5 速度传感器

6 油门开度传感器

10 车辆控制装置

11 存储部

12 控制部

13 当前挡位选择部

14 道路坡度取得部

15 行驶区间决定部

16 前方挡位选择部

17 换挡控制部

V 车辆

Claims (3)

1.一种对具备变速器的车辆的动作进行控制的车辆控制装置，其中，

所述变速器，包括：

直接连接齿轮，将输入轴与输出轴直接连接，其中，通过所述输入轴输入的发动机的动力不通过副轴而传递到所述输出轴，以及

通常齿轮，将所述发动机的动力通过所述副轴传递到所述输出轴；所述通常齿轮包含齿轮比小于所述直接连接齿轮的齿轮即超速齿轮；

所述车辆控制装置，包括：

行驶区间决定部，其决定道路坡度与所述车辆行驶中的当前行驶区间不同的、且处于所述车辆的前进方向前方的前方行驶区间，

当前挡位选择部，其根据预先规定的换挡模式选择所述当前行驶区间中的所述变速器的挡位即当前挡位，

前方挡位选择部，其根据基于所述前方行驶区间的道路坡度和所述车辆的速度而推定出的所述前方行驶区间中的所述车辆的行驶阻力，选择所述前方行驶区间中的所述变速器的挡位即前方挡位，以及

换挡控制部，其在所述当前行驶区间中的所述变速器的挡位是所述超速齿轮、所述前方挡位是所述直接连接齿轮时，所述车辆在所述前方行驶区间行驶中，将所述变速器的挡位维持为所述直接连接齿轮。

2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，

所述换挡控制部在所述车辆到达所述前方行驶区间时将所述变速器的挡位降挡至所述直接连接齿轮，即使所述车辆在所述前方行驶区间行驶中在所述当前挡位选择部选择了所述超速齿轮的情况下，也将所述变速器的挡位维持为所述直接连接齿轮。

3.如权利要求1或2所述的车辆控制装置，其中，

所述换挡控制部以所述前方行驶区间中的道路坡度是规定值以上的上坡为条件，在所述车辆到达所述前方行驶区间时将所述变速器的挡位降挡至所述直接连接齿轮。