CN114514369A - 车辆的控制装置及控制方法 - Google Patents

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CN114514369A CN202080065909.9A CN202080065909A CN114514369A CN 114514369 A CN114514369 A CN 114514369A CN 202080065909 A CN202080065909 A CN 202080065909A CN 114514369 A CN114514369 A CN 114514369A
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

将驱动力源(10)的扭矩经由离合器装置(20)传递至驱动轮(49L)、(49R)的车辆(1)的控制装置(100)，包括：油门开度取得部(120)，其取得与油门操作相应的引擎(10)的油门开度；以及转速控制部(150)，其在离合器装置(20)从切断输出扭矩的传递的断开状态切换为传递输出扭矩的接合状态的车辆(1)的起步时，基于取得的油门开度，将输出扭矩成为最大的引擎的转速设定为规定的阈值转速，并且实施以阈值转速来限制引擎(10)的转速上升的转速限制。

Description

车辆的控制装置及控制方法
技术领域
本公开涉及车辆的控制装置及控制方法，尤其涉及适合搭载手动变速器的车辆的起步的技术。
背景技术
在搭载手动变速器的车辆中，使车辆起步时，在使离合器成为断开状态而将变速器向所期望的起步挡挂挡后，需要与踏下油门踏板使引擎转速上升的油门操作并行地，进行使离合器踏板逐渐返回而使离合器接合的离合器操作。这样的使油门操作与离合器操作调和的操作未必能够对于所有的驾驶员容易进行，另外，有时繁琐。
例如，专利文献1、2中公开了一种技术，在车辆起步时，通过将引擎转速控制为与离合器的行程位置、行程速度相应的目标转速，从而省略油门操作，仅通过离合器操作而使车辆顺利地起步。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-157184号公报
专利文献2：日本特开2001-263138号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，在车辆从上坡路起步的情况下、或在装载载荷较重的状态下起步的情况下，即使驾驶员较强地踏下油门踏板，若引擎转速超过能够输出最大扭矩的转速而上升，则引擎的输出扭矩比最大扭矩降低。在这样的情况下，如上述文献记载的技术那样，即使基于与离合器的行程位置或行程速度相应的目标转速来控制引擎转速，也不能有效地向驱动系统传递车辆的起步所需驱动力，有可能不能顺利地使车辆起步。
本公开的技术鉴于以上情况而完成，其目的在于，提供一种即使在车辆从上坡路起步的情况下、或在装载载荷较重的状态下起步的情况下，也能够使车辆顺利地起步的控制装置及控制方法。
用于解决技术问题的技术手段
本公开的控制装置是将引擎的输出扭矩经由离合器装置传递至驱动轮的车辆的控制装置，其特征在于，包括：油门开度取得部，其取得与油门操作相应的所述引擎的油门开度，以及转速控制部，其在所述离合器装置从切断所述输出扭矩的传递的断开状态切换为传递所述输出扭矩的接合状态的所述车辆的起步时，基于取得的所述油门开度，将所述输出扭矩成为最大的所述引擎的转速设定为规定的阈值转速，并且实施以所述阈值转速来限制所述引擎的转速上升的转速限制。
另外，优选的是，还包括接合程度取得部，其取得与离合器操作相应的所述离合器装置的离合器接合程度；取得的所述接合程度达到表示所述离合器装置的半离合状态的规定的接合程度时，所述转速控制部通过使所述阈值转速逐渐增加来解除所述转速限制。
另外，优选的是，与油门操作相应地上升的所述引擎的转速达到所述阈值转速时，所述转速控制部通过使所述引擎的转速保持为所述阈值转速来实施所述转速限制。
本公开的控制方法是将引擎的输出扭矩经由离合器装置传递至驱动轮的车辆的控制方法，其特征在于，在所述离合器装置从切断所述输出扭矩的传递的断开状态切换为传递所述输出扭矩的接合状态的所述车辆的起步时，基于与油门操作相应的所述引擎的油门开度，将所述输出扭矩成为最大的所述引擎的转速设定为规定的阈值转速，并且实施以所述阈值转速来限制所述引擎的转速上升的转速限制。
另外，优选的是，与离合器操作相应的所述离合器装置的离合器接合程度达到表示所述离合器装置的半离合状态的规定的接合程度时，通过使所述阈值转速逐渐增加来解除所述转速限制。
另外，优选的是，与油门操作相应地上升的所述引擎的转速达到所述阈值转速时，通过使所述引擎的转速保持为所述阈值转速来实施所述转速限制。
发明效果
根据本公开的技术，即使在车辆从上坡路起步的情况下、或在装载载荷较重的状态下起步的情况下，也能够使车辆顺利地起步。
附图说明
图1是本实施方式的车辆的示意性的整体结构图。
图2是表示本实施方式的控制装置以及相关的周边结构的示意性的功能框图。
图3是表示本实施方式的等油门开度特性映射的一个示例的示意图。
图4是说明本实施方式的转速极限控制的一个示例的时序图。
图5是说明本实施方式的转速极限控制的处理的流程图。
具体实施方式
以下，基于附图来说明本实施方式的车辆的控制装置及控制方法。对相同的部件标注相同的附图标记，它们的名称和功能也相同。因此，不重复对它们的详细说明。
图1是本实施方式的车辆1的示意性的整体结构图。
车辆1搭载有作为驱动力源的一个示例的引擎10。引擎10设有向缸内直接喷射燃料的喷射器I。在引擎10的曲轴11上经由离合器装置20可断接地连接有变速器40的输入轴42。在变速器40的输出轴43上连接有传动轴46。在传动轴46上经由差速齿轮装置47和左右的驱动轴48L、48R而分别连接有左右的驱动轮49L、49R。
此外，车辆1可以是后轮驱动车、前轮驱动车、四轮驱动车、后二轴驱动车中的任意一种。另外，引擎10并不限定于直喷式引擎，也可以是预混合式引擎。另外，引擎10可以式是单气缸或多气缸中的任意一种。
离合器装置20例如是干式单板离合器，在离合器室21内配置有曲轴11的输出侧端和输入轴42的输入侧端。
在输入轴42的输入端上能够沿轴向移动地设有离合器片22。离合器片22包括未图示的减振弹簧和离合器衬片23。
在曲轴11的输出端上固定有飞轮12，在飞轮12的后侧面设有离合器盖24。在这些飞轮12与离合器盖24之间配置有压力板25和膜片弹簧26。
分离叉28以支点19为中心可摆动地设置。分离叉28使其一端侧收纳在离合器室21内，并且使另一端侧向离合器室21的外侧突出。
分离轴承27设置为位于膜片弹簧26的内周缘与分离叉28的一端部之间，使得这些膜片弹簧26和分离叉28能够相对旋转。在离合器装置20从切断动力的传递的“断开状态”切换为传递动力的“接合状态”时，分离轴承27通过膜片弹簧26的弹力而向输出侧(图中右方)移动，在离合器装置20从“接合状态”切换为“断开状态”时，分离轴承27被分离叉28按压而向输入侧(图中左方)移动。
在离合器室21的外侧设有分离气缸30。分离气缸30包括：活塞32，其可移动地收纳于气缸主体31的内部并界定液压室；推杆33，其使基端侧固定于活塞32并且使前端侧与分离叉28抵接；以及弹簧34，其设于气缸主体31内并将推杆33保持于活塞32与分离叉28之间。分离气缸30经由配管35与主气缸60连接。
主气缸60包括：贮存工作油的贮存箱61；活塞63，其可移动地收纳于气缸主体62的内部并界定液压室；杆64，其使基端侧固定于活塞63并且使前端侧与离合器踏板70连接；以及复位弹簧65，其设于液压室内并对活塞63施力。另外，在主气缸60上设有根据杆64的移动量来检测离合器行程量S的离合器行程传感器93。
在驾驶员踏下离合器踏板70时，在离合器装置20中，通过从主气缸60向分离气缸30供给的工作液压使活塞32和推杆33一体地进行行程移动，分离叉28沿图中逆时针方向转动而按压分离轴承27，由此从“接合状态”切换为“断开状态”。另一方面，在驾驶员释放离合器踏板70时，离合器片22的离合器衬片23通过膜片弹簧26的弹力被向飞轮12按压，由此从“断开状态”切换为“接合状态”。此外，以下将飞轮12和离合器片22以不同的转速旋转且扭矩被从飞轮12侧向离合器片22侧传递的状态称为离合器装置20的“半离合状态”。
变速器40是根据设于驾驶室内的变速操作装置70的操作而进行变速工作的手动式变速器，主要包括变速器壳体41、输入轴42、输出轴43、中间轴44、多个变速齿轮列45、以及未图示的同步装置等。
通过未图示的同步装置根据变速操作装置70的操作而动作，从而多个变速齿轮列45与输出轴43或中间轴44能够一体旋转地结合(挂挡)。多个变速齿轮列45至少包含前进起步用的低速级齿轮列(例如，1速、2速)以及后退用的倒车齿轮列(以下，将它们简称为起步用齿轮列)。此外，变速器40并不限定于图示示例的输入降低(Input reduction)型，也可以是输出降低(Output reduction)型。
车辆1设有引擎转速传感器90、油门开度传感器91、车速传感器92、离合器行程传感器93、挡位传感器94等各种传感器类。
引擎转速传感器90从曲轴11(或飞轮12)检测引擎转速Ne。油门开度传感器91检测与油门踏板71的踏下量相应的油门开度Ac。车速传感器92从传动轴46(或输出轴43、驱动轴48L、48R、驱动轮49L、49R等)检测车辆1的车速V。离合器行程传感器93根据主气缸60的杆64的移动量检测离合器行程量S。此外，只要是能够检测出离合器行程量S的部位，离合器行程传感器93也可以设于离合器装置20的其他部位。挡位传感器94检测与变速操作装置70的操作位置相应的变速器40的当前的齿轮级。这些各种传感器类90～94的传感器值被发送到电连接的控制装置100。
[控制装置]
图2是表示本实施方式的控制装置100以及相关的周边结构的示意性的功能框图。
控制装置100例如是计算机等进行运算的装置，包括相互通过总线连接的CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、输入端口、输出端口等，执行程序。
另外，控制装置100通过执行程序，作为具备引擎转速取得部110、油门开度取得部120、离合器接合率取得部130(接合程度取得部)、引擎控制部140、转速极限控制部150(转速控制部)的装置而发挥功能。在本实施方式中，将这些各功能要素作为包含于作为一体的硬件的控制装置100中的要素而进行说明，但也能够将这些中的任意一部分设于分体的硬件。
引擎转速取得部110取得从引擎转速传感器90发送的引擎转速Ne。由引擎转速取得部110取得的引擎转速Ne被发送到引擎控制部140和转速极限控制部150。
油门开度取得部120取得从油门开度传感器91发送的油门开度Ac。由油门开度取得部120取得的油门开度Ac被发送到引擎控制部140和转速极限控制部150。
离合器接合率取得部130基于从离合器行程传感器93发送的离合器行程量S而取得离合器装置20的离合器接合率D(接合程度)。由离合器接合率取得部130取得的离合器接合率D被发送到转速极限控制部150。
引擎控制部140基于与从引擎转速取得部110发送的引擎转速Ne、从油门开度取得部120发送的油门开度Ac相应的要求扭矩，实施控制喷射器I的燃料喷射量等的引擎控制，以使得引擎10的输出扭矩成为所期望的要求扭矩。此外，在引擎10为预混合式的汽油引擎等情况下，引擎控制部140控制节气门开度即可，而并非控制喷射器I的燃料喷射量。
在使车辆1从停车状态起步的起步操作时，即使驾驶员较大地踏下油门踏板71，转速极限控制部150也实施以规定的极限转速Ne_Lim(阈值转速)来限制引擎控制部140导致的引擎转速Ne的上升的转速极限控制。在此，以引擎10相对于油门开度Ac输出最大扭矩T_Max的引擎转速Ne为基准来设定规定的极限转速Ne_Lim。
具体而言，在控制装置100的存储器中，存储有如图3所示的等油门开度特性映射M1，该等油门开度特性映射M1规定将油门开度Ac被设为一定的条件下的引擎转速Ne与输出扭矩T的关系。
在映射M1中，各线L被设定为随着引擎转速Ne的上升使输出扭矩T增加，若超过规定转速，则使输出扭矩T逐渐减少。另外，在映射M1中，越位于上方的线L与油门开度Ac越大的情况对应，线L1表示油门开度Ac为最大时(油门踏板71被踏下至大致全开时)的特性。进而，在映射M1中，被设定为越是各线L的间隔变窄的驾驶区域，输出扭矩T相对于油门开度Ac的增加的增量变小。此外，映射M1不需要进行图表化而存储，也可以作为数值数据而存储。
首先，在通过伴随驾驶员的起步操作的油门踏板71的踏下而油门开度Ac成为规定的阈值开度Ac_thv以上的情况下，转速极限控制部150从映射M1读出与该油门开度Ac相应的线L的最大扭矩T_Max，并且将与读取的最大扭矩T_Max对应的引擎转速Ne设定为极限转速Ne_Lim。规定的阈值开度Ac_thv例如以映射M1的各线L的间隔变窄的驾驶区域的油门开度Ac(例如，约80％)为基准进行设定即可。将阈值开度Ac_thv设为何种程度的开度可以根据引擎10等的具体的规格而适当设定。
接着，若引擎转速Ne达到极限转速Ne_Lim，则转速极限控制部150以极限转速Ne_Lim来限制引擎转速Ne的上升，换言之，开始进行以极限转速Ne_Lim保持引擎转速Ne的转速限制。在伴随驾驶员的离合器踏板70的释放而从离合器接合率取得部130发送的离合器接合率D达到比半离合状态靠前的规定的第1接合率D1(例如，约30％)为止的期间内，维持转速限制。
接着，若离合器接合率D达到表示半离合状态的预定的第2接合率D2(例如，约50％)，则在离合器装置20切换为完全接合状态(离合器接合率D＝约100％)为止的期间，转速极限控制部150通过使极限转速Ne_Lim逐渐增加来解除转速限制。转速限制的解除，例如可以通过在离合器装置20转移到完全接合状态为止的期间内，使极限转速Ne_Lim达到与油门开度Ac相应的所期望的目标引擎转速Ne_Tag来进行。
以下，基于图4所示的时序图来说明本实施方式的转速极限控制的一个示例。图4的时序图表示车辆1例如在上坡路或装载载荷较重的状态下起步的界限起步时，驾驶员将油门踏板71踏下至阈值开度Ac_thv以上的情况的一个示例。
图4所示的时刻t0表示如下状态：在通过驾驶员的离合器踏板70的踏下而使离合器装置20成为断开状态，变速器40的起步用齿轮列为空挡状态且引擎10为怠速运转的状态下，车辆1停车。另外，时刻t1是驾驶员为了使车辆1起步而将变速器40的起步用齿轮列挂挡的起步操作的开始时。
在时刻t2，若驾驶员将油门踏板71踏下至阈值开度Ac_thv以上，则转速极限控制部150开始转速限制，在该转速限制中，以输出扭矩T成为最大扭矩T_Max的规定的极限转速Ne_Lim来限制引擎转速Ne的上升。具体而言，通过油门踏板71的踏下，从时刻t2开始上升的引擎转速Ne在时刻t3达到极限转速Ne_Lim时，转速极限控制部150开始将引擎转速Ne保持为极限转速Ne_Lim的转速限制。
在时刻t4，由驾驶员进行的离合器踏板70的释放操作开始时，离合器接合率D开始逐渐增加。在时刻t5，在离合器接合率D达到比半离合状态靠前的规定的第1接合率D1(例如，接合率30％、行程率70％)为止的期间，转速极限控制部150继续将引擎转速Ne保持为极限转速Ne_Lim的转速限制。
其后，在时刻t6，离合器接合率D达到表示半离合状态的规定的第2接合率D2(例如，接合率50％、行程率50％)时，通过开始向车辆1的驱动系统传递引擎10的最大扭矩T_Max，从而车辆1逐渐起步。与此同时，转速极限控制部150通过使极限转速Ne_Lim逐渐增加而开始转速限制的解除。
在从时刻t6到离合器装置20切换为完全接合状态的时刻t7为止的期间，转速极限控制部150使极限转速Ne_Lim与离合器接合率D相应地逐渐增加，最终使极限转速Ne_Lim增加至与油门开度Ac相应的目标引擎转速Ne_Tag。即，在离合器装置20切换为完全接合的同时，车辆1变成能够迅速地加速行驶。在时刻t7，如果离合器装置20切换为完全接合，极限转速Ne_Lim上升至最终的目标引擎转速Ne_Tag，则结束转速极限控制。
像这样，在车辆1的起步操作时，通过实施以引擎10的输出扭矩T成为最大扭矩T_Max的极限转速Ne_Lim来限制引擎转速Ne的上升的转速极限控制，能够有效地向车辆1的驱动系统传递驱动力。由此，即使车辆1在坡路或在装载载荷较重的状态下起步的界限起步时，也能够使车辆1顺利地起步。另外，驾驶员在踏下油门踏板71的状态下，仅通过使离合器踏板70返回的离合器操作就能够使车辆1可靠地起步，也能够有效地提高起步操作性。另外，在离合器装置20从半离合状态切换为完全接合状态为止的转移期间，通过使极限转速Ne_Lim逐渐增加来解除转速限制，能够有效地防止伴随限制解除的引擎转速Ne的急剧上升，并且能够在离合器完全接合的同时使车辆1迅速地加速。
接着，基于图5来说明本实施方式的转速极限控制的处理流程。
在步骤S100中，判定车辆1是否处于停车中，且离合器装置20是否处于断开状态，且变速器40是否处于挂挡在起步挡的状态。关于车辆1是否处于停车中，基于车速传感器92的传感器值来判定，关于离合器装置20是否处于断开状态，基于离合器行程传感器93的传感器值来判定，关于变速器40是否处于挂挡，基于挡位传感器94的传感器值来判定即可。在肯定(是)的情况下，本控制前进至步骤S110，在否定(否)的情况下，本控制返回。
在步骤S110中，判定通过驾驶员的油门踏板71的踏下操作，油门开度Ac是否在规定的阈值开度Ac_thv以上。在油门开度Ac在规定的阈值开度Ac_thv以上的情况下(是)，本控制前进至步骤S120。另一方面，在油门开度Ac比规定的阈值开度Ac_thv小的情况下(否)，本控制返回。在返回的情况下，车辆1通过使油门操作和离合器操作调和的通常的起步操作而起步。
在步骤S120中，基于油门开度Ac并参照映射M1，读取与最大扭矩T_Max相应的引擎转速Ne，从而设定极限转速Ne_Lim。
在步骤S130中，判定引擎转速Ne是否达到极限转速Ne_Lim。在引擎转速Ne达到极限转速Ne_Lim的情况下(是)，本控制前进至步骤S140，以极限转速Ne_Lim来限制引擎转速Ne的上升，换言之，执行将引擎转速Ne保持为极限转速Ne_Lim的转速限制。另一方面，在引擎转速Ne未达到极限转速Ne_Lim的情况下(否)，本控制重复步骤S130的判定。
在步骤S150中，判定离合器接合率D是否达到半离合状态之前的规定的第1接合率D1(例如，接合率30％)。在离合器接合率D达到第1接合率D1的情况下(是)，本控制前进至步骤S160。另一方面，在离合器接合率D未达到第1接合率D1的情况下(否)，本控制返回步骤S140的处理。即，到离合器接合率D达到第1接合率D1为止，继续执行将引擎转速Ne保持为极限转速Ne_Lim的转速限制。
在步骤S160中，判定离合器接合率D是否达到表示半离合状态的规定的第2接合率D2(例如，接合率50％)。在离合器接合率D达到第2接合率D2的情况下(是)，本控制前进至步骤S170。另一方面，在离合器接合率D未达到第2接合率D2的情况下(否)，本控制重复步骤S160的判定。
在步骤S170中，开始使极限转速Ne_Lim逐渐增加而上升至目标引擎转速Ne_Tag的转速限制的解除处理。接着，在步骤S180中，判定离合器装置20是否切换为完全接合状态。在离合器装置20未切换为完全接合的情况下(否)，本控制返回步骤S170的处理。另一方面，在离合器装置20切换为完全接合的情况下(是)，结束转速限制，本控制在其后返回。
根据以上详细说明的本实施方式，构成为在车辆1的起步操作时，即使油门踏板71被较大地踏下，也实施以引擎10的输出扭矩T成为最大扭矩T_Max的极限转速Ne_Lim来限制引擎转速Ne的上升的转速极限控制。由此，能够有效地向车辆1的驱动系统传递驱动力，即使车辆1在上坡路或在装载载荷较重的状态下起步的界限起步时，也能够使车辆1顺利地起步。另外，驾驶员在踏下油门踏板71的状态下，仅通过使离合器踏板70返回的离合器操作就能够使车辆1可靠地起步，能够有效地提高起步操作性。
另外，转速极限控制构成为，在离合器装置20从半离合状态切换为完全接合状态为止的转移期间，通过使极限转速Ne_Lim逐渐增加来解除。由此，能够有效地防止伴随转速限制的解除的引擎转速Ne的急剧上升，进而能够在离合器完全接合的同时使车辆1迅速地加速。
[其他]
此外，本公开并不限定于上述实施方式，在不脱离本公开的主旨的范围内能够进行适当变形而实施。
例如，离合器装置20并不限定于图示示例的干式单板离合器，也可以是湿式离合器等。另外，除了离合器行程传感器93之外，也可以设置检测主气缸60中的液压室内的压力的传感器、检测离合器踏板70的踏力的传感器，离合器接合率取得部130也可以构成为基于这些传感器的输出值而取得离合器接合率D(接合程度)。另外，离合器接合率D也可以根据离合器装置20的输入输出转速差而求得。
本申请基于2019年9月20日申请的日本国专利申请(特愿2019-172275)，并将其内容作为参考援引至此。
工业可利用性
本公开的车辆的控制装置及控制方法即使在车辆从上坡路起步的情况下、或在装载载荷较重的状态下起步的情况下，也能够使车辆顺利地起步。
附图标记说明
1 车辆
10 引擎
20 离合器装置
40 变速器
49L、49R 驱动轮
90 引擎转速传感器
91 油门开度传感器
93 离合器行程传感器
100 控制装置
110 引擎转速取得部
120 油门开度取得部
130 离合器接合率取得部(接合程度取得部)
140 引擎控制部
150 转速极限控制部(转速控制部)

Claims (6)

1.一种车辆的控制装置，是将引擎的输出扭矩经由离合器装置传递至驱动轮的车辆的控制装置，其特征在于，包括：
油门开度取得部，其取得与油门操作相应的所述引擎的油门开度，以及
转速控制部，其在所述离合器装置从切断所述输出扭矩的传递的断开状态切换为传递所述输出扭矩的接合状态的所述车辆的起步时，基于取得的所述油门开度，将所述输出扭矩成为最大的所述引擎的转速设定为规定的阈值转速，并且实施以所述阈值转速来限制所述引擎的转速上升的转速限制。
2.如权利要求1所述的车辆的控制装置，其中，
还包括接合程度取得部，其取得与离合器操作相应的所述离合器装置的离合器接合程度；
取得的所述接合程度达到表示所述离合器装置的半离合状态的规定的接合程度时，所述转速控制部通过使所述阈值转速逐渐增加来解除所述转速限制。
3.如权利要求1或2所述的车辆的控制装置，其中，
与油门操作相应地上升的所述引擎的转速达到所述阈值转速时，所述转速控制部通过使所述引擎的转速保持为所述阈值转速来实施所述转速限制。
4.一种车辆的控制方法，是将引擎的输出扭矩经由离合器装置传递至驱动轮的车辆的控制方法，其特征在于，
在所述离合器装置从切断所述输出扭矩的传递的断开状态切换为传递所述输出扭矩的接合状态的所述车辆的起步时，基于与油门操作相应的所述引擎的油门开度，将所述输出扭矩成为最大的所述引擎的转速设定为规定的阈值转速，并且实施以所述阈值转速来限制所述引擎的转速上升的转速限制。
5.如权利要求4述的车辆的控制方法，其中，
与离合器操作相应的所述离合器装置的离合器接合程度达到表示所述离合器装置的半离合状态的规定的接合程度时，通过使所述阈值转速逐渐增加来解除所述转速限制。
6.如权利要求4或5所述的车辆的控制方法，其中，
与油门操作相应地上升的所述引擎的转速达到所述阈值转速时，通过使所述引擎的转速保持为所述阈值转速来实施所述转速限制。
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