CN113631451B - 车速控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种车速控制装置，该车速控制装置使实际车速与目标车速更容易一致，从而能够使驾驶感觉良好，并且能够在下坡时抑制主制动器的使用。该车速控制装置控制具备多个辅助制动器的车辆的车速，且具有：运算部，基于车辆的行驶阻力，运算所需的减速扭矩；以及控制部，根据减速扭矩从多个辅助制动器中选择要使其工作的辅助制动器，并使所选择的辅助制动器工作。

Description

车速控制装置
技术领域
本发明涉及车速控制装置，其控制具备多个辅助制动器的车辆的车速。
背景技术
以往，已知一种控制装置，其设置从所设定的车速偏离的偏离上限值，在车速超过该偏离上限值的情况下，使辅助制动器工作。
专利文献1公开了一种控制装置，其根据车辆驾驶状态计算减速扭矩的目标值，并根据计算出的目标值控制阀门驱动机构的驱动，从而使与车辆驾驶状况相应的合适的发动机制动器工作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2003-176733号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，以往的控制装置有如下问题，即，主要是在下坡等辅助制动器不能适当地工作，从而会从所设定的车速大幅度偏离，或者发生车速波动，由此导致驾驶感觉不好。
本发明的目的在于提供一种车速控制装置，该车速控制装置使实际车速与目标车速更容易一致，从而能够使驾驶感觉良好，并且能够在下坡时抑制主制动器的使用。
解决问题的方法
本发明的一实施方式的车速控制装置控制具备多个辅助制动器的车辆的车速，且具有：运算部，基于所述车辆的行驶阻力，运算所需的减速扭矩；以及控制部，根据所述减速扭矩从所述多个辅助制动器中选择要使其工作的辅助制动器，并使所选择的辅助制动器工作。
发明效果
根据本发明，通过使实际车速与目标车速更容易一致，能够使驾驶感觉良好，并且能够在下坡时抑制主制动器的使用。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的车速控制装置的结构的方框图。
图2是表示本发明的实施方式的车速控制装置的工作的流程图。
图3是表示本发明的实施方式的车速控制装置的工作的流程图。
图4是表示本发明的实施方式的车速控制装置的工作的流程图。
图5是表示在本发明的实施方式的车速控制装置中使用的发动机转速与减速扭矩的关系的图。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。
<车速控制装置的构成>
下面，参照图1详细说明本发明的实施方式的车速控制装置1的结构。
车速控制装置1由ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)等电子控制装置构成，搭载于将未图示的发动机的驱动力传递到驱动轮的车辆。
具体地，车速控制装置1具有：CPU(Central Processing Unit，中央处理器)2、存储器5、燃料喷射阀工作电路6、压缩释放制动机构工作电路7、以及缓速器工作电路8。CPU2具备运算部3和控制部4。运算部3和控制部4构成为在CPU2中执行控制程序时的功能块，但也可以根据需要构成为电路。
运算部3基于与从车速传感器11输入的车辆的车速对应的电信号、从定位信号接收部12输入的从定位卫星接收到的定位信号、从雷达13输入的与向车辆周围发射的电波的反射波的强度对应的电信号、和从摄像机14输入的车辆周围的图像的图像信号、以及存储于存储器5的信息，来计算所需的减速扭矩(下面，简称为“减速扭矩”)。
控制部4基于与从曲柄角传感器15输入的发动机的曲柄角对应的电信号，来计算发动机转速。另外，控制部4基于从未图示的脉冲传感器输入的与变速器的输出轴的旋转对应的脉冲信号的频率，来计算变速器的输出轴的转速。另外，控制部4基于发动机转速和变速器的输出轴的转速等，来计算各辅助制动器的制动力。控制部4根据计算出的各辅助制动器的制动力和由运算部3计算出的减速扭矩，向燃料喷射阀工作电路6、压缩释放制动机构工作电路7或缓速器工作电路8输出如下控制信号，该控制信号用于使从车辆所搭载的多个辅助制动器中选择的辅助制动器工作。在此，辅助制动器是发动机制动器、压缩释放制动器及缓速器。此外，不限于上述的辅助制动器，还可以使用除主制动器以外的排气制动器等能够搭载于车辆的任意的制动器作为辅助制动器。
存储器5预先存储由CPU2执行的控制程序以及包含坡度信息的三维地图信息。存储器5存储使各辅助制动器工作时使用的后述的阈值。
燃料喷射阀工作电路6基于从控制部4输入的控制信号工作，控制燃料喷射阀16的工作。
压缩释放制动机构工作电路7基于从控制部4输入的控制信号工作，控制压缩释放制动机构17的工作。
缓速器工作电路8基于从控制部4输入的控制信号动作，控制缓速器18的工作。
<车速控制装置的工作>
下面，参照图1至图4详细说明本发明的实施方式的车速控制装置1的工作。
车速控制装置1以规定的控制周期反复进行图2至图4所示的工作，直到进行了停止车速控制的操作为止。
首先，在单独行驶的情况下，CPU2的运算部3基于从车速传感器11输入的电信号来计算当前车速，设定目标车速，并且利用当前车速和目标车速，通过PID(ProportionalIntegral Differential，比例积分微分)控制等计算目标加速度at。另外，运算部3在执行ACC(Adaptive Cruise Control，自适应巡航控制(匀速行驶和车间距离控制))并跟随前方车辆行驶的情况下，使用公知的各种逻辑计算目标加速度at(S001)。在执行ACC时，CPU还用作跟随状态检测部，即，检测车辆对前行车辆的跟随状态(例如，检测车辆是否跟随前行车辆)的功能部。此外，不言而喻，能够执行ACC的车辆搭载有摄像机或毫米波雷达等检测车辆周边情况的传感器，且CPU与这些传感器连接。
接着，运算部3基于所输入的各种检测值以及存储器5中存储的值，通过计算得出减速扭矩u(t)(S002)。
具体地，运算部3使用式(1)计算减速扭矩u(t)。
u(t)＝(rd/(i×η))×((λ×S×V2)+(m×g×(μ+sinθ))+((m+Δm)×at)…(1)
式(1)中，rd是轮胎的有效半径，i是与变速挡对应的总减速比，η是传动效率，λ是空气阻力系数，S是车辆正面投影面积，V是车速，m是车重，g是重力加速度，μ是滚动阻力系数，θ是路面的坡度，Δm是驱动机构旋转部的惯性重量，at是目标加速度。
式(1)中，λ×S×V2是空气阻力，m×g×μ是滚动阻力，m×g×sinθ是坡度阻力，(m+Δm)×at是加速阻力。这些空气阻力、滚动阻力、坡度阻力及加速阻力是车辆的行驶阻力。式(1)中的rd、i、η、λ、S、μ以及Δm的各值预先存储于存储器5。
另外，运算部3计算式(1)中的存储器5未存储的各值。具体地，运算部3基于从车速传感器11输入的电信号计算车速V。运算部3基于从定位信号接收部12输入的定位信号计算当前位置，并参照在存储器5中存储的三维地图信息计算当前位置处的坡度θ。在不能参照三维地图信息的情况下，使用从加速度传感器输入的信号等来估计坡度θ。运算部3使用公知的逻辑来估计车重m。
运算部3使用上述存储器5中存储的各值和通过上述方式计算出和估计的各值，用式(1)计算减速扭矩u(t)。
接着，控制部4通过计算得出各辅助制动器的制动力(S003)。具体地，控制部4计算发动机转速和变速器的输出轴的转速，作为计算出的发动机转速以及变速器输出轴转速下的各辅助制动器的制动力，计算图5所示的S1至S4以及S11至S14的各阈值。然后，控制部4将计算出的各阈值存储于存储器5。
在此，阈值S11相对于阈值S1在减速扭矩减小的方向上具有迟滞，阈值S12相对于阈值S2在减速扭矩减小的方向上具有迟滞，阈值S13相对于阈值S3在减速扭矩减小的方向上具有迟滞阈值，S14相对于阈值S4在减速扭矩减小的方向上具有迟滞。因此，可以防止一旦工作或增强制动力的辅助制动器立即停止工作或减弱制动力。
另外，控制部4根据车辆对前行车辆的跟随状态，调整迟滞的幅度。例如，在执行ACC并跟随前方车辆行驶的情况下，与不跟随前方车辆行驶时相比，控制部4使迟滞的幅度H增大。由此，能够防止在跟随前方车辆行驶的情况下，由于受到动作无法预测的前方车辆的车速的影响，辅助制动器工作的情况和不工作的情况反复发生，从而导致车辆的动作不稳定。
而且，控制部4在不跟随前方车辆行驶的情况下，在基于从定位信号接收部12输入的定位信号和存储于存储器5的地图信息检测到路面下坡时，与未检测到下坡时相比，使迟滞幅度H减小。由此，能够抑制不必要的减速力的产生。
此外，不限于根据上述条件使迟滞的幅度H变化的情况，控制部4也可以根据除上述以外的任意的条件使迟滞的幅度H变化。
接着，控制部4判断减速扭矩u(t)是否相对变化了没有(S004)。减速扭矩u(t)相对变化的情况有以下两种。一种情况是上次计算出的减速扭矩u(t)的值与这次计算出的减速扭矩u(t)的值不同。另一种情况是，虽然与上次计算出的减速扭矩u(t)的值与这次计算出的减速扭矩u(t)的值相等，但由于发动机转速、变速器的输出轴的转速、道路坡度等车辆及其周边的条件发生了变化，由各辅助制动器得到的制动力发生了变化。
控制部4在减速扭矩u(t)没有相对变化的情况下(S004：否)，结束工作。
另一方面，在减速扭矩u(t)有相对变化的情况下(S004：是)，控制部4判断减速扭矩u(t)是否相对增加(S005)。减速扭矩u(t)相对增加的情况有以下两种。一种情况是，与上次计算出的减速扭矩u(t)的值相比，这次计算出的减速扭矩u(t)的值更大。另一种情况是，虽然上次计算出的减速扭矩u(t)的值与这次计算出的减速扭矩u(t)的值相等，但由于发动机转速、变速器的输出轴的转速、道路坡度等车辆及其周边的条件发生了变化，由各辅助制动器得到的制动力有了减小。
在减速扭矩u(t)相对增加的情况下(S005：是)，控制部4判断减速扭矩u(t)是否为阈值S1以上(S101)。
控制部4在减速扭矩u(t)小于阈值S1的情况下(S101：否)，在图5所示的区域A的范围内减速扭矩u(t)相对增加；因为从辅助制动器未被致动的状态变成了不需要将辅助制动器致动的状态，所以不进行将辅助制动器致动的控制，就结束工作。
另一方面，控制部4在减速扭矩u(t)为阈值S1以上的情况下(S101：是)，判断减速扭矩u(t)是否为阈值S2以上(S102)。
在减速扭矩u(t)小于阈值S2的情况下(S102：否)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域B的范围内，所以控制部4为了得到发动机制动器的制动力而将停止燃料的喷射(切断燃料)的控制信号输出到燃料喷射阀工作电路6(S103)，然后结束工作。
另一方面，控制部4在减速扭矩u(t)为阈值S2以上的情况下(S102：是)，判断减速扭矩u(t)是否为阈值S3以上(S104)。
在减速扭矩u(t)小于阈值S3的情况下(S104：否)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域C的范围内，所以控制部4除了切断燃料之外，还将用于得到压缩释放制动器的较弱的制动力的控制信号输出到压缩释放制动机构工作电路7(S105)，然后结束工作。在此，为了得到压缩释放制动器的较弱的制动力，例如，在压缩释放制动器的最大制动力设为100％的情况下，使压缩释放制动器的制动力为50％。此外，为了得到压缩释放制动器的较弱的制动力，不限于使压缩释放制动器的制动力为50％的情况，也可以使其为除0％和100％以外的任意的值。
另一方面，在减速扭矩u(t)为阈值S3以上的情况下(S104：是)，控制部4判断减速扭矩u(t)是否为阈值S4以上(S106)。
在减速扭矩u(t)小于阈值S4的情况下(S106：否)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域D的范围内，所以控制部4将除了切断燃料之外，还将用于获得压缩释放制动器的较强的制动力的控制信号输出到压缩释放制动机构工作电路7(S107)，然后结束工作。在此，为了获得压缩释放制动器的较强的制动力，例如，在压缩释放制动器的最大制动力设为100％的情况下，使压缩释放制动器的制动力为100％。此外，为了得到压缩释放制动器的较强的制动力，不限于使压缩释放制动器的制动力为100％的情况，只要是比得到压缩释放制动器的较弱的制动力时的制动力更强的制动力，就可以是任意的值。
另一方面，在减速扭矩u(t)为阈值S4以上的情况下(S106：是)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域E的范围内，所以控制部4除了切断燃料和得到压缩释放制动器的较强的制动力之外，还将用于获得缓速器的制动力的控制信号输出到缓速器工作电路8(S108)，然后结束工作。
另外，在减速扭矩u(t)相对减少的情况下(S005：否)，控制部4判断减速扭矩u(t)是否小于阈值S14(S201)。
在减速扭矩u(t)为阈值S14以上的情况下(S201：否)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域E的范围内，所以控制部4切断燃料，并且保持压缩释放制动器的较强的制动力及缓速器的制动力(S202)，然后结束工作。
另一方面，在减速扭矩u(t)小于阈值S14的情况下(S201：是)，控制部4判断减速扭矩u(t)是否小于阈值S13(S203)。
在减速扭矩u(t)为阈值S13以上的情况下(S203：否)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域D的范围内，所以控制部4切断燃料，并且保持压缩释放制动器的较强的制动力(S204)，然后结束工作。
另一方面，在减速扭矩u(t)小于阈值S13的情况下(S203：是)，控制部4判断减速扭矩u(t)是否小于阈值S12(S205)。
在减速扭矩u(t)为阈值S12以上的情况下(S205：否)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域C的范围内，所以控制部4切断燃料，并且保持压缩释放制动器的较弱的制动力(S206)，然后结束工作。
另一方面，在减速扭矩u(t)小于阈值S12的情况下(S205：是)，控制部4判断减速扭矩u(t)是否小于阈值S11(S207)。
在减速扭矩u(t)为阈值S11以上的情况下(S207：否)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域B的范围内，所以控制部4切断燃料(S208)，然后结束工作。
另一方面，在减速扭矩u(t)小于阈值S11的情况下(S207：是)，减速扭矩u(t)在图5所示的区域A的范围内，所以控制部4停止所有的辅助制动器的工作(S209)，然后结束工作。
这样，根据本实施方式，通过基于车辆的行驶阻力，运算所需的减速扭矩，并与减速扭矩相应地使从多个辅助制动器中选择的辅助制动器工作，从而使实际车速与目标车速更容易一致，能够使驾驶感觉良好，并且能够在下坡时抑制主制动器的使用。
此外，本发明的部件的种类、配置、数量等不限于上述实施方式的，在不脱离发明的主旨的范围内可以适当地变更其构成要素，例如，可将其构成要素适当地替换为具有同等作用及效果的构成要素等。
本申请基于2019年3月27日提出的日本国专利申请(特愿2019-061594)，其内容在此作为参照而引入。
工业实用性
本发明的车速控制装置适于控制具备多个辅助制动器的车辆的车速。
附图标记说明
1 车速控制装置
2 CPU
3 运算部
4 控制部
5 存储器
6 燃料喷射阀工作电路
7 压缩释放制动机构工作电路
8 缓速器工作电路
11 车速传感器
12 定位信号接收部
13 雷达
14 摄像机
15 曲柄角传感器
16 燃料喷射阀
17 压缩释放制动机构
18 缓速器

Claims (4)

1.一种车速控制装置，其控制具备多个辅助制动器的车辆的车速，且具有：
运算部，基于所述车辆的行驶阻力，运算所需的减速扭矩；以及
控制部，根据所述减速扭矩从所述多个辅助制动器中选择要使其工作的辅助制动器，并使所选择的辅助制动器工作，
在所述减速扭矩增加的情况下，所述控制部选择与如下第一区域对应的要使其工作的辅助制动器，该第一区域是利用多个第一阈值将与发动机转速相应地变化的减速扭矩的大小阶段性地划分而成且与要使其工作的辅助制动器分别对应的多个第一区域中的、对应于所述减速扭矩的第一区域，
在所述减速扭矩减小的情况下，所述控制部选择与如下第二区域对应的要使其工作的辅助制动器，该第二区域是利用多个第二阈值将减速扭矩的大小阶段性地划分而成且与要使其工作的辅助制动器分别对应的多个第二区域中的、对应于所述减速扭矩的第二区域，所述多个第二阈值相对于所述多个第一阈值在所述减速扭矩减小的方向上具有迟滞。
2.如权利要求1所述的车速控制装置，其中：
还具有跟随状态检测部，检测所述车辆对前行车辆的跟随状态，
所述控制部根据所述车辆对前行车辆的跟随状态，调整所述迟滞的幅度。
3.如权利要求2所述的车速控制装置，其中：
所述控制部在所述车辆跟随所述前行车辆的情况下，与未跟随所述前行车辆时相比，使所述迟滞的幅度增大。
4.如权利要求2所述的车速控制装置，其中：
在未跟随所述前行车辆的情况下，所述控制部在检测到路面下坡时，与未检测到所述路面下坡时相比，使所述迟滞的幅度减小。
CN202080022583.1A 2019-03-27 2020-03-23 车速控制装置 Active CN113631451B (zh)

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