CN115087575A - 控制装置以及车辆 - Google Patents

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CN115087575A CN202180014213.8A CN202180014213A CN115087575A CN 115087575 A CN115087575 A CN 115087575A CN 202180014213 A CN202180014213 A CN 202180014213A CN 115087575 A CN115087575 A CN 115087575A
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神田好崇
高桥正一
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

提供一种能够执行用于维持目标车速的迅速且准确的降挡的控制装置以及车辆。控制装置是用于车辆的控制装置，在该车辆中执行维持规定的车速而使车辆行驶的自动巡航行驶控制，车辆包括自动变速器，自动变速器以多个行驶挡的变速比对驱动源的旋转转矩进行变速并向车轮侧输出，控制装置包括计算部，计算部在自动巡航行驶控制处于执行中、且使车辆加速的控制未处于执行中、且车速增加的情况下，计算出使当前车速减少的减速行驶挡，所述减速行驶挡是从当前行驶挡降挡时的行驶挡。

Description

控制装置以及车辆
技术领域
本公开涉及控制装置以及车辆。
背景技术
例如，已知有将驾驶员所设定的车速或者基于从外部因素、外部得到的数据而决定的车速作为目标速度，并维持该目标速度而使车辆行驶(自动巡航行驶)的巡航控制。在巡航控制中，控制驱动源(例如内燃机)的转速、自动变速器的行驶挡。
例如，专利文献1中公开了以下内容：在车速超过目标速度规定值以上时，使制动致动器工作，在因制动致动器的工作而使车辆的加速度变为规定值以下时，允许变速器降挡。由此，通过降低降挡时的变速冲击，能够避免给驾驶员带来不适感等。
此外，例如，专利文献2中公开了以下内容：在驾驶员想要进行急加速时，在车速与目标车速的偏差大的情况下使变速器降挡。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-341546号公报，
专利文献2：日本特开平08-067170号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
然而，在自动巡航行驶中对车辆加速的应对存在延迟的情况下，有可能会产生超过法定速度、或者因驾驶员踩踏制动踏板减速而解除巡航行驶等不良情况。
在专利文献1所记载的技术中，以降低降挡时的变速冲击为目的，在因制动致动器工作而使车速的加速度成为规定值以下时，通过允许降挡的行程进行降挡，因此未必能够执行用于维持目标车速的迅速的降挡。
专利文献2所记载的降挡是用于驾驶员进行急加速的降挡，不是用于维持目标车速的降挡，因此未必能够执行用于维持目标车速的准确的降挡。
本公开的目的在于提供一种控制装置以及车辆，能够执行用于维持目标车速的迅速且准确的降挡。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的，本公开中的控制装置是一种用于车辆的控制装置，在该车辆中执行维持规定的车速而使车辆行驶的自动巡航行驶控制，所述车辆包括自动变速器，所述自动变速器以多个行驶挡的变速比对驱动源的旋转转矩进行变速并向车轮侧输出，
所述控制装置包括计算部，所述计算部在所述自动巡航行驶控制处于执行中、且使车辆加速的控制未处于执行中、且车速增加的情况下，计算出使当前车速减少的减速行驶挡，所述减速行驶挡是从当前行驶挡降挡时的行驶挡。
本公开中的车辆包括上述控制装置。
发明效果
根据本公开，能够执行用于维持目标车速的迅速且准确的降挡。
附图说明
图1是本公开的一个实施方式涉及的控制装置的功能框图。
图2A是表示通过降低一挡来加速时的一个例子的图。
图2B是表示通过降低一挡来减速时的一个例子的图。
图2C是表示通过降低一挡来减速时的一个例子的图。
图2D是表示降低两挡也加速时的一个例子的图。
图3是表示控制装置的降挡处理的一个例子的流程图。
具体实施方式
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。
图1是本公开的一个实施方式涉及的用于车辆的控制装置1的功能框图。本实施方式涉及的控制装置1执行维持规定车速而使车辆行驶的自动巡航行驶控制。
另外，在本实施方式中，以搭载于车辆的驱动源为内燃机5进行说明。内燃机5是使用汽油、轻油等烃燃料的汽油发动机或柴油发动机，输出旋转转矩。旋转转矩被传递至驱动轴。在内燃机5配置有检测内燃机5的转速的转速传感器(未图示)。
自动变速器6以多个行驶挡的变速比对内燃机5的旋转转矩进行变速，并向车轮侧输出。自动变速器6具备：多个行驶挡61，通过驱动齿轮与从动齿轮相互啮合而构成；以及换挡致动器62，分别对多个行驶挡61进行驱动。换挡致动器62由变速器ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)40控制。
控制装置1具备车辆控制装置2、内燃机控制装置3以及变速器控制装置4。
车辆控制装置2例如由用于车辆的电子控制单元20(车辆ECU)构成。车辆ECU20具有CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、输入装置以及输出装置。车辆ECU20控制发动机ECU30和变速器ECU40。此外，在车辆ECU20、发动机ECU30以及变速器ECU40之间，通过CAN(Controller Area Network控制器局域网络)数据通信来进行信息的交换。
内燃机控制装置3例如由发动机用的电子控制单元30(发动机ECU)构成。发动机ECU30具有CPU、RAM、ROM、输入装置以及输出装置。发动机ECU30进行燃料喷射装置(未图示)的控制、节流阀(未图示)的控制。从转速传感器向发动机ECU30输入内燃机5的转速。
变速器控制装置4例如由变速器用的电子控制单元40(变速器ECU)构成。变速器ECU40具有CPU、RAM、ROM、输入装置以及输出装置。变速器ECU40具有获取部41、计算部42、控制部43以及存储部44等的变速控制装置4的各种功能。从发动机ECU30向变速器ECU40输入表示使车辆加速的控制是否处于执行中的信息d5(燃料喷射装置的控制信息、节流阀的控制信息)、以及表示内燃机5的转速的信息d6。
存储部44存储有表示摩擦相对于内燃机5的转速的关系的摩擦特性映射、以及表示辅助制动力相对于内燃机5的转速的关系的辅助制动特性映射。一般而言，摩擦随着内燃机5的转速而增大。另外，这里，辅助制动是指在对内燃机的气缸进气并压缩之后不进行任何动作(例如不喷射燃料)而直接排气从而将能量用于压缩的压缩释放制动。另外，存储部44存储行驶挡的减速比、最终减速比以及轮胎直径。
获取部41从车辆ECU20获取表示车辆重量的信息d1以及表示车辆的加速度的信息d2。另外，获取部41也可以从加速度传感器(未图示)获取车辆的加速度。另外，获取部41从车辆ECU20获取表示自动巡航行驶控制是否处于执行中的信息d3、表示实际车速是否超过目标车速规定量的信息d4。另外，获取部41从发动机ECU30获取表示使车辆加速的控制是否处于执行中的信息d5(燃料喷射装置的控制信息、节流阀的控制信息)、以及表示内燃机5的转速的信息d6。
控制部43基于信息d2至d5针对是否是自动巡航行驶控制处于执行中、且实际车速超过目标车速规定量、且使车辆加速的控制未处于执行中、且车速正在增加进行判定。
在自动巡航行驶控制处于执行中、且实际车速超过目标车速规定量、且使车辆加速的控制未处于执行中、且车速正在增加的情况下，计算部42计算出从当前行驶挡降挡时的行驶挡中的车辆加速度。
计算部42根据摩擦输出特性映射来求出基于内燃机5的转速的内燃机5的摩擦阻力。另外，计算部42根据辅助制动特性映射来求出基于内燃机5的转速的辅助制动的制动力。
计算部42基于内燃机5的摩擦阻力、辅助制动的制动力、表示车辆重量的信息d1、表示车辆加速度的信息d2、行驶挡的减速比、最终减速比、轮胎直径来计算出行驶阻力对应转矩(使车辆加速的转矩)。
计算部42根据内燃机5的转速、当前行驶挡的减速比以及下一个行驶挡的减速比来求出下一个行驶挡中的内燃机5的转速。
计算部42根据内燃机5的摩擦输出特性映射来求出基于下一个行驶挡中的内燃机5的转速的摩擦阻力。另外，计算部42根据辅助制动特性映射来求出基于下一个行驶挡中的内燃机5的转速的辅助制动的制动力，通过将其相加来求出下一个行驶挡中的内燃机5的制动转矩(使车辆减速的转矩)。
计算部42基于求出的内燃机5的制动转矩和行驶阻力对应转矩(使车辆加速的转矩)来计算出相比当前行驶挡下一个的行驶挡中的车辆加速度。
具体而言，计算部42通过对从内燃机5的制动转矩减去行驶阻力对应转矩而得到的减法运算值(转矩)乘以或除以规定的参数(例如，当前行驶挡的减速比、下一个行驶挡的减速比、最终减速比、轮胎直径、车辆重量)从而计算出下一个行驶挡中的加速度。
接着，参照图2A至图2D对计算部42的详细情况进行说明。图2A是表示通过降低一挡来加速时的一个例子的图。图2A的横轴表示内燃机5的转速(Ne)，纵轴表示制动转矩(N·m)。另外，在图2A中用实线表示内燃机5的制动转矩，用○标记表示当前行驶挡Sn中的行驶阻力对应转矩。另外，在图2A中，将相比当前行驶挡Sn下一个的行驶挡Sn-1中的行驶阻力对应转矩、以及再下一个行驶挡Sn-2中的行驶阻力对应转矩同样地用○标记表示。
在当前行驶挡Sn中，内燃机5的制动转矩(使车辆减速的转矩)比行驶阻力对应转矩(使车辆加速的转矩)小(在图2A中以向上的箭头表示)。由此，车速表示增加。
计算部42基于内燃机5的制动转矩和行驶阻力对应转矩来计算出相比当前行驶挡Sn下一个的行驶挡Sn-1中的车辆加速度。在行驶挡Sn-1中，内燃机5的制动转矩也比行驶阻力对应转矩小(在图2A中以向上的箭头表示)。由此，通过计算部42计算出的加速度不表示减速。计算部42在计算出的加速度不表示减速的情况下，计算出再下一个行驶挡Sn-2中的车辆加速度。
图2B是表示通过降低一挡来减速时的一个例子(模式1)的图。在行驶挡Sn-1中，内燃机5的制动转矩比行驶阻力对应转矩大(在图2B中以向下的箭头表示)。由计算部42计算出的加速度表示减速。
计算部42将计算出的加速度与预先设定的减速度进行比较。这里，预先设定的减速度例如是0.01*重力加速度(m/s2)。在图2B中以虚线表示将预先设定的减速度换算成转矩的数值。将计算出的加速度与预先设定的减速度进行比较的理由在于，即使在计算加速度时产生了计算误差的情况下，也能够可靠地计算使车辆减速的行驶挡。
计算部42在计算出的加速度表示减速且其减速度为预先设定的减速度以上的情况下(图2B中表示减速度为预先设定的减速度以上)，将降挡后的行驶挡Sn-1设为减速行驶挡。在此情况下，控制部43控制换挡致动器62，以从当前行驶挡Sn向减速行驶挡(行驶挡Sn-1)降挡。
图2C是表示通过降低一挡来减速时的一个例子(模式2)的图。在行驶挡Sn-1中，内燃机5的制动转矩比行驶阻力对应转矩大(在图2C中以向下的箭头表示)。由计算部42计算出的加速度表示减速。
计算部42将计算出的加速度与预先设定的减速度进行比较。计算出的加速度不表示减速、或者计算出的加速度表示减速但其减速度小于预先设定的减速度的情况下(图2C中表示减速度小于预先设定的减速度)，计算部42计算出相比降挡后的行驶挡Sn-1再下一个的行驶挡Sn-2中的车辆加速度。
计算部42计算出向行驶挡降挡时的内燃机5的转速，将计算出的转速与预先设定的最大转速进行比较，在计算出的转速为最大转速以下的情况下，计算出降挡时的行驶挡中的车辆加速度。换言之，计算部42在计算出的转速大于最大转速的情况下，不计算降挡时的行驶挡中的车辆加速度。另外，在图2B和图2C所示的例子中，由于向行驶挡降挡时的内燃机5的转速Ne为最大转速Ne_max以下，因此计算部42计算出降挡时的行驶挡中的车辆加速度。
图2D是表示降低两挡也加速时的一个例子的图。在图2D中表示相比行驶挡Sn-1下一个的行驶挡Sn-2中的车辆加速度。另外，表示降挡后的内燃机5的最大转速Ne_max。如图2D中向上的箭头所示，行驶挡Sn-2中的车辆加速度不表示减速。
计算部42将相比行驶挡Sn-2再下一个的行驶挡Sn-3中的内燃机5的转速Ne与内燃机5的最大转速Ne_max进行比较。计算部42在内燃机5的转速Ne大于内燃机5的最大转速Ne_max的情况下，不计算降挡后的行驶挡Sn-3中的车辆加速度。在此情况下，控制部43控制换挡致动器62，以从当前行驶挡Sn向行驶挡Sn-2降挡。
接着，参照图3对控制装置1的降挡处理的一个例子进行说明。图3是表示控制装置1的降挡处理的一个例子的流程图。图3所示的流程根据发动机的启动而开始。在以下的说明中，作为以具有获取部41、计算部42、控制部43以及存储部44的各种功能的变速器ECU40执行降挡处理的方式进行说明。另外，存储部44预先存储有表示摩擦相对于内燃机5的转速的关系的摩擦特性映射和表示辅助制动力相对于内燃机5的转速的关系的辅助制动特性映射。另外，在图3所示的降挡处理中，假定不进行计算部42将内燃机5的转速与内燃机5的最大转速进行比较，基于比较结果计算车辆加速度的处理。
首先，在步骤S100中，变速器ECU40获取相关信息。具体而言，变速器ECU40从车辆ECU20获取表示车辆重量的信息d1以及表示车辆加速度的信息d2。另外，变速器ECU40从车辆ECU20获取表示自动巡航行驶控制是否处于执行中的信息d3、表示实际车速是否超过目标车速规定量的信息d4。另外，变速器ECU40从发动机ECU30获取表示使车辆加速的控制是否处于执行中的信息d5、以及内燃机5的转速d6。
接着，在步骤S110中，变速器ECU40基于信息d2判定车速是否正在增加。在车速正在增加的情况下(步骤S110：是)，处理转移至步骤S120。在车速未在增加的情况下(步骤S110：否)，图3所示的处理结束。
在步骤S120中，变速器ECU40基于信息d3来判定自动巡航行驶是否处于执行中。在自动巡航的控制处于执行中的情况下(步骤S120：是)，处理转移至步骤S130。在自动巡航控制未处于执行中的情况下(步骤S120：否)，图3所示的处理结束。
在步骤S130中，变速器ECU40基于信息d4来判定实际车速是否超过目标车速规定量。在实际车速超过目标车速规定量的情况下(步骤S130：是)，处理转移至步骤S140。在实际车速未超过目标车速规定量的情况下(步骤S130：否)，图3所示的处理结束。
在步骤S140中，变速器ECU40基于信息d5来判定使车辆加速的控制是否处于执行中。在使车辆加速的控制未处于执行中的情况下(步骤S140：否)，处理转移至步骤S150。在使车辆加速的控制处于执行中的情况下(步骤S140：是)，图3所示的处理结束。
在步骤S150中，变速器ECU40基于信息d1和信息d2参照摩擦输出特性映射、辅助制动特性映射以及内燃机5的输出特性来计算降挡时的行驶挡中的车辆的加速度。
接着，在步骤S160中，变速器ECU40判定计算出的加速度是否表示减速且其减速度是否为预先设定的减速度以上。在计算出的加速度表示减速且其减速度为预先设定的减速度以上的情况下(步骤S160：是)，处理转移至步骤S170。在计算出的加速度未表示减速或者计算出的加速度虽表示减速但其减速度未在预先设定的减速度以上的情况下(步骤S160：否)，处理返回至步骤S150之前。在该情况下，在步骤S150中，变速器ECU40计算出相比计算出加速度时的行驶挡再下一个的行驶挡中的车辆加速度。
在步骤S170中，变速器ECU40将加速度表示减速的行驶挡作为减速行驶挡而执行从当前行驶挡向减速行驶挡降挡的控制。
本实施方式涉及的控制装置1是用于车辆的控制装置1，在该车辆中执行维持规定的车速而使车辆行驶的自动巡航行驶控制，所述车辆包括自动变速器6，所述自动变速器6以多个行驶挡的变速比对内燃机5的旋转转矩进行变速并向车轮侧输出，控制装置1包括计算部42，在自动巡航行驶控制处于执行中、且使车辆加速的控制未处于执行中、且车速增加的情况下，所述计算部42计算出使当前车速减少的减速行驶挡，所述减速行驶挡是从当前行驶挡降挡时的行驶挡。
根据上述结构，由于在计算出能够减速的行驶挡之后执行降挡，因此能够防止向无法减速的行驶挡降挡那样的无用降挡。由此，能够迅速且准确地执行降挡。
另外，在本实施方式涉及的控制装置1中，计算部42在行驶挡中的车辆的加速度未表示减速的情况下，计算出相比行驶挡再下一个的行驶挡中的车辆加速度。由此，能够高效地求出表示减速的行驶挡。
另外，在本实施方式涉及的控制装置1中，计算部42将计算出的加速度表示减速且其减速度为预先设定的减速度以上时的行驶挡设为减速行驶挡。由此，即使在计算加速度时存在计算误差的情况下，也能够计算出能够可靠地减速的行驶挡。
另外，在本实施方式涉及的控制装置1中，在降挡时的内燃机5的转速为预先设定的最大转速以下的情况下，计算部42计算出降挡时的行驶挡中的车辆加速度。由此，能够将内燃机5的转速抑制在最大转速以下，并且使车辆减速。
此外，上述实施方式只不过示出了实施本公开时的具体化的一例，本公开的技术范围不应被这些实施方式限定性地解释。即，本公开能够在不脱离其主旨或其主要特征的情况下以各种形式实施。
另外，在上述实施方式中，计算部42基于内燃机5的摩擦阻力、辅助制动的制动力、表示车辆重量的信息d1、表示车辆加速度的信息d2、行驶挡的减速比、最终减速比、轮胎直径来计算出行驶阻力对应转矩(使车辆加速的转矩)。然而，本公开不限于此，也可以通过公知的方法求出使车辆加速的转矩。例如，计算部42也可以基于地图数据(车辆行驶的道路的坡度)、轮胎的滚动阻力以及车辆的空气阻力等来求出使车辆加速的转矩。
另外，在上述实施方式中，计算部42基于内燃机5的制动转矩(N·m)计算出相比当前行驶挡下一个的行驶挡中的车辆加速度，然而，本公开不限于此，例如，也可以基于内燃机5的制动力(kg·m/s2)来计算出。
另外，在上述实施方式中，变速器ECU40在自动巡航行驶中满足上述规定条件的情况下，以执行降挡的方式控制换挡致动器62。不限于此，即使是在自动巡航行驶的情况下或者未在自动巡航行驶的情况下，变速器ECU40也可以根据车速、表示内燃机5的转速的信息d6自动切换变速比的方式控制换挡致动器62。
本申请基于2020年2月28日提出的日本专利申请(日本特愿2020-034025)，其内容在此作为参照而被引入。
产业上的可利用性
本公开适用于具备控制装置的车辆，所述控制装置被要求执行用于维持目标车速的迅速且准确的降挡。
符号说明
1 控制装置
2 车辆控制装置
3 内燃机控制装置
4 变速器控制装置
5 内燃机
6 自动变速器
20 车辆ECU
30 发动机ECU
40 变速器ECU
41 获取部
42 计算部
43 控制部
44 存储部
61 行驶挡
62 换挡致动器

Claims (7)

1.一种控制装置，是用于车辆的控制装置，在该车辆中执行维持规定的车速而使车辆行驶的自动巡航行驶控制，所述车辆包括自动变速器，所述自动变速器以多个行驶挡的变速比对驱动源的旋转转矩进行变速并向车轮侧输出，
所述控制装置包括计算部，所述计算部在所述自动巡航行驶控制处于执行中、且使车辆加速的控制未处于执行中、且车速增加的情况下，计算出使当前车速减少的减速行驶挡，所述减速行驶挡是从当前行驶挡降挡时的行驶挡。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中，
所述计算部基于使车辆加速的力和使车辆减速的力来计算出所述降挡时的行驶挡中的所述车辆的加速度，并将计算出的所述加速度表示减速时的行驶挡作为所述减速行驶挡。
3.如权利要求2所述的控制装置，其中，
所述计算部将所述计算出的所述加速度表示减速且其减速度为预先设定的减速度以上时的行驶挡作为所述减速行驶挡。
4.如权利要求3所述的控制装置，其中，
所述计算部在所述行驶挡中的车辆加速度未表示减速或者表示减速但其减速度小于预先设定的减速度的情况下，计算出相比所述行驶挡再下一个的行驶挡中的所述车辆的加速度。
5.如权利要求2所述的控制装置，其中，
所述计算部计算出向所述行驶挡降挡时的所述驱动源的转速，在计算出的转速为预先设定的最大转速以下的情况下，计算出所述降挡时的行驶挡中的车辆加速度。
6.如权利要求1所述的控制装置，其中，
所述控制装置包括控制部，所述控制部执行从所述当前行驶挡向所述减速行驶挡降挡的控制。
7.一种车辆，包括权利要求1至6中任一项所述的控制装置。
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