CN111868419A - 车辆控制装置及车辆控制方法 - Google Patents

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Abstract

车辆控制装置(10)包括：平衡坡度算出部(122)，其在为空挡滑行状态的情况下，算出车辆(V)以挂挡滑行状态行驶时的车辆(V)的推进力与施加于车辆(V)的阻力相平衡的坡度即平衡坡度，该挂挡滑行状态是使引擎(1)与齿轮连接、并且不向引擎(1)供给燃料地行驶的状态；以及行驶控制部(123)，其在车辆(V)的行驶状态为空挡滑行状态的情况下，基于算出的平衡坡度和确定出的道路坡度，将车辆(V)的行驶状态从空挡滑行状态切换为挂挡滑行状态，并在从车辆(V)的行驶状态被切换为挂挡滑行状态起经过了预定时间后，判定是否满足了挂挡滑行状态的结束条件，在判定为满足了结束条件时，使挂挡滑行状态结束。

Description

车辆控制装置及车辆控制方法
技术领域
本公开涉及车辆控制装置及车辆控制方法。
背景技术
以往，通过确定表示车辆所行驶的道路的坡度的道路坡度，并基于该道路坡度来控制车辆的行驶，从而提高燃料经济性。例如，在专利文献1中，公开了一种控制装置，其基于车辆所行驶的道路的道路坡度，使车辆以不使引擎与齿轮连接地行驶的状态即空挡滑行状态来行驶。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-182935号公报
发明内容
发明要解决的课题
空挡滑行中，车辆的制动力较低。因此，在下坡路中，当车辆以空挡滑行状态行驶时，存在以下这样的问题：车辆的速度容易増加，驾驶员对行驶控制的感觉会恶化。
因此，本公开鉴于这些点而完成，其目的在于提供一种能够改善驾驶员对行驶控制的感觉的车辆控制装置。
用于解决课题的手段
本公开的第1方案的车辆控制装置包括：道路坡度确定部，其对车辆所行驶的道路中的、从所述车辆的位置起到前方预定距离的位置为止的区间的道路坡度进行确定，平衡坡度算出部，其在所述车辆的行驶状态为不使引擎与齿轮连接地行驶的状态即空挡滑行状态的情况下，算出所述车辆以挂挡滑行状态行驶时的所述车辆的推进力与施加于所述车辆的阻力相平衡的坡度即平衡坡度，所述挂挡滑行状态为使所述引擎与所述齿轮连接、并且不向所述引擎供给燃料地行驶的状态，以及行驶控制部，其在所述车辆的行驶状态为所述空挡滑行状态的情况下，基于算出的所述平衡坡度和确定出的所述道路坡度来将所述车辆的行驶状态从所述空挡滑行状态切换为所述挂挡滑行状态，并在从所述车辆的行驶状态被切换为所述挂挡滑行状态起经过了预定时间后，判定是否满足了所述挂挡滑行状态的结束条件，在判定为满足了所述结束条件时，使所述挂挡滑行状态结束。
也可以是，所述行驶控制部在所述车辆的行驶状态为所述挂挡滑行状态的情况下，以预定的时间间隔判定所述车辆是否正在减速，当连续预定次数地判定为正在减速时，使所述挂挡滑行状态结束。
也可以是，所述行驶控制部在所述车辆的行驶状态为所述空挡滑行状态的情况下，以比所述预定的时间间隔更短的时间间隔，基于所述平衡坡度和所述道路坡度，判定是否将所述车辆的行驶状态切换为所述挂挡滑行状态，当判定为要将所述车辆的行驶状态切换为所述挂挡滑行状态时，将所述车辆的行驶状态从所述空挡滑行状态切换为所述挂挡滑行状态。
本公开的第2方案的车辆控制方法包括计算机所执行的以下步骤：对车辆所行驶的道路中的、从所述车辆的位置起到前方预定距离的位置为止的区间的道路坡度进行确定的步骤，在所述车辆的行驶状态为不使引擎与齿轮连接地行驶的状态即空挡滑行状态的情况下，算出所述车辆以挂挡滑行状态行驶时的所述车辆的推进力与施加于所述车辆的阻力相平衡的坡度即平衡坡度的步骤，其中，所述挂挡滑行状态为使所述引擎与所述齿轮连接、并且不向所述引擎供给燃料地行驶的状态，以及在所述车辆的行驶状态为所述空挡滑行状态的情况下，基于算出的所述平衡坡度和确定出的所述道路坡度来将所述车辆的行驶状态从所述空挡滑行状态切换为所述挂挡滑行状态，并在从所述车辆的行驶状态被切换为所述挂挡滑行状态起经过了预定时间后，判定是否满足了所述挂挡滑行状态的结束条件，在判定为满足了所述结束条件时，使所述挂挡滑行状态结束的步骤。
发明效果
根据本公开，可起到能够改善驾驶员对行驶控制的感觉这样的效果。
附图的简要说明
图1是表示本实施方式的车辆的概要的图。
图2是示意性地表示本实施方式的车辆的内部构成的图。
图3是表示本实施方式的车辆的行驶状态切换为N滑行状态后的车辆控制装置中的处理流程的流程图。
图4是表示现有的车辆控制装置所进行的车辆控制与本实施方式的车辆控制装置所进行的车辆控制的比较例的图。
具体实施方式
图1是表示本实施方式的车辆V的概要的图。
车辆V为一种如下的车辆：即使驾驶员不操作油门或换挡杆，也能够以自动巡航模式来行驶,该自动巡航模式以维持预先被设定的车辆V的速度的方式行驶。
车辆V在以自动巡航模式行驶的情况下，除了通过向引擎供给燃料来行驶的行驶状态之外，还能够以空挡滑行状态和挂挡滑行状态来行驶。空挡滑行状态为不使引擎与齿轮连接地行驶的状态。挂挡滑行状态为使引擎与齿轮连接，并且不向引擎供给燃料地行驶的状态。另外，在以后的说明中，也会将空挡滑行状态称为N滑行状态。此外，也会将通过向引擎供给燃料来行驶的行驶状态称为无滑行状态。
车辆V对自身行驶中的道路中的道路坡度进行确定。车辆V在以N滑行状态行驶的情况下，基于道路坡度来判定即使将行驶状态从N滑行状态切换为挂挡滑行状态地行驶是否也不会减速。并且，车辆V在判定为即使将行驶状态从N滑行状态切换为挂挡滑行状态地行驶也不会减速时，将车辆V的行驶状态从N滑行状态切换为挂挡滑行状态(图1的时刻T1)。
当车辆V以N滑行状态在下坡路上行驶时，车辆V的速度容易增加，有时会给驾驶员造成恐怖感。挂挡滑行状态中，因引擎与齿轮连接，故而会施加引擎制动，与N滑行状态相比，速度难以増加。因此，车辆V能够通过将行驶状态从N滑行状态切换为挂挡滑行状态地行驶，从而使下坡路的行驶时的速度増加变得缓慢，从而改善驾驶员的感觉。
车辆V如图1所示，在从将行驶状态切换为挂挡滑行状态起经过了预定时间的时刻T2之后，随时判定车辆V是否正在减速。车辆V在判定为自身正在减速时，使挂挡滑行状态结束(图1的时刻T3)。车辆V在从切换为挂挡滑行状态起经过了预定时间后，判定车辆V是否正在减速，因此能够在预定时间内以挂挡滑行状态来行驶。由此，车辆V能够防止从行驶状态切换为挂挡滑行状态起，挂挡滑行状态在预定时间以内提前结束的情况，使得不会给驾驶员造成不协调感。因此，车辆V能够提高驾驶员对行驶控制的感觉。以下，进行车辆V的详细说明。
[车辆V的构成]
图2是示意性地表示本实施方式的车辆V的内部构成的图。车辆V包括引擎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、以及车辆控制装置10。
车辆V是以柴油引擎等引擎1为驱动力的大型车辆，如上所述，为搭载有自动巡航模式的车辆。变速器2将引擎1的旋转驱动力传递到车辆V的驱动轮(未图示)。变速器2包含用于对引擎1的旋转驱动力进行转换的多级齿轮。
GPS传感器3通过接收从多个导航卫星发送的电波并对其进行分析，从而取得GPS传感器3的位置，即搭载有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。具体而言，重量传感器4通过计测车辆V的载荷的重量，并将其与除去了载荷的车辆V单体的重量加和，从而取得车辆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对车辆V的速度进行计测。速度传感器5将表示被计测出的速度的信息输出到车辆控制装置10。
车辆控制装置10从上述各传感器取得信息，并基于取得的信息来控制车辆V的行驶状态。车辆控制装置10在车辆V以自动巡航模式行驶的情况下，对引擎1及变速器2进行控制，使得车辆V保持着被设定的速度地行驶，并且车辆V中的燃料经济性提高。
[车辆控制装置10的构成]
接着，参照图2，针对车辆控制装置10的构成进行说明。车辆控制装置10如图2所示，包括存储部11和控制部12。
存储部11例如为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。
控制部12为包含未图示的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器的计算资源。控制部12通过执行被存储于存储部11的程序来实现道路坡度确定部121、平衡坡度算出部122、以及行驶控制部123的功能。
道路坡度确定部121对车辆V所行驶的道路中的、从车辆V的位置起到前方预定距离(例如，500m)的位置为止的区间即前方行驶区间的道路坡度进行确定。具体而言，道路坡度确定部121基于表示从GPS传感器3取得的车辆V的位置的信息和被容纳于存储部11的地图信息来确定前方行驶区间的道路坡度。道路坡度确定部121对前方行驶区间所包含的多个位置处的道路坡度分别进行确定。
平衡坡度算出部122在车辆V的行驶状态为N滑行状态的情况下，算出在挂挡滑行状态下车辆V行驶时的车辆V的推进力与施加于车辆V的阻力相平衡的坡度即挂挡滑行平衡坡度。
具体而言，首先，平衡坡度算出部122确定出当前的引擎1的转速。首先，平衡坡度算出部122参照被存储于存储部11的表示引擎转速与引擎扭矩的关系的引擎特性映射表信息来确定与已确定出的引擎1的转速对应的扭矩。然后，平衡坡度算出部122基于确定出的扭矩、车辆V的轮胎的半径、以及各齿轮的传递效率及齿轮比来算出引擎制动力。
在将确定出的扭矩记为Tf，将轮胎的半径记为Rtire，将当前的齿轮的传递效率记为ηTrans，将当前的齿轮的齿轮比记为γTrans，将差动齿轮的传递效率记为ηfinal，将差动齿轮的齿轮比记为γfinal，将引擎制动力记为Ff时，引擎制动力Ff可通过以下的(1)式算出。
Figure BDA0002689345560000051
接着，平衡坡度算出部122取得从重量传感器4输出的车辆V的总重量，并且取得被预先存储于存储部11的空气阻力系数、滚动阻力系数、以及重力加速度。平衡坡度算出部122基于算出的引擎制动力和取得的信息来算出挂挡滑行平衡坡度。
在将挂挡滑行平衡坡度记为θengbrk，将引擎制动力记为Ff，将车辆V的重量记为M，将滚动阻力系数记为μ，将空气阻力系数记为λ，将重力加速度记为g，将挂挡滑行平衡坡度记为θengbrk时，挂挡滑行平衡坡度θengbrk可通过以下的(2)式算出。
Figure BDA0002689345560000061
行驶控制部123基于利用道路坡度确定部121确定的道路坡度来控制车辆V的行驶状态。具体而言，行驶控制部123在车辆V为无滑行状态的情况下，判定确定出的道路坡度是否满足N滑行状态的开始条件。N滑行状态的开始条件例如为：在车辆V以N滑行状态行驶的情况下，在前方行驶区间内，不会低于在自动巡航模式下设定的速度的下限即下限速度。行驶控制部123在判定为满足N滑行状态的开始条件时，通过控制引擎1及变速器2来将车辆V的行驶状态切换为N滑行状态。
行驶控制部123在车辆V的行驶状态为N滑行状态的情况下，基于算出的挂挡滑行平衡坡度和确定出的道路坡度来判定是否将车辆V的行驶状态从N滑行状态切换为挂挡滑行状态。例如，行驶控制部123通过以第1时间间隔(例如，50毫秒)来判定被确定出的道路坡度的最大值是否小于挂挡滑行平衡坡度，从而判定是否切换为挂挡滑行状态。
行驶控制部123在判定为切换为挂挡滑行状态时，通过控制引擎1及变速器2来将车辆V的行驶状态从N滑行状态切换为挂挡滑行状态。
行驶控制部123在从车辆V的行驶状态被切换为挂挡滑行状态起经过了预定时间(例如5秒)后，判定是否满足了挂挡滑行状态的结束条件，并在判定为满足了该结束条件时，使挂挡滑行状态结束。
例如，行驶控制部123基于由速度传感器5取得的车辆V的速度以第1时间间隔(例如间隔200毫秒)来判定车辆V是否正在减速，并在连续预定次数(例如5次)地判定为正在减速时，判定为要使挂挡滑行状态结束。通过这样去做，车辆控制装置10能够在车辆V确实正在减速的情况下，判定为要使挂挡滑行状态结束。此外，行驶控制部123在判定为由速度传感器5取得的车辆V的速度超过了在自动巡航模式下设定的速度上限即上限速度时，判定为要使挂挡滑行状态结束。
行驶控制部123在判定为要使挂挡滑行状态结束时，通过向引擎1供给燃料来使挂挡滑行状态结束，并且通过使被设置于车辆V的辅助制动器(未图示)动作来将车辆V的行驶状态切换为无滑行状态。
[切换为N滑行状态后的处理流程]
接着，针对车辆V的行驶状态切换为N滑行状态后的车辆控制装置10中的处理流程进行说明。图3是表示本实施方式的车辆V的行驶状态切换为N滑行状态后的车辆控制装置10中的处理流程的流程图。
首先，道路坡度确定部121确定出车辆V所行驶的道路中的前方行驶区间的道路坡度(S10)。
接着，平衡坡度算出部122算出车辆V在前方行驶区间内行驶时的挂挡滑行平衡坡度(S20)。
接着，行驶控制部123判定道路坡度的最大值是否小于挂挡滑行平衡坡度(S30)。行驶控制部123在判定为道路坡度的最大值小于挂挡滑行平衡坡度时，将处理转移到S60，在判定为道路坡度的最大值为挂挡滑行平衡坡度以上时，将处理转移到S40。
在S40中，行驶控制部123判定是否满足与S30不同的N滑行状态的结束条件。与S30不同的N滑行状态的结束条件例如为：在车辆V以N滑行状态在前方行驶区间中行驶的情况下，车辆V会减速。行驶控制部123在判定为满足N滑行状态的结束条件时，将处理转移到S50，并将车辆V的行驶状态切换为无滑行状态，结束本流程图的处理。行驶控制部123在判定为未满足N滑行状态的结束条件时，将处理转移到S10。
在S60中，行驶控制部123将车辆V的行驶状态切换为挂挡滑行状态。
然后，行驶控制部123确定出车辆V的速度(S70)。
接着，行驶控制部123基于车辆V的速度来判定车辆V是否发生了减速或超过了上限速度(S80)。行驶控制部123在判定为车辆V的速度减少了或超过了上限速度时，将处理转移到S90，在判定为车辆V的速度未减少，也未超过上限速度时，重新执行S80。
在S90中，行驶控制部123通过向引擎1供给燃料来使挂挡滑行状态结束，并且通过使被设置于车辆V的辅助制动器动作来将车辆V的行驶状态切换为无滑行状态。
[比较例]
接着，示出不进行挂挡滑行的现有车辆控制装置的车辆控制与本实施方式的车辆控制装置10的车辆控制的比较例。图4是表示现有车辆控制装置的车辆控制与本实施方式的车辆控制装置10的车辆控制的比较例的图。
在图4中，示出了在将现有的车辆控制装置搭载于车辆V的情况、以及将本实施方式的车辆控制装置10搭载于车辆V的情况下，使其在相同道路的相同位置行驶的情况下的车辆V的行驶状态和各时刻的车辆V的速度。在图4中，以实线表示的速度为将本实施方式的车辆控制装置10搭载于车辆V的情况下的车辆V的速度。此外，在图4中，以虚线表示的速度为将现有的车辆控制装置搭载于车辆V的情况下的车辆V的速度。
当车辆V来到下坡路时，现有的车辆控制装置及本实施方式的车辆控制装置10将车辆V的行驶状态切换为N滑行状态。在图4所示的例子中，现有的车辆控制装置及本实施方式的车辆控制装置10在时刻T10将车辆V的行驶状态切换为N滑行状态。
现有的车辆控制装置在将车辆V的行驶状态切换为N滑行状态后，不会将车辆V的行驶状态切换为挂挡滑行状态。因此，车辆V的速度在下坡路上会显著増加，车辆V的速度在时刻T12到达上限车速。因此，现有的车辆控制装置在时刻T12将车辆V的行驶状态切换为无滑行状态，从而使辅助制动器动作。
另一方面，本实施方式的车辆控制装置10在将车辆V的行驶状态切换为N滑行状态后，基于前方行驶区间的道路坡度，在比时刻T12更早的时刻T11将车辆V的行驶状态切换为挂挡滑行状态。由此，下坡路中的车辆V的速度与在N滑行状态下行驶的情况相比更缓慢地増加。并且，车辆V的速度在时刻T13到达上限车速。因此，本实施方式的车辆控制装置10在比时刻T12更晚的时刻T13将车辆V的行驶状态切换为无滑行状态。
如此，本实施方式的车辆控制装置10能够将不消耗燃料的状态持续到时刻T13为止，因此能够提高燃料经济性。
[本实施方式的效果]
如以上说明的那样，本实施方式的车辆控制装置10在车辆V的行驶状态为N滑行状态的情况下，基于算出的挂挡滑行平衡坡度和确定出的道路坡度来将车辆V的行驶状态从N滑行状态切换为挂挡滑行状态。并且，车辆控制装置10在从车辆V的行驶状态被切换为挂挡滑行状态起经过了预定时间后，判定车辆V是否正在减速，当判定为车辆V正在减速时，使挂挡滑行状态结束。
通过这样去做，车辆控制装置10使在下坡路行驶中的车辆V的速度増加变得缓慢，因此与不切换为挂挡滑行状态地持续N滑行状态的情况相比，能够提高燃料经济性，并且改善驾驶员的感觉。此外，车辆控制装置10能够防止从行驶状态切换为挂挡滑行状态起，挂挡滑行状态在预定时间以内提前结束的情况，使得不给驾驶员造成不协调感。因此，车辆V能够进一步改善驾驶员对行驶控制的感觉。
以上，虽然用实施方式对本发明进行了说明，但是本发明的保护范围不被限定于上述实施方式所记载的范围，在其主旨的范围内，能够进行各种变形及变更。例如，装置的分散、整合的具体实施方式不限于以上的实施方式，针对其全部或一部分，能够以用任意单位功能性地或物理地进行分散、整合的方式构成。此外，通过多个实施方式的任意组合产生的新的实施方式也被包含在本发明的实施方式中。通过组合产生的新实施方式的效果兼具原实施方式的效果。
本申请基于2018年3月19日申请的日本专利申请(日本特愿2018-051094)，并将其内容作为参照援引于此。
工业可利用性
本公开的车辆控制装置及车辆控制方法在能够改善驾驶员对行驶控制的感觉这样的点上是有用的。
附图标记说明
1···引擎
2···变速器
3···GPS传感器
4···重量传感器
5···速度传感器
10···车辆控制装置
11···存储部
12···控制部
121···道路坡度确定部
122···平衡坡度算出部
123···行驶控制部
V···车辆

Claims (4)

1.一种车辆控制装置，包括：
道路坡度确定部，其对车辆所行驶的道路中的、从所述车辆的位置起到前方预定距离的位置为止的区间的道路坡度进行确定，
平衡坡度算出部，其在所述车辆的行驶状态为不使引擎与齿轮连接地行驶的状态即空挡滑行状态的情况下，算出所述车辆以挂挡滑行状态行驶时的所述车辆的推进力与施加于所述车辆的阻力相平衡的坡度即平衡坡度，所述挂挡滑行状态为使所述引擎与所述齿轮连接、并且不向所述引擎供给燃料地行驶的状态，以及
行驶控制部，其在所述车辆的行驶状态为所述空挡滑行状态的情况下，基于算出的所述平衡坡度和确定出的所述道路坡度来将所述车辆的行驶状态从所述空挡滑行状态切换为所述挂挡滑行状态，并在从所述车辆的行驶状态被切换为所述挂挡滑行状态起经过了预定时间后，判定是否满足了所述挂挡滑行状态的结束条件，在判定为满足了所述结束条件时，使所述挂挡滑行状态结束。
2.如权利要求1所述的车辆控制装置，其中，
所述行驶控制部在所述车辆的行驶状态为所述挂挡滑行状态的情况下，以预定的时间间隔判定所述车辆是否正在减速，当连续预定次数地判定为正在减速时，使所述挂挡滑行状态结束。
3.如权利要求2所述的车辆控制装置，其中，
所述行驶控制部在所述车辆的行驶状态为所述空挡滑行状态的情况下，以比所述预定的时间间隔更短的时间间隔，基于所述平衡坡度和所述道路坡度，判定是否将所述车辆的行驶状态切换为所述挂挡滑行状态，当判定为要将所述车辆的行驶状态切换为所述挂挡滑行状态时，将所述车辆的行驶状态从所述空挡滑行状态切换为所述挂挡滑行状态。
4.一种车辆控制方法，包括计算机所执行的以下步骤：
对车辆所行驶的道路中的、从所述车辆的位置起到前方预定距离的位置为止的区间的道路坡度进行确定的步骤，
在所述车辆的行驶状态为不使引擎与齿轮连接地行驶的状态即空挡滑行状态的情况下，算出所述车辆以挂挡滑行状态行驶时的所述车辆的推进力与施加于所述车辆的阻力相平衡的坡度即平衡坡度的步骤，其中，所述挂挡滑行状态为使所述引擎与所述齿轮连接、并且不向所述引擎供给燃料地行驶的状态，以及
在所述车辆的行驶状态为所述空挡滑行状态的情况下，基于算出的所述平衡坡度和确定出的所述道路坡度来将所述车辆的行驶状态从所述空挡滑行状态切换为所述挂挡滑行状态，并在从所述车辆的行驶状态被切换为所述挂挡滑行状态起经过了预定时间后，判定是否满足了所述挂挡滑行状态的结束条件，在判定为满足了所述结束条件时，使所述挂挡滑行状态结束的步骤。
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