DE112018001533T5

DE112018001533T5 - Fahrsteuerungsvorrichtung, Fahrzeug und Fahrsteuerungsverfahren

Info

Publication number: DE112018001533T5
Application number: DE112018001533.5T
Authority: DE
Inventors: Naoki Takahashi; Masaichi TAKAHASHI
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2017-03-22
Filing date: 2018-03-16
Publication date: 2020-01-09
Also published as: WO2018173965A1; CN110431297A; US20200023847A1; JP2018159317A

Abstract

Es werden eine Fahrsteuerungsvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Fahrsteuerungsverfahren bereitgestellt, die das Unbehagen des Fahrers verringern und gleichzeitig eine weitere Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs des Fahrzeugs ermöglichen. Diese Fahrsteuerungsvorrichtung steuert das Umschalten der Fahrzeugfahrt zwischen einer Triebsfahrt, bei der das Fahrzeug zum Fahren gebracht wird, während die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer Zielgeschwindigkeit gehalten wird, und einer Leerlauffahrt, bei der das Fahrzeug zum Fahren durch Trägheit gebracht wird, und ist mit einer Fahrsteuereinheit ausgestattet, die in Fällen, in denen die Fahrzeuggeschwindigkeit während der Leerlauffahrt die zulässige Höchstgeschwindigkeit eines vorgeschriebenen Bereichs überschritten hat, die Fahrt des Fahrzeugs von der Leerlauffahrt auf die Triebsfahrt umschaltet und bewirkt, dass das Fahrzeug bremst, und sobald die Fahrzeuggeschwindigkeit auf eine vorgeschriebene Geschwindigkeit gesunken ist, die über der Zielgeschwindigkeit liegt, die Bremsen des Fahrzeugs löst.

Description

Technisches Gebiet
Diese Offenbarung betrifft eine Fahrsteuerungsvorrichtung zum Steuern der Fahrt eines Fahrzeugs, ein Fahrzeug und ein Fahrsteuerungsverfahren.
Technischer Hintergrund
Herkömmlicherweise ist eine Fahrsteuerungsvorrichtung bekannt, die das automatische Fahren eines Fahrzeugs (Fahren ohne Bedienung durch den Fahrer) steuert.
Zum Beispiel offenbart Patentliteratur 1 eine Fahrsteuerungsvorrichtung, die eine Steuerung durchführt, bei der die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einer eingestellten Geschwindigkeit (im Folgenden als Zielfahrzeuggeschwindigkeit bezeichnet) gehalten wird, um das Fahrzeug zu fahren (Antriebsfahrt).
Zum Beispiel ist in der Patentliteratur 2 eine Fahrsteuerungsvorrichtung offenbart, die eine Steuerung durchführt, die es dem Fahrzeug ermöglicht, aufgrund von Trägheit (Trägheitsfahrt) zu fahren, indem ein Motor vorübergehend gestoppt und ein in einem Kraftübertragungssystem bereitgestellter Kraftübertragungsmechanismus zwischen einem Getriebe und dem Motor oder zwischen dem Getriebe und den Rädern getrennt wird, wenn vorbestimmte Bedingungen erfüllt sind, während das Fahrzeug fährt.
Literaturnachweis
Patentliteratur

PTL 1: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2017-024479
PTL 2: Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. 2006-200370

Kurzdarstellung der Erfindung
Technisches Problem
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der Trägheitsfahrt die zulässige Maximalgeschwindigkeit in dem vorbestimmten Bereich überschreitet, wird die Fahrt des Fahrzeugs von der Leerlauffahrt auf die Antriebsfahrt umgeschaltet. Wenn der Antriebsbetrieb zum Beispiel auf die Antriebsfahrt umgeschaltet wird, wird die Hilfsbremse betätigt. Die Betätigung der Hilfsbremse wird gelöst, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die Zielfahrzeuggeschwindigkeit erreicht.
Da jedoch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs stark verringert wird, bis die Hilfsbremse vom Beginn des Betriebs der Hilfsbremse gelöst ist, kann sich der Fahrer unwohl fühlen. Weiterhin wird die Hilfsbremse während dieser Zeitspanne kontinuierlich betätigt, was ein Problem dahingehend verursacht, dass eine Verbesserung der Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs behindert wird.
Es ist eine Aufgabe dieser Offenbarung, eine Fahrsteuerungsvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Fahrsteuerungsverfahren bereitzustellen, die das Unbehagen eines Fahrers verringern und die Kraftstoffeffizienz eines Fahrzeugs weiter verbessern können.
Lösung des Problems
Eine Fahrsteuerungsvorrichtung der vorliegenden Offenbarung ist eine Fahrsteuerungsvorrichtung, die eine Umschaltsteuerung zum Fahren eines Fahrzeugs zwischen einer Antriebsfahrt, um das Fahrzeug zum Fahren zu veranlassen, während die Geschwindigkeit auf einer Zielfahrzeuggeschwindigkeit gehalten wird, und einer Trägheitsfahrt durchführt, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, durch Trägheit zu fahren, wobei die Fahrsteuerungsvorrichtung Folgendes einschließt:

einen Fahrsteuerungsabschnitt, der die Fahrt des Fahrzeugs von einer Trägheitsfahrt auf eine Antriebsfahrt umschaltet und das Fahrzeug bremst, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine zulässige Maximalgeschwindigkeit eines vorbestimmten Bereichs während einer Trägheitsfahrt überschreitet, und der die Bremse des Fahrzeugs löst, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit über der Zielfahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.

Ein Fahrzeug der vorliegenden Offenbarung beinhaltet die oben beschriebene Fahrsteuerungsvorrichtung.
Ein Fahrsteuerungsverfahren der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrsteuerungsverfahren, das eine Umschaltsteuerung zum Fahren eines Fahrzeugs zwischen einer Antriebsfahrt, um das Fahrzeug zum Fahren zu veranlassen, während die Geschwindigkeit auf einer Zielfahrzeuggeschwindigkeit gehalten wird, und einer Trägheitsfahrt durchführt, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, durch Trägheit zu fahren, wobei das Fahrsteuerungsverfahren Folgendes einschließt:

Umschalten der Fahrt des Fahrzeugs von einer Trägheitsfahrt auf eine Antriebsfahrt und Bremsen des Fahrzeugs, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine zulässige Maximalgeschwindigkeit eines vorbestimmten Bereichs während einer Trägheitsfahrt überschreitet, und Lösen der Bremse des Fahrzeugs, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit über der Zielfahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.

Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Gemäß dieser Offenbarung ist es möglich, das Unbehagen für den Fahrer zu verringern und die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs weiter zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration eines Fahrzeugs, das eine Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einschließt, darstellt;
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration einer Fahrsteuerungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt;
3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Straßenneigungsinformation und eines Fahrplans auf einer Straße darstellt; und
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Betriebsbeispiels der Fahrsteuerung in dem Fahrsteuerungsabschnitt darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen dieser Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlich beschrieben.
<Beispiel für die Konfiguration des Fahrzeugs 1>
Zunächst wird die Konfiguration eines Fahrzeugs einschließlich der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel einer Konfiguration des Fahrzeugs einschließlich der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform darstellt. Nachfolgend wird eine Beschreibung gegeben, die sich auf einen Abschnitt konzentriert, der sich auf die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 bezieht.
Das Fahrzeug 1 ist ein Fahrzeug, das in der Lage ist, zwischen Antriebsfahrt und Leerlauffahrt umzuschalten. Die Antriebsfahrt (auch als Konstantgeschwindigkeitsfahrt bezeichnet) ist eine Fahrt, bei der das Fahrzeug 1 gefahren wird, um durch ein später zu beschreibendes Antriebssystem Räder 9 anzutreiben, um die Zielfahrzeuggeschwindigkeit (in 3 dargestellte Zielfahrzeuggeschwindigkeit V) aufrechtzuerhalten. Die Leerlauffahrt ist eine Fahrt, bei der das Fahrzeug 1 unter Ausnutzung der Trägheitskraft angetrieben wird, ohne die Räder 9 durch ein später beschriebenes Antriebssystem anzutreiben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird als Beispiel ein Fall, in dem ein Leerlauf eine Neutralträgheitsfahrt ist (im Folgenden als „N-Leerlauf“ bezeichnet), in dem die Schaltstufe des Getriebes neutral ist, als Beispiel beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die frei laufende Trägheitsfahrt kann ebenfalls verwendet werden. Während der N-Leerlauf durchgeführt wird, indem dem Motor Kraftstoff in einem Zustand zugeführt wird, in dem die Kupplung im Kraftübertragungsweg ausgekuppelt und der Motor von den Rädern getrennt ist, wird die Freilaufträgheitsfahrt durch Stoppen der Kraftstoffzufuhr zum Motor in einem Zustand durchgeführt, in dem die Kupplung im Kraftübertragungsweg ausgekuppelt und der Motor von den Rädern getrennt ist.
Das in 1 dargestellte Fahrzeug 1 ist ein großes Fahrzeug, wie beispielsweise ein Lastkraftwagen, auf dem zum Beispiel ein Reihen-6-Zylinder-Dieselmotor montiert ist.
Wie in 1 dargestellt, schließt das Fahrzeug 1 einen Motor 3, eine Kupplung 4, ein Getriebe 5, eine Triebwelle (Propellerwelle) 6, eine Differentialvorrichtung (Differentialgetriebe) 7, eine Antriebswelle 8 und Räder 9 als eine Konfiguration eines Antriebssystems zum Fahren des Fahrzeugs ein.
Die Kraft des Motors 3 wird mittels der Kupplung 4 auf das Getriebe 5 übertragen, und die Kraft, die auf das Getriebe 5 übertragen wird, wird weiter mittels der Triebwelle 6, der Differentialvorrichtung 7 und der Antriebswelle 8 auf die Räder 9 übertragen. Somit wird die Kraft des Motors 3 auf die Räder 9 übertragen und das Fahrzeug 1 fährt.
Weiter weist das Fahrzeug 1 eine Bremsvorrichtung 40 als eine Struktur eines Bremssystems zum Stoppen des Fahrzeugs auf. Die Bremsvorrichtung 40 schließt eine Fußbremse 41, die den Rädern 9 eine Widerstandskraft verleiht, einen Retarder 42, der eine Widerstandskraft auf die Triebwelle 6 ausübt, und eine Hilfsbremse 43, beispielsweise eine Abgasbremse, die eine Last auf den Motor ausübt, ein.
Weiter weist das Fahrzeug 1 eine automatische Fahrvorrichtung 2 als eine Konfiguration eines Steuersystems zum Steuern der Fahrt des Fahrzeugs 1 auf. Die automatische Fahrvorrichtung 2 ist eine Vorrichtung, die das Fahrzeug 1 veranlasst, eine automatische Fahrt durchzuführen, indem die Ausgabe des Motors 3, das Auskuppeln der Kupplung 4 und das Schalten des Getriebes 5 gesteuert werden, und umfasst mehrere Steuervorrichtungen.
Insbesondere schließt die automatische Fahrvorrichtung 2 eine Motor-ECU (engine control device, Motorsteuerungsvorrichtung) 10, eine Kraftübertragungs-ECU (power transmission control device, Kraftübertragungssteuerungsvorrichtung) 11, eine Zielfahrzeuggeschwindigkeits-Einstellvorrichtung 13, eine Erhöhungs-/Verringerungswert-Einstellvorrichtung 14, eine Straßeninformations-Erfassungsvorrichtung 20, Fahrzeuginformations-Erfassungsvorrichtung 30 und Fahrsteuerungsvorrichtung 100 ein.
Die Motor-ECU 10, die Kraftübertragungs-ECU 11 und die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 sind durch ein fahrzeuginternes Netzwerk miteinander verbunden, so dass die erforderlichen Daten und Steuersignale übertragen und voneinander empfangen werden können.
Die Motor-ECU 10 steuert die Ausgabe des Motors 3. Die Kraftübertragungs-ECU 11 steuert das Auskuppeln der Kupplung 4 und das Schalten des Getriebes 5.
Die Zielfahrzeuggeschwindigkeits-Einstellvorrichtung 13 stellt die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V (siehe 3) während des automatischen Fahrens des Fahrzeugs 1 zur Fahrsteuerungsvorrichtung 100 ein.
Die Erhöhungs-/Verringerungswert-Einstellvorrichtung 14 stellt den Geschwindigkeitsverringerungswert -VI und den Geschwindigkeitserhöhungswert +V1 beim automatischen Fahren des Fahrzeugs 1 in der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 ein. Diese Werte V, -VI und +V1 sind Parameter, die für die automatische Fahrt des Fahrzeugs 1 verwendet werden.
Die Zielfahrzeuggeschwindigkeits-Einstellvorrichtung 13 und die Erhöhungs-/Verringerungswert-Einstellvorrichtung 14 schließen zum Beispiel eine Informationseingabeschnittstelle wie beispielsweise eine Anzeige mit einem Berührungsfeld ein, das auf einem Armaturenbrett (nicht dargestellt) eines Fahrersitzes angeordnet ist, und empfangen die Einstellung der Parameter von dem Fahrer. Die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V, der Geschwindigkeitsverringerungswert -VI und der Geschwindigkeitserhöhungswert +V1 werden entsprechend als „Einstellungsinformation“ bezeichnet.
Die Straßeninformations-Erfassungsvorrichtung 20 erfasst Straßeninformationen, die den Straßenzustand und die aktuelle Position des Fahrzeugs 1 angeben, und gibt die Straßeninformationen an die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 aus. Zum Beispiel schließt die Straßeninformations-Erfassungsvorrichtung 20 eine aktuelle Positionserfassungsvorrichtung 21, die ein Empfänger eines Satellitenpositionsbestimmungssystems (GPS) ist, eine Wettererfassungsvorrichtung 22, die das Wetter während der Fahrt erfasst, und einen Umgebungssensor 23, der eine Entfernung zu einem Fahrzeug erfasst, das um das Fahrzeug 1 herum fährt (wie beispielsweise ein vorausfahrendes Fahrzeug und ein parallel fahrendes Fahrzeug), und eine Fahrzeuggeschwindigkeitsdifferenz ein.
Es ist bevorzugt, dass die Straßeninformationen Straßenneigungsinformationen einschließen, die die Neigung jedes Punktes der Straße unter Berücksichtigung des von der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 (Fahrsteuerungsabschnitt 120 in 2) erzeugten Fahrplans angeben. Die Straßenneigungsinformationen sind Daten, die die Höhe (Straßenhöhe) der entsprechenden Positionen in Verbindung mit den horizontalen Positionen (Breiten-/Längengradinformationen oder dergleichen) jeder Straße beschreiben.
Die Fahrzeuginformations-Erfassungsvorrichtung 30 erfasst Fahrzeuginformationen, die den Bedienungsinhalt des Fahrers und den Zustand des Fahrzeugs 1 angeben, und gibt die Fahrzeuginformationen an die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 aus. Zum Beispiel schließt die Fahrzeuginformations-Erfassungsvorrichtung 30 Folgendes ein: einen Gaspedalsensor 31, der konfiguriert ist, um einen Niederdrückbetrag eines Gaspedals zu erkennen; Bremsschalter 32 zum Erkennen, ob ein Bremspedal gedrückt ist oder nicht; Schalthebel 33; Blinkerschalter 34; und einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 zum Erkennen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1.
Die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 erzeugt einen Fahrplan, der das Antriebsfahren und den N-Leerlauf einschließt, basierend auf den oben beschriebenen Einstellungsinformationen, Straßeninformationen und Fahrzeuginformationen.
Dann steuert die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 jeden Teil des Fahrzeugs 1 so, dass das Fahrzeug 1 gemäß dem erzeugten Fahrplan fährt.
Obwohl nicht dargestellt, schließen die Motor-ECU 10, die Kraftübertragungs-ECU 11 und die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 zum Beispiel eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU), ein Speichermedium wie einen Nur-Lese-Speicher (ROM), der ein Steuerprogramm speichert, einen Arbeitsspeicher, wie beispielsweise einen Direktzugriffsspeicher (RAM) bzw. eine Kommunikationsschaltung ein. In diesem Fall wird zum Beispiel die Funktion jedes oben beschriebenen Teils, der die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 bildet, durch die CPU realisiert, die das Steuerprogramm ausführt. Es ist anzumerken, dass die gesamte Motor-ECU 10, die Kraftübertragungs-ECU 11 und die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 oder ein Teil davon einstückig ausgebildet sein können.
<Konfigurationsbeispiel für eine Fahrsteuerungsvorrichtung 100>
Als nächstes wird die Konfiguration der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. 2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration der Fahrsteuerungsvorrichtung 100 zeigt.
Wie in 2 dargestellt, schließt die Fahrsteuerungsvorrichtung 100 einen Straßenbestimmungsabschnitt 110, einen Fahrsteuerungsabschnitt 120 und einen Leerlaufverbotssteuerungsabschnitt 130 ein.
Als Nächstes wird der Straßenbestimmungsabschnitt 110 beschrieben.
Basierend auf der Straßeninformation bestimmt der Straßenbestimmungsabschnitt 110, ob eine Straße, auf der das Fahrzeug 1 fährt, eine vorbestimmte Straße ist oder nicht, und gibt das Bestimmungsergebnis an den Fahrsteuerungsabschnitt 120 aus. Die vorbestimmte Straße ist eine Straße, auf der das Fahrzeug 1 im N-Leerlauf fahren kann, und ist beispielsweise eine Straße, die ein Gefälle einschließt, so dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird.
Ferner erzeugt der Fahrsteuerungsabschnitt 120 einen Fahrplan, der die Antriebsfahrt und den N-Leerlauf einschließt, und fährt das Fahrzeug 1 gemäß dem erzeugten Fahrplan basierend auf der aktuellen Position des Fahrzeugs 1.
Zum Beispiel steuert der Fahrsteuerungsabschnitt 120 zum Zeitpunkt der Antriebsfahrt die Kraftstoffeinspritzmenge des Motors 3 mittels der Kraftübertragungs-ECU 11, um dadurch eine Fahrt mit einer Geschwindigkeit gemäß dem Fahrplan zu realisieren. Es ist zu beachten, dass die Details des Plans später beschrieben werden.
Wenn das Fahrzeug zum Beispiel im N-Leerlauf fährt, trennt der Fahrsteuerungsabschnitt 120 die Kupplung 4 mittels der Kraftübertragungs-ECU 11. Weiter steuert der Fahrsteuerungsabschnitt 120 die jeweiligen Teile (Fußbremse 41, Retarder 42 und Hilfsbremse 43) der Bremsvorrichtung 40, um das Fahrzeug 1 anzuhalten. Nachfolgend kann das Bremsen des Fahrzeugs 1 durch eine oder mehrere der Komponenten der Bremsvorrichtung 40 einfach als „Bremsen des Fahrzeugs 1“ bezeichnet werden.
Der Fahrsteuerungsabschnitt 120 führt eine Steuerung durch, um den Fahrzustand des Fahrzeugs 1 entweder auf die Antriebsfahrt oder den N-Leerlauf in dem erzeugten Fahrplan umzuschalten.
Insbesondere, wenn die Straße, auf der das Fahrzeug 1 fährt, eine vorbestimmte Straße ist und die vom Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 35 erfasste Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, wird das Fahrzeug 1 von der Antriebsfahrt auf den N-Leerlauf umgeschaltet. Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 während des N-Leerlaufs außerhalb des vorbestimmten Bereichs fällt, schaltet der Fahrsteuerungsabschnitt 120 das Fahrzeug 1 von dem N-Leerlauf auf die Antriebsfahrt um.
Der vorbestimmte Bereich ist ein Bereich einer Geschwindigkeit, die basierend auf der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V zum Zeitpunkt des automatischen Fahrens des Fahrzeugs 1 eingestellt wird, und wird gemäß einer vorbestimmten Straße eingestellt, die später beschrieben wird.
Der Fahrsteuerungsabschnitt 120 gibt sequentiell Fahrmodusinformationen, die angeben, ob sich das Fahrzeug im N-Leerlauf befindet oder nicht, an den Leerlaufverbotssteuerungsabschnitt 130 aus.
Der Leerlaufverbotssteuerungsabschnitt 130 steuert den Fahrsteuerungsabschnitt 120 so, dass der Start des N-Leerlaufs im Fahrzeug 1 verhindert wird, bis die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem das Fahrzeug 1 von dem N-Leerlauf auf die Antriebsfahrt umgeschaltet wurde.
Wenn zum Beispiel die Fahrzeuggeschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit (V + V1 in 3) in einem vorbestimmten Bereich in dem N-Leerlauf überschreitet, wird die Fahrt des Fahrzeugs von dem N-Leerlauf auf die Antriebsfahrt umgeschaltet. Im Falle einer Antriebsfahrt wird die Hilfsbremse 43 betätigt, um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V einzustellen, und die Geschwindigkeit nimmt auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V ab, die niedriger als die Maximalgeschwindigkeit in einem vorbestimmten Bereich ist. Da die Geschwindigkeit der Hilfsbremse 43 von der Geschwindigkeit, bei der die Geschwindigkeit die Maximalgeschwindigkeit (V + V1) überschreitet, auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V stark verringert wird, ist es wahrscheinlich, dass sich der Fahrer unwohl fühlt. Da die Hilfsbremse 43 ferner kontinuierlich betätigt wird, bis die Geschwindigkeit die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V erreicht, kann die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verringert werden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird jedoch, wenn das Fahrzeug durch den Fahrsteuerungsabschnitt 120 von dem N-Leerlauf auf die Antriebsfahrt umgeschaltet wird, wenn die Geschwindigkeit auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit V2 über der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V reduziert wird, die Bremsung des Fahrzeugs 1 durch die Hilfsbremse 43 gelöst. Hierbei ist die vorbestimmte Geschwindigkeit V2 eine Geschwindigkeit zwischen der zulässigen Maximalgeschwindigkeit (V + V1) und der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V. Insbesondere ist die vorbestimmte Geschwindigkeit V2 eine Geschwindigkeit, die durch Subtrahieren einer konstanten Geschwindigkeit (zum Beispiel einer Geschwindigkeit zum Aufheben des Einflusses von Hysterese) von der zulässigen Maximalgeschwindigkeit (V + V1) erhalten wird.
Ferner ist es wahrscheinlich, dass der Motor während des Betriebs der Hilfsbremse 43 ein Pendeln aufgrund einer Störung zwischen dem Bremsen des N-Leerlaufs und der Steuerung der Hilfsbremse 43 erzeugt, beispielsweise beim Umschalten von der Antriebsfahrt zum N-Leerlauf.
In der vorliegenden Ausführungsform kann jedoch das Auftreten eines Pendelns unterdrückt werden, weil die Steuerung des N-Leerlaufs und die Steuerung der Hilfsbremse 43 sich nicht gegenseitig stören, da der Start des N-Leerlaufs in dem Fahrzeug 1 für eine vorbestimmte Zeit verboten ist, nachdem der Leerlaufverbotssteuerungsabschnitt 130 von dem N-Leerlauf auf die Antriebsfahrt umgeschaltet hat. Die vorbestimmte Zeit ist eine Zeit, während der es der Fahrer des Fahrzeugs 1 nicht als störend empfindet, zwischen dem N-Leerlauf und der Antriebsfahrt zu wechseln.
Andererseits schließt die vorbestimmte Straße, die ein Gefälle einschließt, auf dem der N-Leerlauf durchgeführt wird, ein Gefälle ein, so dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird.
Die Straße ist eine Straße, die ein Gefälle einschließt, so dass der Neigungswiderstand Fs des Abhangs kleiner ist als die Summe des Luftwiderstands Fa für das Fahrzeug 1 und des Rollwiderstands Fr für das Fahrzeug 1 (siehe zum Beispiel die durchgezogene Linie 211 in 3). Wenn das Fahrzeug 1 auf der Straße im N-Leerlauf fährt, wird das Fahrzeug 1 veranlasst, durch Erhöhen der Geschwindigkeit zu fahren, da es sich in dem Gefälleabschnitt befindet, wie dies durch die durchgezogene Linie 212 in 3 dargestellt ist.
Im Fall des N-Leerlaufs kann, da kein Kraftstoff eingespritzt wird, die Kraftstoffeffizienz im Vergleich zu einer Antriebsfahrt, bei der Kraftstoff kontinuierlich eingespritzt wird, verbessert werden.
Auf der Straße wird der vorbestimmte Bereich so eingestellt, dass die Maximalgeschwindigkeit V + V1 und die Minimalgeschwindigkeit V - V1 ist, zum Beispiel basierend auf den oben beschriebenen Einstellungsinformationen. Mit anderen Worten, wenn eine vorbestimmte Straße ein Gefälle einschließt, so dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird, stellt der Fahrsteuerungsabschnitt 120 einen vorbestimmten Bereich innerhalb eines Bereichs von V + V1 (erste Geschwindigkeit), die größer als die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V ist, bis V - V1 ein (zweite Geschwindigkeit), die kleiner als die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V ist.
Der Straßenbestimmungsabschnitt 110 bestimmt, ob die Straße eine vorbestimmte Straße einschließlich eines Gefälles ist oder nicht, so dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird. Die Bestimmung der vorbestimmten Straße wird durchgeführt, indem die Summe des Luftwiderstands Fa und des Rollwiderstands Fr mit dem Neigungswiderstand Fs verglichen wird.
Insbesondere wenn der Neigungswiderstand Fs größer ist als die Summe aus Luftwiderstand Fa und Rollwiderstand Fr, bestimmt der Straßenbestimmungsabschnitt 110, dass die Straße eine vorbestimmte Straße ist, die ein Gefälle einschließt, so dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird.
Der Neigungswiderstand Fs, der Luftwiderstand Fa und der Rollwiderstand Fr werden durch die folgenden Ausdrücke (1) bis (3) berechnet, wobei M das aktuelle Fahrzeuggewicht des Fahrzeugs 1 ist, g die Schwerkraftbeschleunigung ist, µ der Rollwiderstandskoeffizient des Fahrzeugs 1 ist, λ der Luftwiderstandskoeffizient des Fahrzeugs 1 ist, θ die durchschnittliche Steigung des N-Leerlaufabschnitts und V0 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1 ist.
[Ausdruck 1] $Fs = M g s i n θ$
[Ausdruck 2] $F a = λ \cdot V 0^{2} \cdot g$
[Ausdruck 3] $F r = μ \cdot M g \cdot cos θ$
Als nächstes werden die Details eines Fahrplans beschrieben, der von dem Fahrsteuerungsabschnitt 120 verwendet wird. 3 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer Straßenneigungsinformation und eines Fahrplans auf einer Straße einschließlich eines Gefälles darstellt, so dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird.
Zum Beispiel erzeugt der Fahrsteuerungsabschnitt 120 sequentiell einen Fahrplan, der einer vorbestimmten Zeitdauer von der aktuellen Zeit oder einer vorbestimmten Fahrdistanz von der aktuellen Position des Fahrzeugs 1 in regelmäßigen Intervallen entspricht. Zunächst wird ein Beispiel eines Fahrplans auf der vorbestimmten Straße einschließlich eines Gefälles beschrieben, so dass das Fahrzeug 1 beschleunigt wird.
Ein derartiger Fahrplan wird zum Beispiel so erzeugt, dass die durchschnittliche Bewegungsgeschwindigkeit die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V ist, die zulässige Maximalgeschwindigkeit im N-Leerlauf Vmax = V + V1 oder weniger ist und die Fahrbedingung, dass die zulässige Minimalgeschwindigkeit im N-Leerlauf gleich oder größer als Vmin = V - V1 ist, erfüllt ist.
Der Fahrsteuerungsabschnitt 120 erzeugt einen Fahrplan zum aktiven Durchführen des N-Leerlaufs auf der Grundlage der Straßenneigungsinformation.
Die Straßenneigungsinformation schließt zum Beispiel Information, die die Straßenhöhe für jede horizontale Entfernung (Route) von der aktuellen Position L0 des Fahrzeugs 1 angibt, ein, wie durch die durchgezogene Linie 211 in 3 angegeben. Es ist auch möglich, die horizontale Entfernung von der aktuellen Position L0 des Fahrzeugs 1 durch die verstrichene Zeit von der aktuellen Zeit zu ersetzen. Weiter kann die Straßenhöhe durch eine Straßenneigung basierend auf der Beziehung zwischen der Straßenhöhe und den vorderen und hinteren Straßenhöhen ersetzt werden. Die Straßenneigungsinformation der durchgezogenen Linie 211 gibt an, dass sich die aktuelle Position L0 des Fahrzeugs 1 auf der Gefälleseite befindet.
Zum Beispiel, wie durch die durchgezogene Linie 212 auf der Unterseite von 3 angegeben, bestimmt der Fahrsteuerungsabschnitt 120, dass der N-Leerlauf zur Position L1 beibehalten wird, wenn die Geschwindigkeit die zulässige Maximalgeschwindigkeit Vmax überschreitet, d. h. (V + V1).
Insbesondere berechnet der Fahrsteuerungsabschnitt 120 die Position L1 bei der Geschwindigkeit (V + V1) für den Fall, dass der N-Leerlauf durch Einschub von (V + V1) für Vt im folgenden Ausdruck (4) durchgeführt wird, um den Abstand Δx zu erhalten.
[Ausdruck 4] $Vt = \sqrt{\frac{2}{M} {\frac{1}{2} M V 0^{2} + M g h 0 - (M g h t + λ \cdot V 0^{2} \cdot g \cdot \frac{Δ x}{cos θ} + μ \cdot M g \cdot Δ x)}}$
Hier ist M das aktuelle Fahrzeuggewicht des Fahrzeugs 1, g ist die Schwerkraftbeschleunigung, h0 ist die Höhe der aktuellen Position L0 des Fahrzeugs 1, ht ist die Höhe der Position Lt, µ ist der Rollwiderstandskoeffizient des Fahrzeugs 1, Δx ist der Abstand in horizontaler Richtung von der aktuellen Position L0 zur Position Lt (Route), θ ist die durchschnittliche Neigung eines Abschnitts, in dem das Fahrzeug 1 den N-Leerlauf durchführt, und V0 ist eine aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 1.
Weiter schaltet der Fahrsteuerungsabschnitt 120 das Fahrzeug auf die Antriebsfahrt an der Position L1 um und bremst das Fahrzeug durch die Hilfsbremse 43 ab, und wenn die Geschwindigkeit auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit V2 über der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt (in 3 dargestellte Position L2) wird die Bremsung des Fahrzeugs 1 durch die Hilfsbremse 43 aufgehoben (siehe die untere Seite in 3). Weiter bestimmt der Fahrsteuerungsabschnitt 120 einen Fahrplan, der einen Inhalt zum Aufrechterhalten der Antriebsfahrt aufweist, bis eine vorbestimmte Zeit nach dem Umschalten auf die Antriebsfahrt verstrichen ist.
Wenn die vorbestimmte Zeit verstrichen ist, schaltet der Fahrsteuerungsabschnitt 120 auf den N-Leerlauf um und erzeugt einen Fahrplan mit einem Inhalt zum Aufrechterhalten des N-Leerlaufs zu einer Position (nicht gezeigt), in der die Geschwindigkeit niedriger als die zulässige Minimalgeschwindigkeit Vmin ist, d. h. weniger als (V - V1). Auch in diesem Fall berechnet der Fahrsteuerungsabschnitt 120 die Position bei Geschwindigkeit (V-V1) in dem Fall, in dem der N-Leerlauf unter Verwendung des Ausdrucks (4) durchgeführt wird.
Wenn die berechnete geschätzte Fahrzeuggeschwindigkeit Vt gleich oder höher als die festgelegte zulässige Minimalgeschwindigkeit Vmin ist, hält der Fahrsteuerungsabschnitt 120 das Fahrzeug so, wie es ist, während sich das Fahrzeug im N-Leerlauf befindet, und bestimmt, das Fahrzeug in den N-Leerlaufzustand zu schalten, wenn sich das Fahrzeug in der Antriebsfahrt befindet. Das heißt, der Fahrsteuerungsabschnitt 120 erzeugt einen Fahrplan, wie durch die durchgezogene Linie 212 in 3 angegeben, und steuert das Fahrzeug 1 gemäß dem Fahrplan.
Der Fahrplan, der das Intervall des N-Leerlaufs einschließt, der basierend auf der Straßenneigungsinformation bestimmt wird, verbessert effektiv die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs 1. Ferner ist es durch Fahren des Fahrzeugs 1 gemäß dem Fahrplan nicht erforderlich, dass der Fahrer eine sequentielle Gaspedalbetätigung durchführt.
Ferner kann, da der Start von N-Leerlauf für die vorbestimmte Zeit nach dem Umschalten auf die Antriebsfahrt verboten ist, das Pendeln des Gangs, das durch das Umschalten zwischen der Antriebsfahrt und dem N-Leerlauf verursacht wird, unterdrückt werden.
Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Beispiels des Betriebs des Fahrsteuerungsabschnitts 120 gegeben. 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Beispiel eines Betriebs der durch den Fahrsteuerungsabschnitt 120 ausgeführten Fahrsteuerung zeigt. Die Verarbeitung in 4 wird zum Beispiel während der Fahrt des Fahrzeugs 1 ausgeführt.
Wie in 4 dargestellt, bestimmt der Fahrsteuerungsabschnitt 120, ob das Fahrzeug im N-Leerlauf fährt oder nicht (Schritt S100). Als Ergebnis der Bestimmung, wenn bestimmt wird, dass das Fahrzeug nicht im N-Leerlauf fährt (Schritt S100: NEIN), endet das Verfahren. Wenn andererseits N-Leerlauf durchgeführt wird (Schritt S100: JA), fährt das Verfahren mit Schritt S110 fort.
In Schritt S110 bestimmt der Fahrsteuerungsabschnitt 120, ob die aktuelle Geschwindigkeit V0 des Fahrzeugs die zulässige Maximalgeschwindigkeit (V + V1) des vorbestimmten Bereichs überschreitet oder nicht.
Wenn die Geschwindigkeit V0 die zulässige Maximalgeschwindigkeit (V + V1) nicht überschreitet (Schritt S110: NEIN), endet das Verfahren. Andererseits, wenn die Geschwindigkeit V0 die zulässige Maximalgeschwindigkeit (V + V1) überschreitet (Schritt S110, JA), fährt das Verfahren mit Schritt S120 fort.
In Schritt S120 schaltet der Fahrsteuerungsabschnitt 120 die Fahrt des Fahrzeugs von N-Leerlauf auf die Antriebsfahrt um.
Als Nächstes bremst der Fahrsteuerungsabschnitt 120 das Fahrzeug durch die Hilfsbremse 43 (Schritt S130).
Als Nächstes bestimmt der Fahrsteuerungsabschnitt 120, ob die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit V0 kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit V2 ist oder nicht (Schritt S140).
Wenn die Geschwindigkeit V0 als Ergebnis der Bestimmung gleich oder größer als die vorbestimmte Geschwindigkeit V2 ist (NEIN in Schritt S140), kehrt das Verfahren zu Schritt S140 zurück. Andererseits, wenn die Geschwindigkeit V0 kleiner als die vorbestimmte Geschwindigkeit V2 ist (JA in Schritt S140), löst der Fahrsteuerungsabschnitt 120 das Bremsen des Fahrzeugs 1 durch die Hilfsbremse 43 (Schritt S150).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die wie oben beschrieben konfiguriert ist, schaltet der Fahrsteuerungsabschnitt 120 die Fahrt des Fahrzeugs von N-Leerlauf zur Antriebsfahrt um, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs die zulässige Maximalgeschwindigkeit (V + V1) in dem vorbestimmten Bereich überschreitet, und bremst das Fahrzeug 1 durch die Hilfsbremse 43, und wenn die Geschwindigkeit V0 auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit V2 über der Zielfahrzeuggeschwindigkeit V abnimmt, wird das Bremsen des Fahrzeugs 1 durch die Hilfsbremse 43 gelöst. Demzufolge kann das Unbehagen des Fahrers verringert werden, da die Geschwindigkeit des Fahrzeugs von der zulässigen Maximalgeschwindigkeit (V + V1) nicht stark verringert wird. Da ferner die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht auf die Zielfahrzeuggeschwindigkeit V abgesenkt wird, kann die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs verbessert werden.
Der Start des N-Leerlaufs ist verboten, bis eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem das Fahren des Fahrzeugs von dem N-Leerlauf auf die Antriebsfahrt umgeschaltet wurde. Somit stören sich die Steuerung des N-Leerlaufs und die Steuerung der Hilfsbremse 43 nicht, so dass das Pendeln des Motors verhindert werden kann.
In der obigen Ausführungsform wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit die zulässige Maximalgeschwindigkeit überschreitet, die Hilfsbremse 43 betätigt, um das Fahrzeug zu bremsen, aber diese Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können andere Bremsvorrichtungen 40 wie die Fußbremse 41 und der Retarder 42 betätigt werden, und zwei oder mehr der jeweiligen Teile der Bremsvorrichtung 40 können gebremst werden.
Es sollte angemerkt werden, dass die obige Ausführungsform lediglich ein Beispiel für die Implementierung dieser Offenbarung ist und den Geltungsumfang dieser Offenbarung nicht einschränken soll. Das heißt, diese Offenbarung kann in verschiedenen Formen ausgeführt werden, ohne vom Geist oder den wesentlichen Merkmalen davon abzuweichen.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-056564 , eingereicht am 22. März 2017, deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die Fahrsteuerungsvorrichtung dieser Offenbarung ist nützlich als eine Fahrsteuerungsvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Fahrsteuerungsverfahren, die erforderlich sind, um das Unbehagen eines Fahrers zu verringern und die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs weiter zu verbessern.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: automatische Fahrvorrichtung
3: Motor
4: Kupplung
5: Getriebe
6: Triebwelle
7: Differentialvorrichtung
8: Antriebswelle
9: Rad
10: Motor-ECU
11: Kraftübertragungs-ECU
13: Zielfahrzeuggeschwindigkeits-Einstellvorrichtung
14: Erhöhungs-/Verringerungswert-Einstellvorrichtung
20: Straßeninformations-Erfassungsvorrichtung
21: aktuelle Positionserfassungsvorrichtung
22: Wettererfassungsvorrichtung
23: Umgebungssensor
30: Fahrzeuginformations-Erfassungsvorrichtung
31: Gaspedalsensor
32: Bremsschalter
33: Schalthebel
34: Blinkerschalter
35: Fahrzeuggeschwindigkeitssensor
40: Bremsvorrichtung
41: Fußbremse
42: Retarder
43: Hilfsbremse
100: Fahrsteuerungsvorrichtung
110: Straßenbestimmungsabschnitt
120: Fahrsteuerungsabschnitt
130: Leerlaufverbotssteuerungsabschnitt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2017056564 [0082]

Claims

Fahrsteuerungsvorrichtung, die eine Umschaltsteuerung zum Fahren eines Fahrzeugs zwischen einer Antriebsfahrt, um das Fahrzeug zum Fahren zu veranlassen, während die Geschwindigkeit auf einer Zielfahrzeuggeschwindigkeit gehalten wird, und einer Trägheitsfahrt durchführt, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, durch Trägheit zu fahren, wobei die Fahrsteuerungsvorrichtung Folgendes umfasst: einen Fahrsteuerungsabschnitt, der die Fahrt des Fahrzeugs von einer Trägheitsfahrt auf eine Antriebsfahrt umschaltet und das Fahrzeug bremst, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine zulässige Maximalgeschwindigkeit eines vorbestimmten Bereichs während einer Trägheitsfahrt überschreitet, und der die Bremse des Fahrzeugs löst, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit über der Zielfahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.
Fahrsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Geschwindigkeit eine Geschwindigkeit zwischen der zulässigen Maximalgeschwindigkeit und der Zielfahrzeuggeschwindigkeit ist.
Fahrsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Leerlaufverbotssteuerungsabschnitt, der den Fahrsteuerungsabschnitt so steuert, dass der Start der Trägheitsfahrt des Fahrzeugs verhindert wird, bis eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, nachdem die Fahrt des Fahrzeugs von der Trägheitsfahrt auf die Antriebsfahrt umgeschaltet wurde.
Fahrzeug, umfassend die Fahrsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1.
Fahrsteuerungsverfahren, das eine Umschaltsteuerung zum Fahren eines Fahrzeugs zwischen einer Antriebsfahrt, um das Fahrzeug zum Fahren zu veranlassen, während die Geschwindigkeit auf einer Zielfahrzeuggeschwindigkeit gehalten wird, und einer Trägheitsfahrt durchführt, um dem Fahrzeug zu ermöglichen, durch Trägheit zu fahren, wobei das Fahrsteuerungsverfahren Folgendes umfasst: Umschalten der Fahrt des Fahrzeugs von einer Trägheitsfahrt auf eine Antriebsfahrt und Bremsen des Fahrzeugs, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine zulässige Maximalgeschwindigkeit eines vorbestimmten Bereichs während einer Trägheitsfahrt überschreitet, und Lösen der Bremse des Fahrzeugs, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf eine vorbestimmte Geschwindigkeit über der Zielfahrzeuggeschwindigkeit abnimmt.