CN110651141B - 车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的车辆控制装置(10)，包括：行驶区间决定部(15)，决定与车辆(V)行驶中的当前行驶区间道路坡度不同的、处于车辆(V)的前进方向前方的前方行驶区间；前方挡位选择部(16)，选择前方行驶区间中的车辆(V)的挡位即前方挡位；以及换挡控制部(17)，在所选择的前方挡位比当前行驶区间中的车辆(V)的挡位即当前挡位低2挡以上的情况下，若车辆(V)位于距离前方行驶区间的开始位置的规定范围内，则从当前挡位向前方挡位进行降挡。

Description

车辆控制装置
技术领域
本公开涉及车辆控制装置。
背景技术
以往，根据车辆行驶中的当前行驶道路的状态来控制车辆的挡位。例如，在车辆行驶中的当前行驶道路为上坡区间的情况下，进行自动降挡至比车辆当前的挡位低的挡位(例如，参照专利文献1)。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本国特开平6-313477号公报
发明内容
[发明要解决的技术问题]
但是，若在上坡区间的过程中进行降挡，则产生车辆暂时失速，到使车辆速度恢复为止要耗费时间的问题。
因此，本公开是鉴于这些问题而提出的，其目的在于提供能够抑制车辆在上坡区间的失速的车辆控制装置。
[用于解决技术问题的方法]
本公开的一方案为车辆控制装置。该装置包括：行驶区间决定部，决定道路坡度与车辆行驶中的当前行驶区间不同的、且处于所述车辆的前进方向前方的前方行驶区间；前方挡位选择部，选择所述前方行驶区间中的所述车辆的挡位即前方挡位；以及换挡控制部，在所选择的所述前方挡位比所述车辆的当前行驶状态下的所述车辆的挡位即当前挡位低2挡以上的情况下，若所述车辆位于以所述前方行驶区间的开始位置为基准的规定范围内，则从所述当前挡位向所述前方挡位进行降挡。
也可以是，所述换挡控制部计算从所述车辆的所述前方行驶区间的起点到所述前方行驶区间的终点的所述车辆的失速量，在算出的所述失速量小于规定值的情况下，即使所述车辆位于距离所述前方行驶区间的开始位置的规定范围内时，所述换挡控制部也控制挡位的换挡，使得抑制从所述当前挡位向所述前方挡位的降挡，而维持所述当前挡位。
也可以是，在所选择的所述前方挡位比所述当前挡位低2挡以上的情况下，若所述车辆位于从所述开始位置到比所述开始位置更近的规定位置为止的所述规定范围内，则所述换挡控制部从所述当前挡位向所述前方挡位进行降挡。
也可以是，所述换挡控制部根据所述前方行驶区间的道路坡度改变从所述当前挡位向所述前方挡位降挡的定时。
[发明效果]
根据本公开，实现能够抑制车辆在上坡区间失速的效果。
附图说明
图1是用于说明实施方式的车辆的概要的图。
图2是示意性示出实施方式的车辆的内部结构的图。
图3是示出实施方式的车辆控制装置的结构的图。
图4是实施方式的车辆的行驶性能线图。
图5是示出图4所示的行驶性能线图的一部分的图。
图6是用于说明实施方式的车辆控制装置执行的基于前方挡位的换挡控制涉及的处理的流程的流程图。
具体实施方式
[实施方式的车辆的概要]
参照图1，说明实施方式的车辆V的概要。
图1是示出实施方式的车辆V的概要的图。
实施方式的车辆V选择处于自身的前进方向前方的前方行驶区间中的车辆V的挡位即前方挡位。在选择的前方挡位比当前行驶状态下的车辆V的挡位即当前挡位低2挡位以上的情况下，若车辆V位于距离前方行驶区间的开始位置的规定范围内时，则车辆V从当前挡位向前方挡位进行降挡。通过这样的方式，车辆V以前方挡位开始上坡区间的行驶，能够抑制车辆V在上坡区间的失速。下面，进行车辆V的详细的说明。
[实施方式的车辆的结构]
参照图2，说明实施方式的车辆V的结构。
图2是示意性示出实施方式的车辆V的内部结构的图。实施方式的车辆V包括发动机1、变速器2、GPS(Global Positioning System：全球定位***)传感器3、重量传感器4、速度传感器5、油门开度传感器6以及车辆控制装置10。
车辆V是以柴油发动机等的发动机1为驱动力的大型车辆，尤其为搭载自动巡航模式的车辆。变速器2将发动机1的旋转驱动力传递给车辆V的驱动轮(没有图示)。变速器2包括用于转换发动机1的旋转驱动力的多级的齿轮。
在此，车辆V的“自动巡航模式”是指，由车辆控制装置10自动控制发动机1和变速器2等，驾驶员即使不操作油门或换挡杆，也维持预先设定的车辆V的速度的模式。自动巡航模式主要假定为车辆V在高度公路行驶时使用。
另外，车辆V通过作为第一模式的经济模式和作为第二模式的动力模式中的任一方的模式行驶。经济模式是优先抑制车辆V的燃料消耗量而行驶的模式。动力模式是优先提高车辆V的行驶性能而行驶的模式。
GPS传感器3通过接收并解析从多个导航卫星发送来的电波，获取GPS传感器3的位置，即搭载GPS传感器3的车辆V的位置。GPS传感器3将示出车辆V的位置的信息输出到车辆控制装置10。
重量传感器4获取车辆V的总重量。具体而言，重量传感器4测量车辆V的载荷的重量，通过与除去载荷的车辆V单体的重量相加，得到车辆V的总重量。重量传感器4将示出车辆V的总重量的信息输出给车辆控制装置10。
速度传感器5测量车辆V的速度。速度传感器5将表示所测量的速度的信息输出给车辆控制装置10。油门开度传感器6测量车辆V的驾驶员踩下油门踏板的踩下量即油门开度。油门开度传感器6将表示油门开度的信息输出给车辆控制装置10。
车辆控制装置10从上述的各传感器获取信息，基于获取的信息控制供给到发动机1内的汽缸的燃料的量、以及变速器2的挡位。车辆控制装置10在车辆V为自动巡航模式的情况下控制发动机1和变速器2，使得车辆V保持所设定的速度行驶。另外，车辆控制装置10在车辆V的速度限制装置(Speed Limit Device：SLD)运转的情况下，控制发动机1和变速器2，使得车辆V的速度不超过所设定的上限速度。
另外，在车辆V为经济模式的情况下，车辆控制装置10优先减少燃料消耗量来控制发动机1和变速器2。另外，在车辆V为动力模式的情况下，车辆控制装置10优先提高车辆V的行驶性能来控制发动机1和变速器2。
[实施方式的车辆控制装置10的结构]
接着，参照图3，说明实施方式的车辆控制装置10的结构。
图3是示出实施方式的车辆控制装置10的结构的图。实施方式的车辆控制装置10包括存储部11和控制部12。
存储部11例如为ROM(Read Only Memory：只读存储器)或者RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)。存储部11存储用于使控制部12发挥功能的各种程序。
控制部12是包括没有图示的CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等的处理器的计算资源。控制部12通过执行存储部11所存储的程序，实现当前挡位选择部13、道路坡度获取部14、行驶区间决定部15、前方挡位选择部16以及换挡控制部17的功能。
当前挡位选择部13在每隔规定时间，计算相当于车辆V的当前行驶状态的行驶阻力的发动机1的净平均有效压力PmeR，基于算出的净平均有效压力PmeR计算各挡位的净平均有效压力Pme。各挡位的平均有效压力Pme是能够维持当前行驶状态所需的最低限度的转矩。当前挡位选择部13使用算出的各挡位的净平均有效压力Pme和向各挡位变速时的发动机转速，通过参照等油耗映射图以及最大转矩映射图PmeMAX，选择车辆V的当前行驶状态下的变速器2的挡位即当前挡位。
具体而言，首先，当前挡位选择部13计算相当于当前行驶状态的行驶阻力的发动机1的净平均有效压力PmeR。当前挡位选择部13根据发动机1产生的转矩计算发动机1的净平均有效压力Pme。当前挡位选择部13根据计算出的平均有效压力Pme、车辆重量、变速器2所选择的挡位的传动比、最终减速比、传递效率、发动机排气量、驱动轮半径以及车辆V的加速度计算出与发动机1的行驶阻力相当的净平均有效压力PmeR。当前挡位选择部13基于所算出的平均有效压力PmeR计算在各挡位能够维持当前行驶状态所需的最低转矩即平均有效压力Pme以及发动机转速，制作等马力线图。当前挡位选择部13通过参照等马力线图、最大转矩映射图PmeMAX以及等油耗映射图，选择油耗效率最好的挡位。此外，当前挡位选择部13也可以根据道路坡度获取部14得到的、车辆V行驶中的道路的道路坡度计算与行驶阻力相当的净平均有效压力PmeR。
道路坡度获取部14根据从GPS传感器3得到的表示车辆V的位置的信息、以及存储在存储部11中的地图信息，获取车辆V行驶中的道路坡度。例如，道路坡度获取部14获取从车辆V的位置到规定距离(例如，500m)之前的道路坡度。
行驶区间决定部15根据道路坡度获取部14得到的道路坡度，决定与车辆V当前正在行驶的当前行驶区间道路坡度不同的、处于车辆V的进行方向前方的前方行驶区间。
前方挡位选择部16根据前方行驶区间的道路坡度，选择前方行驶区间中的变速器2的挡位即前方挡位。具体而言，首先，前方挡位选择部16根据车辆V的驱动轮的滚动阻力、车辆V的空气阻力和前方行驶区间的坡度阻力，计算前方行驶区间的行驶阻力。
接着，前方挡位选择部16根据存储部11所存储的表示车辆V的多个挡位每个的速度和车辆V的驱动力的关系的驱动力特性信息、以及算出的前方行驶区间的行驶阻力，决定前方挡位。
图4是与实施方式的驱动力特性信息对应的车辆V的行驶性能线图。在图4中，示出表示作为多个挡位第2挡至第12挡各自的车辆V的驱动力和速度的关系的驱动力特性G2～G12。另外，在图4中，示出表示与前方行驶区间对应的车辆V的速度和行驶阻力的关系的行驶阻力特性R。图5是示出图4所示的行驶性能线图的一部分的图。在图5中，示出第9挡和第10挡的驱动力特性G9和G10，以及与前方行驶区间对应的行驶阻力特性R。
前方挡位选择部16基于与多个挡位分别对应的驱动力特性，将车辆V的驱动力大于前方行驶区间中的车辆V的行驶阻力的挡位选择作为前方挡位。
在此，在车辆V的行驶模式为经济模式的情况和为动力模式的情况下，前方挡位选择部16基于不同的方式选择挡位。首先，说明作为经济模式时的挡位的选择例。
在车辆V的行驶模式为经济模式的情况下，前方挡位选择部16针对能够在前方行驶区间行驶的多个挡位的每个，决定车辆V能够行驶的速度中最低速度即可行驶最低车速。
具体而言，前方挡位选择部16针对多个挡位各自的驱动力特性，将驱动力特性示出的驱动力成为前方行驶区间对应的行驶阻力特性示出的行驶阻力以上时的车辆V的速度中的最低速度决定为可行驶最低车速。前方挡位选择部16将驱动力特性示出的驱动力和行驶阻力特性示出的行驶阻力一致的速度中的低的速度决定为可行驶最低车速。由于在各速度中驱动力超过行驶阻力，使得驱动力和行驶阻力不一致的情况下，前方挡位选择部16将驱动力特性示出的车辆V的最低速度决定为可行驶最低车速。在图5所示的例子中，关于第8挡，前方挡位选择部16将可行驶最低车速决定为18km/h。
前方挡位选择部16从多个挡位中选择可行驶最低车速最高、作为驱动力特性低的挡位(可行驶最高挡位)作为前方挡位。由此，前方挡位选择部16能够选择在经济模式的情况下的可行驶最高挡位。
例如，前方挡位选择部16选择第10挡以下作为在前方行驶区间能够行驶的挡位。关于第9挡，前方挡位选择部16将在驱动力特性示出的驱动力以及与前方行驶区间对应的行驶阻力特性R示出的行驶特性一致时的车辆V的速度中的低的速度决定为可行驶最低车速。在图5所示的例子中，前方挡位选择部16将可行驶最低车速决定为28km/h。同样地，关于第10挡，前方挡位选择部16将可行驶最低车速决定为40km/h。在针对第10挡以下的各挡位决定的可行驶最低车速中，前方挡位选择部16将速度最高、作为驱动力特性低的挡位、即第10挡选择作为前方挡位。
另外，前方挡位选择部16在车辆V的行驶模式为动力模式的情况下，关于在前方行驶区间能够行驶的多个挡位的每一个，决定车辆V能够行驶的速度中最高的速度即可行驶最高车速。
具体而言，前方挡位选择部16在动力模式的情况下，关于多个挡位各自的驱动力特性，将驱动力特性示出的驱动力成为与前方行驶区间对应的行驶阻力特性示出的行驶特性以上的车辆V的速度中的最高速度确定为可行驶最高车速。前方挡位选择部16将驱动力特性示出的驱动力和行驶阻力特性示出的行驶阻力一致的速度中的较高的速度确定为可行驶最高车速。在各速度中由于驱动力超过行驶阻力、而使驱动力和行驶阻力不一致的情况下，前方挡位选择部16将驱动力特性所示的车辆V的最高速度确定为可行驶最高车速。例如针对第8挡，前方挡位选择部16将可行驶最高车速确定为59km/h。
在多个挡位中，前方挡位选择部16将可行驶最高车速最高、作为驱动力特性高的挡位(最高速可行驶挡位)选择作为前方挡位。由此，前方挡位选择部16能够在动力模式的情况下选择最高速可行驶挡位。
例如，前方挡位选择部16选择第10挡以下作为可行驶挡位。关于第9挡，前方挡位选择部16将在驱动力特性所示的驱动力以及与前方行驶区间对应的行驶阻力特性R示出的行驶特性一致时的车辆V的速度中的较高的速度确定为可行驶最高车速。在图5所示的例子中，前方挡位选择部16将可行驶最高车速确定为87km/h。同样地，关于第10挡，前方挡位选择部16将可行驶最高车速确定为82km/h。前方挡位选择部16将针对第10挡以下的各挡位确定的可行驶最高车速中的速度最高、作为驱动力特性高的挡位、即第9挡选择作为前方挡位。
换挡控制部17计算进入前方行驶区间时的速度和前方行驶区间的车辆V的行驶阻力。换挡控制部17为了计算进入前方行驶区间时的速度，通过参照存储部11所存储的车辆V的驱动力特性信息，确定当前速度下的车辆V的驱动力。另外，换挡控制部17计算当前行驶区间的当前速度下的行驶阻力。换挡控制部17根据确定的驱动力和行驶阻力的差值，以及重量传感器4得到的车辆V的总重量，计算车辆V的加速度。在此，在行驶阻力超过车辆V的驱动力的情况下，车辆V的加速度成为负值。换挡控制部17根据算出的车辆V的加速度和当前行驶区间的剩余距离，计算从车辆V的当前位置到前方行驶区间的开始位置为止的车辆V的速度变化量。在此，计算出失速量作为车辆V的速度变化量。换挡控制部17通过从当前车辆V的速度减去失速量，算出车辆V进入前方行驶区间时的速度。
换挡控制部17根据前方行驶区间的道路坡度，推断前方行驶区间中的车辆V的行驶阻力。换挡控制部17根据车辆V的驱动轮的滚动阻力、车辆V的空气阻力、前方行驶区间的坡度阻力，计算前方行驶区间的行驶阻力特性。
[基于当前挡位选择部13选择的当前挡位的换挡控制]
换挡控制部17根据当前挡位选择部13选择的当前挡位，控制当前行驶区间中的车辆V的挡位的换挡。例如，在车辆V以当前挡位在当前行驶区间行驶中、当前挡位选择部13重新选择与当前挡位不同的目标挡位的情况下，换挡控制部17控制变速器2的挡位换挡，以使将当前挡位换挡至目标挡位。
[基于前方挡位选择部16选择的前方挡位的换挡控制]
若车辆V位于距离车辆V前方行驶区间的开始位置的规定范围内，则换挡控制部17根据当前挡位以及前方挡位选择部16选择的前方挡位，控制车辆V的挡位的换挡。
具体而言，在所选择的前方挡位相比于当前行驶区间中的车辆V的挡位即当前挡位低2挡以上的情况下，若车辆V位于以前方行驶区间的开始位置为基准的规定范围内时，则换挡控制部17进行从当前挡位至前方挡位的降挡。
更具体而言，在所选择的前方挡位相比于当前挡位低2挡以上的情况下，若车辆V位于从前方行驶区间的开始位置到比该开始位置更近的规定位置的规定范围内，则换挡控制部17进行从当前挡位到前方挡位的降挡。在此，规定范围例如为100m。另外，也可以是，在所选择的前方挡位相比于当前挡位低2挡以上的情况下，根据车辆V位于前方行驶区间的开始位置的情况，换挡控制部17进行从当前挡位至前方挡位降挡。
在此，也可以是，换挡控制部17通过根据前方行驶区间的道路坡度改变规定范围，从而改变从当前挡位降挡至前方挡位的定时。例如，在前方行驶区间的道路坡度较大的情况下，换挡控制部17可以比前方行驶区间的道路坡度小的情况延长规定范围。通过这样的方式，车辆控制装置10能够使进入前方行驶区间时的车辆V的驱动力处于较高的状态，因此能够进一步抑制上坡区间的车辆V的失速。
另外，换挡控制部17计算车辆V的当前行驶区间的终点，即，从前方行驶区间的起点到前方行驶区间的终点为止的车辆V的失速量。在此，换挡控制部17根据在当前行驶区间行驶时的车辆V的加速量或失速量，计算当前行驶区间的终点的车辆V的速度。另外，换挡控制部17根据当前行驶区间的终点，即，车辆V进入前方行驶区间时的速度，计算在前方行驶区间行驶时的车辆V的失速量。
而且，在算出的失速量小于规定值的情况下，即便车辆V位于距离前方行驶区间的开始位置的规定范围内，换挡控制部17也控制挡位的换挡，使得抑制从当前挡位向前方挡位的降挡来维持当前挡位。规定值例如是当前的车辆V的速度的10％。
通过这样的方式，车辆控制装置10能够抑制燃料消耗量，并在前方行驶区间行驶时的车辆V的失速量小于规定值、而不会对驾驶员造成不适感。
[基于前方挡位的换挡控制的处理流程]
接着，说明实施方式的基于前方挡位的换挡控制的处理的流程。图6是用于说明实施方式的车辆控制装置10执行的基于前方挡位的换挡控制涉及的处理的流程图。此外，本流程图的处理对应于车辆V开始行驶而开始。另外，本流程的处理在车辆V的行驶中持续进行。
前方挡位选择部16选择前方挡位(S2)。换挡控制部17计算前方行驶区间的车辆V的失速量(S4)。
换挡控制部17判断前方行驶区间的车辆V的失速量是否低于规定量(S6)。在低于规定量的情况下(S6的是)，换挡控制部17将处理转移到S2。
在规定量以上的情况下(S6的否)，换挡控制部17判断由前方挡位选择部16所选择的前方挡位是否比当前挡位低2挡以上(S8)。在1挡以下的情况下(S8的否)，换挡控制部17将处理转移到S2。在低2挡以上的情况下(S8的是)，换挡控制部17判断车辆V是否位于前方行驶区间的开始位置(S10)。在车辆V没有位于前方行驶区间的开始位置的情况下(S10的否)，换挡控制部17将处理转移到S2。
在车辆V位于前方行驶区间的开始位置的情况下(S10的是)，换挡控制部17从当前挡位向前方挡位进行降挡(S12)。
[本实施方式的效果]
如以上说明，本实施方式的车辆控制装置10在前方行驶区间中的车辆V的挡位即前方挡位比当前行驶区间中的车辆V的挡位即当前挡位低2挡以上的情况下，当车辆V位于距离前方行驶区间的开始位置的规定范围内时，从当前挡位向前方挡位进行降挡。通过这样的方式，车辆控制装置10以前方挡位开始上坡区间的行驶，能够抑制车辆V在上坡区间中的失速。
以上，使用实施方式说明了本公开，但本公开的技术性范围并不限定于上述实施方式中记载的范围，在其主旨的范围内能够进行各种变形和变更。例如，拆分、整合装置的具体的实施方式并不限定于上述的实施方式，针对其全部或者一部分，能够以任意单位功能性地或物理性地拆分、整合而构成。另外，通过多个实施方式的任意组合而产生的新的实施方式也包含在本公开的实施方式中。通过组合而产生的新的实施方式的效果同时具有原实施方式的效果。
本申请基于2017年5月12日提交的日本国专利申请(特愿2017-095969)，其内容作为参照引用至此。
[工业上的可利用性]
本公开的车辆控制装置在能够抑制上坡区间中的车辆的失速的方面是有用的。
[附图标记说明]
1发动机
2变速器
3GPS传感器
4重量传感器
5速度传感器
6油门开度传感器
10车辆控制装置
11存储部
12控制部
13当前挡位选择部
14道路坡度获取部
15行驶区间决定部
16前方挡位选择部
17换挡控制部
V车辆

Claims (4)

1.一种车辆控制装置，包括：
行驶区间决定部，决定道路坡度与车辆行驶中的当前行驶区间不同的、且处于所述车辆的前进方向前方的前方行驶区间；
前方挡位选择部，选择所述前方行驶区间中的所述车辆的挡位即前方挡位；以及
换挡控制部，在所选择的所述前方挡位比所述车辆的当前行驶状态下的所述车辆的挡位即当前挡位低2挡以上的情况下，若所述车辆位于以所述前方行驶区间的开始位置为基准的规定范围内，则从所述当前挡位向所述前方挡位进行降挡，
所述换挡控制部在选择的所述前方挡位比所述当前挡位低1挡以下的情况下，不从所述当前挡位向所述前方挡位进行降挡。
2.根据权利要求1所述的车辆控制装置，
所述换挡控制部计算从所述车辆的所述前方行驶区间的起点到所述前方行驶区间的终点的所述车辆的失速量，在算出的所述失速量小于规定值的情况下，即使所述车辆位于距离所述前方行驶区间的开始位置的规定范围内，所述换挡控制部也控制挡位的换挡，使得抑制从所述当前挡位向所述前方挡位的降挡，而维持所述当前挡位。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制装置，
在所选择的所述前方挡位比所述当前挡位低2挡以上的情况下，若所述车辆位于从所述开始位置到比所述开始位置更近的规定位置为止的所述规定范围内时，则所述换挡控制部从所述当前挡位向所述前方挡位进行降挡。
4.根据权利要求3所述的车辆控制装置，
所述换挡控制部根据所述前方行驶区间的道路坡度改变从所述当前挡位向所述前方挡位降挡的定时。
CN201880030977.4A 2017-05-12 2018-05-10 车辆控制装置 Active CN110651141B (zh)

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