CN103124843A

CN103124843A - 车辆控制器

Info

Publication number: CN103124843A
Application number: CN2011800463436A
Authority: CN
Inventors: 松永昌树
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-27
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2031-09-27
Also published as: WO2012042341A1; US20130179053A1; JP2012077647A; US9500155B2; JP5652090B2; EP2622207B1; EP2622207A1; CN103124843B

Abstract

一种车辆控制器，其包括发动机（11）、响应于驾驶员的操作向车辆施加制动力的液压制动设备（31）、和通过由发动机（11）的驱动产生的负压力来辅助驾驶员的制动操作的制动助力器（34）。ECU（21）能够根据车辆的运行状态自动地停止发动机（11），当发动机处于自动停止状态中时当制动助力器（34）的负压力降至低于已经预先设定的预定负压力确定值时能够自动地启动发动机（11），并且能够根据在发动机（11）的自动停止状态中运行的车辆的动能来改变负压力确定值。

Description

车辆控制器

技术领域

本发明涉及一种车辆控制器。

背景技术

已经提出了在车辆的预定操作条件下自动地停止发动机并且使得能够实现经济运行操作的各种车辆控制器。在经济运行操作中，燃料的供应停止并且因此能够减少燃料消耗。

例如，在日本专利申请公开No.2006-200370（JP-A-2006-200370）中描述了使得能够实现这种经济运行操作的、根据相关技术的一种发动机控制器。在JP-A-2006-200370中描述的发动机自动停止/启动控制器能够在发动机的自动停止状态中当使用发动机的进气负压力作为负压力源的制动助力器的负压力值降低时自动地启动发动机，并且当满足预定条件时增加旋转速度并且自动地启动发动机。更加具体地，当驾驶员已经尝试突然地制动或者已经突然地操作方向盘时和当道路已经从平坦道路改变到倾斜道路时，旋转速度增加并且发动机自动地启动。

当发动机的进气负压力被供应于此的制动助力器被安装在车辆上时，在发动机停止并且车辆在经济运行模式中运行时，制动助力器的负压力降低。相应地，在发动机已经重新启动之后，由驾驶员执行的制动操作不能足够地受到制动助力器辅助并且能够产生困难的感觉。在根据上述相关技术的发动机自动停止/启动设备中，当执行制动操作从而在发动机的停止状态中消耗大的助力器负压力时，即，当执行突然的制动操作，执行突然的转向操作，或者车辆在倾斜道路上运行时，发动机自动启动的确定值来改变，旋转速度升高，发动机自动地启动，并且助力器负压力快速地恢复。

在根据上述相关技术的发动机自动停止/启动设备中，当发动机停止并且车辆在经济运行模式中运行时，当驾驶员执行各种操作时，启用制动助力器的充分的负压力控制。然而，在车辆到达倾斜道路并且车辆速度升高时，驾驶员施加大的制动力或者执行泵送制动。在助力器负压力在这种情形中并不充分时，驾驶员的制动操作不能足够地受到辅助。此外，在根据上述相关技术的发动机自动停止/启动设备中，虽然当车辆在倾斜道路上运行时，助力器负压力受到控制，但是倾斜道路应该得到限定，即，道路表面的倾角应该得到设定并且控制变得困难。

发明内容

本发明提供一种通过与车辆运行状态无关地有效地执行用于制动的负压力控制而改进运行安全性并且还改进驾驶性能的车辆控制器。

根据本发明的第一方面的车辆控制器包括车辆的驱动源；制动设备，其用于向所述车辆施加制动力；制动辅助设备，其通过由所述驱动源的驱动产生的负压力来辅助驾驶员的制动操作；自动停止装置，其使得能够根据所述车辆的运行状态来实现所述驱动源的自动停止；自动启动装置，当在所述驱动设备的自动停止状态中所述制动辅助设备的负压力满足预定条件时，该自动启动装置自动地启动所述驱动源；和条件改变装置，其用于根据在所述驱动源的自动停止状态中运行的所述车辆的动能来改变所述条件。

在上述车辆控制器中，条件改变装置可以基于车辆重量和速度来计算所述动能。

在上述车辆控制器中，相对于所述车辆在所述驱动源自动地停止时的动能，所述条件改变装置基于所述车辆的当前动能的增量来改变所述条件。

在上述车辆控制器中，条件改变装置根据用于使得在所述驱动源的自动停止状态中运行的所述车辆减速或者停止所必需的负压力来改变所述条件。

上述车辆控制器可以进一步包括制动操作量检测装置，该制动操作量检测装置用于检测当在所述驱动发动机已经自动地停止之后所述车辆运行时由驾驶员施加的制动操作量，其中所述条件改变装置根据由所述制动操作量检测装置所检测到的制动操作量来改变所述条件。

根据本发明的第二方面的车辆控制器包括车辆的驱动源；制动设备，其用于向所述车辆施加制动力；制动辅助设备，其通过由所述驱动源的驱动产生的负压力来辅助驾驶员的制动操作；自动停止装置，其使得能够根据所述车辆的运行状态来实现所述驱动源的自动停止；自动启动装置，当在所述驱动源的自动停止状态中所述制动辅助设备的负压力满足预定条件时，该自动启动装置自动地启动所述驱动源；和条件改变装置，其根据用于维持在所述驱动源的自动停止状态中运行的所述车辆的速度所必需的制动力来改变所述条件。

根据本发明的第一方面的车辆控制器被配置为使得当在驱动源的自动停止状态中用于制动的负压力满足预定条件时，驱动源能够自动地启动，并且能够根据在驱动源的自动停止状态中运行的车辆的动能来改变这个条件。所产生的效果在于，能够与车辆的运行状态无关地有效地控制制动负压力，由此使得改进运行安全性并且还改进驾驶性能成为可能。

根据本发明的第二方面的车辆控制器被配置为使得当在驱动源的自动停止状态中用于制动的负压力满足预定条件时，驱动源能够自动地启动，并且能够根据对于维持在驱动源的自动停止状态中运行的车辆的速度所必需的制动力来改变这个条件。所产生的效果在于，能够与车辆的运行状态无关地有效地控制用于制动的负压力，由此使得改进运行安全性并且还改进驾驶性能成为可能。

附图简要说明

将在下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似的附图标记表示类似的元件，并且其中：

图1是示意根据本发明的一个实施例的车辆控制器的框图；

图2是示意利用实施例的车辆控制器执行的发动机重新启动控制的处理流的流程图；

图3是示意车辆的运行状态的变化的概略图表；并且

图4是示意相对于动能增加的负压力确定值的校正系数的曲线图。

具体实施方式

将在下面参考附图更加详细地描述根据本发明的车辆控制器的实施例。然而，本发明不限于实施例。此外，当存在多个实施例时，本发明还包括通过组合实施例获得的配置。

图1是示意根据本发明的实施例的车辆控制器的框图。图2是示意利用实施例的车辆控制器执行的发动机重新启动控制的处理流的流程图。图3是示意车辆的运行状态的变化的概略图表。图4是示意相对于动能增加的负压力确定值的校正系数的曲线图。

在实施例的车辆控制器中，如在图1中所示，在用作动力源的发动机11中，变矩器12被连接到曲轴，并且多速自动变速器14被连接到变矩器12的驱动轴13。传动轴15被连接到自动变速器14，并且左和右驱动轴17被差动齿轮16连接到传动轴15。左和右驱动轮18被连接到驱动轴17。

因此，当发动机11操作时，其驱动动力被从曲轴输出、经由变矩器12输入到自动变速器14的输入轴，并且以预定速度比减小。在减小之后驱动动力被从自动变速器14的输出轴输出到传动轴15并且被差动齿轮16从传动轴15传递到左和右驱动轴17并且能够旋转左和右驱动轮18。

在变矩器12和自动变速器14之间引入了离合器19。离合器19具有致动器20，并且驱动动力和制动力在发动机11侧和驱动轮18侧之间的传递能够被致动器20禁用。

发动机控制单元（ECU）21被安装在车辆上，并且ECU21能够控制发动机11的驱动。因此，设置了测量进气空气量的空气流量传感器22、检测加速器踏板23的踩踏量（加速器操作量）的加速器位置传感器24、检测电子节流阀设备中的节流阀开度的节流阀位置传感器25，和检测发动机11的旋转速度的发动机旋转速度传感器26。ECU21基于由传感器22、24、25和26获得的检测结果控制从喷射器的燃料喷射量、燃料喷射正时、用于火花塞的点火周期等。

此外，自动变速器14由变速器液压控制单元27以液压方式控制。ECU21控制变速器液压控制单元27以液压方式控制自动变速器14，由此使得能够实现速度改变控制。因此，设置了检测输入轴旋转速度的输入轴旋转速度传感器28和检测由驾驶员操作的换档杆设备29控制的换档位置的换档位置传感器30。ECU21控制变速器液压控制单元27并且基于由传感器24、28和30获得的检测结果以液压方式控制自动变速器14，由此控制速度改变正时。在此情形中，ECU21通过控制发动机11和自动变速器14而控制车辆的驱动动力。

在车辆中，为每一个驱动轮18设置了液压制动设备（制动设备）31。ECU21能够通过控制制动液压控制单元32并且以液压方式控制液压制动设备31而控制制动。在此情形中，制动踏板33被连接到制动助力器（制动力增加设备）34。制动助力器34利用所供应的负压力致动并且通过使用负压力而辅助驾驶员的制动操作。制动助力器34具有被连接到发动机11的进气管道的负压力腔室（在图中没有示出），并且负压力腔室的预定负压力在其中积累。此外，设置了检测制动踏板33的踩踏量（制动踏板行程）的制动踏板行程传感器35，和检测在制动助力器34的负压力腔室上作用的负压力的负压力传感器36。ECU21基于由制动踏板行程传感器35获得的检测结果控制制动液压控制单元32并且以液压方式控制液压制动设备31，由此向驱动轮18施加预定的制动力（制动液压力）。

在该实施例中，发动机（内燃机）11被用作车辆的驱动源，液压制动设备31被用作响应于驾驶员的操作向车辆施加制动力的制动设备，并且制动助力器34被用作通过由驱动源的驱动产生的负压力来辅助驾驶员的制动操作的制动辅助设备。ECU21能够响应于车辆操作状态自动地停止并且还自动地启动发动机11。在此情形中，ECU21用作自动停止装置和自动启动装置。

更加具体地，当在车辆运行时满足发动机自动停止条件（例如，驾驶员未在加速器踏板23上踩踏预定时间）时，ECU21自动地停止发动机11。此外，当具有自动地停止的发动机11的车辆行进时当满足发动机自动启动条件（例如，驾驶员在加速器踏板23上踩踏）时，ECU21自动地启动发动机11。当ECU21自动地停止发动机11时，向发动机11的燃料供应和点火停止并且离合器19脱离合。通过这样执行其中发动机11自动地停止并且车辆利用惯性（惯性力）运行的惯性运行（自由运行）模式和通过发动机11自动地从惯性运行模式启动并且恢复车辆的发动机驱动状态而停止惯性运行的操作，通过当在车辆运行中不要求驱动动力时停止发动机11并且使得车辆利用惯性运行，实际燃料消耗能够得以改进。

此外，在发动机11的自动停止状态中，当在制动助力器34的负压力腔室上作用的负压力降至低于已经预先设定的预定负压力确定值（条件）时，ECU21自动地启动发动机11。在当发动机11停止并且车辆处于自由运行模式中时驾驶员在制动踏板33上踩踏若干次时，制动助力器34的负压力腔室的负压力降低。这是因为在此情形中发动机11已经停止并且因此负压力并不从发动机11的进气管道作用于负压力腔室。结果，在制动助力器34的负压力腔室的负压力降低时，制动助力器34将不能利用负压力来辅助驾驶员的制动操作是可能的。相应地，当在发动机11的自动停止状态中制动助力器34的负压力腔室的负压力降至低于负压力确定值时，ECU21自动地启动发动机11并且确保负压力腔室中的预定负压力。

在该实施例中，ECU21根据在发动机11的自动停止状态中运行的车辆的动能来改变负压力确定值（条件）。ECU21因此用作条件改变装置。ECU21基于车辆的重量和速度来计算动能。车辆速度传感器37被设置用于检测车辆的运行速度，并且ECU21基于通过将乘客的重量与车辆重量相加获得的车辆重量和由车辆速度传感器37检测的车辆速度来计算车辆的动能。

ECU21基于车辆的当前动能相对于车辆在发动机11已经自动地停止时的动能的增量来改变负压力确定值。ECU21根据对于减速或者停止在发动机11的自动停止状态中运行的车辆所必需的负压力来改变负压力确定值。

此外，制动踏板行程传感器35被用作用于检测当车辆在发动机已经自动地停止之后运行时由驾驶员执行的制动操作的量的制动操作量检测装置，并且ECU21根据由制动踏板行程传感器35检测的制动操作量，更加具体地由驾驶员执行的制动操作的数目的累积值或者制动踏板行程的累积值来改变负压力确定值。

因此，一旦在车辆运行时满足发动机自动停止条件，ECU便自动地停止发动机11并且车辆利用惯性运行。在此情形中，当车辆在此处行进的道路是倾斜的时，因为发动机11已经停止，所以发动机制动并不作用于车辆上并且车辆速度升高。相应地，驾驶员猛烈地在制动踏板33上踩踏或者踩踏多次从而泵送制动踏板33以便降低车辆速度。在此情形中，由驾驶员执行的制动操作或/和在制动踏板33上踩踏的操作超过在通常情况下执行的操作并且因此制动助力器34要求高的负压力。

然而，如在上文中所描述地，当车辆利用惯性运行时，因为发动机11已经停止，所以负压力不能被供应到制动助力器34的负压力腔室并且负压力相反地降低。结果，即使当在利用惯性运行的车辆在下坡上行进而车辆速度升高时，制动助力器34也不能充分地辅助驾驶员的制动操作。相应地，ECU21根据在发动机11的自动停止状态中运行的车辆的动能来改变负压力确定值以增加负压力确定值，比通常较早地自动地启动发动机11并且确保负压力腔室中的高的负压力。

当在于发动机11的自动停止状态中运行的车辆中由驾驶员执行的制动操作的数目增加时，ECU21根据制动操作的数目的累积值或者制动踏板行程的累积值来改变负压力确定值以增加负压力确定值，比通常较早地自动地启动发动机11并且确保负压力腔室中的高的负压力。

ECU21根据在发动机11的自动停止状态中运行的车辆的动能来改变负压力确定值以增加负压力确定值，从而根据为了维持当前车辆速度并且使得车辆速度恒定而所必需的制动力来改变负压力确定值。

将在下面通过使用图2所示流程图更加详细地描述由实施例的车辆控制器执行的控制。

在实施例的车辆控制器中，如在图2中所示，在步骤S11中，ECU21确定在运行车辆中发动机11是否处于自动停止状态中。在确定发动机11并非处于自动停止状态中时，什么事情都不做并且不执行例程。在确定发动机11处于自动停止状态中时，在步骤S12中计算车辆的当前动能。在此情形中，ECU21计算车辆在于发动机11的自动停止之后惯性运行模式开始时的初始动能并且存储计算的初始动能。ECU21总是计算在发动机11已经停止之后在惯性运行模式中的车辆的动能。

将在下面解释一种用于计算车辆的动能的方法。在车辆的质量（重量）由m表示并且车辆速度由v表示时，能够根据以下数值公式确定车辆的动能K。K=（l/2）mv²。在此情形中，可以通过预先获知车辆重量并且将乘客的总重量与此相加而确定车辆的质量（重量）m。利用车辆速度传感器37获得的检测结果可以被用作车辆速度v。

然后，在步骤S13中，ECU21确定车辆的动能是否已经增加。如在图3中所示，在其中车辆100a在平坦道路201上运行的过程中在发动机11自动地停止并且车辆利用惯性运行时，计算并且存储此时的初始动能。在利用惯性运行的车辆100b此后开始在倾斜道路202上运行时，车辆100b的速度升高并且动能增加。因此，能够根据以下数值公式确定动能的增加k。这里，v1是在车辆开始利用惯性运行时的车辆速度，并且v2是当前车辆速度，即，在倾斜道路上运行的车辆的速度，k=（1/2）×m×（v2²-v1²）。

例如，在m为1500kg、v1为30km/h（8.3m/s），并且v2为50m/h（13.9m/s）时，此时动能的增加k1如下，k1=（1/2）×1500×（13.9²-8.3²）=93240。

回到图2，在步骤S13中确定车辆的动能没有增加时，处理流前进到步骤S14并且维持当前的负压力确定值。在确定车辆的动能已经增加时，处理流前进到步骤S15并且改变负压力确定值。在此情形中，如在图4中所示，ECU21预先存储代表相对于动能的增加的负压力确定值的校正系数的曲线图（映射）并且基于计算的、动能的增加k（k1）确定校正系数。这个映射示范了在动能的增加k为0（或者等于或者小于0）时，校正系数为1。在动能的增加k1为93240时，如在上文中述及地，校正系数为1.3。因此，在步骤S15中，ECU21通过对于当前负压力确定值（例如，50kPa）计算校正系数1.3而设定新的负压力确定值（例如，65kPa）。

回到图2，在步骤S16中，ECU21确定是否已经满足发动机11的自动启动条件（重新启动条件）。在确定发动机11的自动启动条件尚未满足时，什么事情都不做并且不执行例程。在确定发动机11的自动启动条件已经满足时，ECU21在步骤S17中自动地启动（重新启动）发动机11。因此，ECU21开始向发动机11的燃料供应和点火并且接合离合器19。

在该实施例中，负压力确定值用作发动机11的自动启动条件，ECU21确定已经由负压力传感器36检测的、在制动助力器34的负压力腔室中的当前负压力是否低于负压力确定值并且当确定当前负压力低于负压力确定值时自动地启动发动机11。在此情形中，当利用惯性运行的车辆到达倾斜道路时，负压力确定值被改变从而增加。结果，发动机11自动地比在于平坦道路上运行的情形中较早地启动，为制动助力器34的负压力腔室确保了高的负压力，并且制动助力器34能够充分地辅助由驾驶员执行的制动操作。

在此情形中，当在发动机11已经自动地停止之后车辆利用惯性运行时，ECU21可以根据由驾驶员执行的制动操作的量来改变负压力确定值从而增加确定值。

因此，实施例的车辆控制器包括发动机11、响应于驾驶员的操作向车辆施加制动力的液压制动设备31，和通过由发动机11的驱动产生的负压力辅助由驾驶员执行的制动操作的制动助力器34。ECU21能够根据车辆的运行状态自动地停止发动机11，当发动机处于自动停止状态中时当制动助力器34的负压力低于已经预先设定的预定负压力确定值时能够自动地启动发动机11，并且能够根据在发动机11的自动停止状态中运行的车辆的动能来改变负压力确定值。

因此，通过根据在发动机11的自动停止状态中运行的车辆的动能来改变负压力确定值，将制动助力器34的负压力维持为根据车辆的运行状态的最佳值是可能的，并且与车辆的运行状态无关地，用于制动的负压力控制被有效地执行，由此使得改进运行安全性成为可能并且还使得能够利用制动助力器34实现有效的制动辅助并且改进驾驶性能。

在实施例的车辆控制器中，ECU21基于车辆重量和速度来计算动能。因此，通过基于车辆重量和速度来计算动能，容易地并且以高精确度确定动能是可能的，并且能够防止设备复杂度的增加。

更加具体地，ECU21基于车辆的当前动能相对于在发动机11已经自动地停止之后车辆的动能的增量来改变负压力确定值。在此情形中，根据对于减速或者停止在发动机11的自动停止状态中运行的车辆所必需的负压力来改变负压力确定值。因此，基于动能的增量，负压力确定值被改变从而增加，并且当发动机11自动地停止并且车辆速度升高时，发动机11能够容易地自动地启动并且能够总是确保充分的制动辅助力，即，用于减速或者停止车辆的制动力。

此外，在实施例的车辆控制器中，当发动机11自动地停止并且车辆利用惯性运行时，ECU21根据由驾驶员执行的制动操作的量增加负压力确定值。因此，当驾驶员高频地在制动踏板33上踩踏时，制动助力器34的负压力的降低程度是高的。因此，通过在此情形中增加负压力确定值，以容易的方式自动地启动发动机11是可能的，并且能够总是确保充分的制动辅助力，即，用于减速或者停止车辆的制动力。

此外，实施例的车辆控制器包括发动机11、响应于驾驶员的操作向车辆施加制动力的液压制动设备31，和通过由发动机11的驱动产生的负压力辅助由驾驶员执行的制动操作的制动助力器34。ECU21能够自动地根据车辆的运行状态停止发动机11，当发动机处于自动停止状态中时当制动助力器34的负压力低于已经预先设定的预定负压力确定值时能够自动地启动发动机11，并且能够根据对于维持在发动机11的自动停止状态中运行的车辆的速度所必需的制动力来改变负压力确定值。

因此，通过根据对于维持在发动机11的自动停止状态中运行的车辆的速度所必需的制动力来改变负压力确定值，将制动助力器34的负压力维持为根据车辆的运行状态的最佳值是可能的，并且与车辆的运行状态无关地，用于制动的负压力控制被有效地执行，由此使得改进运行安全性成为可能并且还使得能够利用制动助力器34实现有效的制动辅助并且改进驾驶性能。

在上述实施例中，变矩器12通过离合器19被连接到用作动力源的发动机11，并且多级自动变速器14被连接到变矩器12，但是这种配置不是限制性的。例如，可以替代离合器19、变矩器12和自动变速器14地使用离合器和手动变速器，并且可以替代多级自动变速器14地使用无级变速器（CVT）或者双离合器变速器（DCT）。此外，在该实施例中，制动设备是通过驾驶员操作制动踏板33而被致动的液压制动设备31，但是还可以使用自动制动设备，从而根据车辆的运行状态，液压制动设备31被ECU21致动。

如在上文中描述地，根据本发明的车辆控制器根据在驱动源的自动停止状态中行进的车辆的动能来改变用于自动地启动驱动源的条件。结果，能够与车辆的运行状态无关地有效地执行用于制动的压力控制，由此改进运行安全性并且还改进驾驶性能。因此，根据本发明的车辆控制器对于车辆运行控制设备而言是有用的。

虽然已经与其具体示例性实施例相结合地解释了本公开，但是显然很多可替代形式、修改和变化对于本领域技术人员而言将是明显的。相应地，如在这里阐述的本公开的示例性实施例旨在是示意性的而非限制性的。可以在不偏离本公开的范围的情况下作出改变。

Claims

1.一种车辆控制器，其特征在于包括：

车辆的驱动源（11）；

制动设备（31），其用于向所述车辆施加制动力；

制动辅助设备（34），其通过由所述驱动源（11）的驱动产生的负压力来辅助驾驶员的制动操作；

自动停止装置（21），其使得能够根据所述车辆的运行状态来实现所述驱动源（11）的自动停止；

自动启动装置（21），当在所述驱动设备（11）的自动停止状态中所述制动辅助设备（34）的负压力满足预定条件时，该自动启动装置（21）自动地启动所述驱动源（11）；和

条件改变装置（21），其用于根据在所述驱动源（11）的自动停止状态中运行的所述车辆的动能来改变所述条件。

2.根据权利要求1所述的车辆控制器，其中，

所述条件改变装置（21）基于车辆重量和速度来计算所述动能。

3.根据权利要求2所述的车辆控制器，其中，

相对于所述车辆在所述驱动源（11）自动地停止时的动能，所述条件改变装置（21）基于所述车辆的当前动能的增量来改变所述条件。

4.根据权利要求2或者3所述的车辆控制器，其中，

所述条件改变装置（21）根据用于使得在所述驱动源（11）的自动停止状态中运行的所述车辆减速或者停止所必需的负压力来改变所述条件。

5.根据权利要求1到4中任何一项所述的车辆控制器，进一步包括制动操作量检测装置（35），该制动操作量检测装置（35）用于检测当在所述驱动发动机（11）已经自动地停止之后所述车辆运行时由驾驶员施加的制动操作量，其中，

所述条件改变装置（21）根据由所述制动操作量检测装置（35）所检测到的制动操作量来改变所述条件。

6.一种车辆控制器，其特征在于包括：

车辆的驱动源（11）；

制动设备（31），其用于向所述车辆施加制动力；

自动启动装置（21），当在所述驱动源（11）的自动停止状态中所述制动辅助设备的负压力满足预定条件时，该自动启动装置（21）自动地启动所述驱动源（11）；和

条件改变装置（21），其根据用于维持在所述驱动源（11）的自动停止状态中运行的所述车辆的速度所必需的制动力来改变所述条件。