專(zhuān)利名稱(chēng)：車(chē)輛速度控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
.明勁
輛速度控制裝置及方法。 背景4支術(shù)
常規(guī)的車(chē)輛速度控制裝置進(jìn)行將車(chē)輛行駛速度保持為設(shè)定行駛速 度的巡航控制(等速控制)。
例如，在JP8-192657A中，將用子巡航控制的節(jié)氣門(mén)的理想開(kāi)啟位 置改變?yōu)榧榷ǖ拈_(kāi)啟位置(例如，完全閉合位置)。
此外，在JP6-64461A (US 5,392,215)中，基于發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩和 加速度來(lái)檢測(cè)車(chē)輛的行駛阻力，根據(jù)行駛阻力確定最佳控制增益，并基 于該控制增益以理想的節(jié)氣門(mén)開(kāi)啟位置控制節(jié)氣門(mén)。
在上面的車(chē)輛速度控制裝置中，當(dāng)在巡航控制狀態(tài)下由駕駛員進(jìn)行 加速器操作并且加速器操作所要求的需求加速度超過(guò)由巡航控制產(chǎn)生 的控制加速度(加速度超控狀態(tài))時(shí)，優(yōu)先考慮加速器操作。也就是說(shuō)， 在加速度超控期間中斷巡航控制。
當(dāng)解除加速度超控狀態(tài)時(shí)，重新啟動(dòng)或恢復(fù)巡航控制，并且車(chē)輛減 速到設(shè)定速度。此減速會(huì)引起駕駛員的不適感。更具體地，在行駛阻力 大因此車(chē)輛速度變成低于設(shè)定速度的情況下，該減速會(huì)變得過(guò)大。當(dāng)進(jìn) 行加速以便從這種狀態(tài)將降低后的車(chē)輛速度提高到設(shè)定速度時(shí)，在車(chē)輛 速度會(huì)發(fā)生振蕩(擺蕩)。反之，在行駛阻力小的情況下，該減速會(huì)不 夠。因此，行駛速度保持為超過(guò)設(shè)定速度。當(dāng)行駛速度從這種狀態(tài)降低 到設(shè)定速度時(shí)，在車(chē)輛速度中也會(huì)發(fā)生振蕩。
在JP 8-192657A中，未考慮車(chē)輛行駛中的行駛阻力。在JP 6-64461A (US 5,392,215)中，未考慮在解除加速度超控狀態(tài)時(shí)的減速控制。因 此，引起了上述振蕩。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種車(chē)輛速度控制裝置及方法，所述車(chē)輛速 度控制裝置及方法在解除加速度超控狀態(tài)時(shí)進(jìn)行減輕駕駛員不適感的 減速控制。
根據(jù)一個(gè)方面，在當(dāng)巡航控制期間由駕駛員進(jìn)行加速器操作時(shí)加速 器操作要求的需求驅(qū)動(dòng)力超過(guò)控制驅(qū)動(dòng)力之后，當(dāng)所述需求驅(qū)動(dòng)力變?yōu)?低于所述控制驅(qū)動(dòng)力時(shí)，車(chē)輛速度控制裝置重新啟動(dòng)巡航控制。在此情 況下，所述控制驅(qū)動(dòng)力包括對(duì)應(yīng)于車(chē)輛行駛阻力的前饋分量，且所述控 制驅(qū)動(dòng)力根據(jù)所述行駛阻力而變化。
因此，所述需求驅(qū)動(dòng)力變?yōu)榈陀谒隹刂乞?qū)動(dòng)力(加速度超控狀態(tài) 解除)的時(shí)間根據(jù)所述行駛阻力而變化。因而，即使當(dāng)所述行駛阻力在 加速度超控期間變化時(shí)，巡航控制也會(huì)對(duì)應(yīng)于所述行駛阻力在適當(dāng)?shù)臅r(shí) 間重新啟動(dòng)，并且在這種情況下依據(jù)所述行駛阻力匹配所述控制驅(qū)動(dòng) 力。因此，能平穩(wěn)進(jìn)行解除加速度超控狀態(tài)后的減速，所以駕駛員不會(huì) 有不適感。
在這種情況下，行駛阻力指例如空氣阻力、滾動(dòng)阻力、加速阻力、 以及坡度阻力(車(chē)輛行駛在其上的道路的傾度或傾斜度)。其中，坡度 阻力根據(jù)行駛道路變化很大，且對(duì)于減速控制的影響特別大。在上述情 況下，車(chē)輛速度控制裝置可至少檢測(cè)坡度阻力作為行駛阻力。除了坡度 阻力之外還可考慮空氣阻力、滾動(dòng)阻力、以及加速阻力。
優(yōu)選地，可對(duì)道路(車(chē)行道)的坡度強(qiáng)加一個(gè)既定的限定，在所述 道路上車(chē)輛遵循道路建設(shè)法令(法律、法規(guī)等)行駛。因此，當(dāng)?shù)缆菲?度的檢測(cè)值未落入由道路建設(shè)法令確定的限定范圍內(nèi)時(shí)，可以判定所述 檢測(cè)值不是道路的坡度(例如，將臺(tái)階誤檢測(cè)為坡度)。在這種情況下， 車(chē)輛速度控制裝置不會(huì)將該檢測(cè)值應(yīng)用到前饋分量的計(jì)算中，或者當(dāng)?shù)?路坡度的檢測(cè)值未落入由道路建設(shè)法令確定的限定范圍內(nèi)時(shí)，使用將所 述檢測(cè)值限定在限定范圍內(nèi)而獲得的值。通過(guò)上述構(gòu)造，可更加適當(dāng)?shù)?確定控制驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算結(jié)果。


從參考附圖所進(jìn)行的以下詳細(xì)描述中將更清楚本發(fā)明的上述及其它目
的、特征和優(yōu)點(diǎn)。其中圖l是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的車(chē)輛速度控制裝置的框圖2是從功能上示出在實(shí)施方式中使用的車(chē)輛速度控制電子控制單 元的功能性框圖3是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中的前饋扭矩計(jì)算單元的 說(shuō)明圖4是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中確定的道路坡度檢測(cè)值 的i兌明圖5是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中的濾波程序的說(shuō)明圖6是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中的反饋扭矩計(jì)算單元的 說(shuō)明圖7是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中的反饋軸扭矩的計(jì)算條 件的說(shuō)明圖8是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中執(zhí)行的車(chē)輛速度調(diào)節(jié)程 序的流程圖9是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中執(zhí)行的反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序 的流程圖10是示出在車(chē)輛速度控制電子控制單元中執(zhí)行的制動(dòng)判定程序 的流程圖ll是一說(shuō)明圖，示出在實(shí)施方式中當(dāng)行駛阻力在加速度超控期間 變化時(shí)巡航控制的重新啟動(dòng)時(shí)間；以及
圖12是示出本實(shí)施方式與常規(guī)控制對(duì)比的減速控制的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
車(chē)輛速度控制裝置結(jié)合在車(chē)輛內(nèi)，并且主要包括車(chē)輛速度控制ECU (電子控制單元，包括微型計(jì)算機(jī)及相關(guān)電路等)20。更具體地，車(chē)輛 速度控制電子控制單元20輸入來(lái)自于導(dǎo)航電子控制單元10、 G傳感器 21、輪速傳感器22、巡航開(kāi)關(guān)(等速行駛開(kāi)關(guān))23、車(chē)輛速度設(shè)定開(kāi)關(guān)24、加速器踏板操作量傳感器(加速器傳感器)25、以及制動(dòng)器踏板操 作量傳感器(制動(dòng)器傳感器)26的信息。
導(dǎo)航電子控制單元10在地圖上確定車(chē)輛的位置，并進(jìn)行例如路線(xiàn) 引導(dǎo)等處理。為此，導(dǎo)航電子控制單元10輸入來(lái)自于位置檢測(cè)器11和 將地圖信息存儲(chǔ)在其中的地圖信息存儲(chǔ)單元(地圖存儲(chǔ)器)12的信息， 該位置檢測(cè)器11檢測(cè)來(lái)自于未示出的全球定位系統(tǒng)接收器、陀螺儀、 以及距離傳感器的車(chē)輛當(dāng)前位置。導(dǎo)航電子控制單元10將車(chē)輛行駛在 其上的道路的限定速度的信息作為關(guān)于此道路的信息輸出到車(chē)輛速度 控制電子控制單元20。
G傳感器21檢測(cè)沿前后方向(縱向方向或前后方向)的車(chē)輛加速 度。輪速傳感器22檢測(cè)車(chē)輛各個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，而且車(chē)輛速度和加 速度都是基于檢測(cè)值進(jìn)行計(jì)算。等速行駛開(kāi)關(guān)23允許駕駛員進(jìn)行巡航 控制的啟動(dòng)操作和終止操作。車(chē)輛速度設(shè)定開(kāi)關(guān)24允許駕駛員進(jìn)行巡 航控制的設(shè)定速度(理想車(chē)輛行駛速度)的設(shè)定操作。加速器踏板操作 量傳感器25和制動(dòng)器踏板操作量傳感器26檢測(cè)駕駛員的加速器操作和 制動(dòng)器操作的相應(yīng)操作量。
車(chē)輛速度控制電子控制單元20基于各種輸入信息計(jì)算用于將車(chē)輛 的實(shí)際行駛速度保持為設(shè)定速度的軸扭矩，并將計(jì)算獲得的軸扭矩輸出到 發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元30和制動(dòng)器電子控制單元40。因而發(fā)動(dòng)機(jī)電子控 制單元30和制動(dòng)器電子控制單元40根據(jù)從車(chē)輛速度控制電子控制單元 20輸入的軸扭矩來(lái)控制驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力。
車(chē)輛速度控制電子控制單元20功能性地形成為如圖2所示。如圖 所示，車(chē)輛速度控制電子控制單元20具有車(chē)輛速度保持計(jì)算單元51、 理想軸扭矩生成單元52、制動(dòng)-驅(qū)動(dòng)分配單元53、動(dòng)力傳動(dòng)系(P/T)駕 駛員模型54、驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)單元55、驅(qū)動(dòng)需求扭矩執(zhí)行單元56、制動(dòng)器駕駛 員模型57、制動(dòng)器調(diào)節(jié)單元58、以及制動(dòng)需求扭 矩執(zhí)行單元59的作用。
車(chē)輛速度保持計(jì)算單元51計(jì)算將車(chē)輛行駛速度保持為通過(guò)車(chē)輛速 度設(shè)定開(kāi)關(guān)24設(shè)定的設(shè)定速度所需的理想加速度、以及由輪速傳感器 22檢測(cè)到的車(chē)輛速度和加速度。
理想軸扭矩生成單元52基于已由車(chē)輛速度保持計(jì)算單元51計(jì)算獲得的理想加速度計(jì)算用于實(shí)現(xiàn)該理想加速度的理想(目標(biāo))軸扭矩。更
具體地，理想軸扭矩生成單元52包括前饋扭矩計(jì)算單元61，其基于設(shè) 定速度和阻礙車(chē)輛行駛的行駛阻力進(jìn)行前饋計(jì)算；以及反饋扭矩計(jì)算單 元62，其基于理想加速度和實(shí)際加速度之間的差值進(jìn)行反饋計(jì)算。理想 軸扭矩生成單元52將已由前饋扭矩計(jì)算單元61計(jì)算獲得的前饋軸扭矩 和已由反饋扭矩計(jì)算單元62計(jì)算獲得的反饋軸扭矩(校正軸扭矩)加在 一起以計(jì)算理想軸扭矩。
制動(dòng)-驅(qū)動(dòng)分配單元53將已由理想軸扭矩生成單元52計(jì)算獲得的理 想軸扭矩分配到發(fā)動(dòng)機(jī)側(cè)和制動(dòng)器側(cè)。
動(dòng)力傳動(dòng)系駕駛員模型54計(jì)算與由加速器踏板操作量傳感器25檢 測(cè)到的駕駛員的加速器操作量相應(yīng)的軸扭矩(需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩)。
驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)單元55調(diào)節(jié)從理想軸扭矩生成單元52輸入的理想軸扭矩 以及由動(dòng)力傳動(dòng)系駕駛員模型54計(jì)算獲得的需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩。更具體 地，在加速過(guò)程中驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)單元55選擇理想軸扭矩和需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩中 比較大的一個(gè)軸扭矩，并將選出的軸扭矩輸出到驅(qū)動(dòng)需求扭矩執(zhí)行單元 56。此外，在需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩超過(guò)理想軸扭矩的情形下，驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)單元 55將加速度超控信號(hào)輸出到反饋扭矩計(jì)算單元62。通過(guò)上述操作，反饋 扭矩計(jì)算單元62判定當(dāng)前狀態(tài)是否處于加速度超控狀態(tài)。此外，驅(qū)動(dòng)調(diào) 節(jié)單元55將自需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩變?yōu)樾∮诶硐胼S扭矩的時(shí)間點(diǎn)(加速度超 控狀態(tài)的終止時(shí)間點(diǎn))到反饋軸扭矩的計(jì)算值超過(guò)稍后將說(shuō)明的給定極 限值(減速度減小)的時(shí)間點(diǎn)之間的加速度超控終止后恢復(fù)時(shí)期的受控 信號(hào)(恢復(fù)控制信號(hào))輸出到反饋扭矩計(jì)算單元62。通過(guò)上述操作，反 饋扭矩計(jì)算單元62判定當(dāng)前狀態(tài)是否處于加速度超控終止后恢復(fù)時(shí)期 的控制狀態(tài)。
驅(qū)動(dòng)需求扭矩執(zhí)行單元56將用于實(shí)現(xiàn)從驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)單元55輸入的軸扭 矩的控制信號(hào)輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元30。
制動(dòng)器駕駛員模型57計(jì)算與由制動(dòng)器踏板操作量傳感器26檢測(cè)到 的駕駛員的制動(dòng)器操作量相應(yīng)的軸扭矩(需求制動(dòng)軸扭矩)。
制動(dòng)調(diào)節(jié)單元58調(diào)節(jié)從理想軸扭矩生成單元52輸入的理想軸扭矩 以及由制動(dòng)器駕駛員模型57計(jì)算獲得的需求制動(dòng)軸扭矩。更具體地，在減速過(guò)程中制動(dòng)調(diào)節(jié)單元58選擇理想軸扭矩和需求制動(dòng)軸扭矩中比較 大的一個(gè)軸扭矩，并將選出的軸扭矩輸出到制動(dòng)需求扭矩執(zhí)行單元59。
制動(dòng)需求扭矩執(zhí)行單元59將用于實(shí)現(xiàn)從制動(dòng)調(diào)節(jié)單元58輸入的軸扭 矩的控制信號(hào)輸出到制動(dòng)器電子控制單元40。
速度控制電子控制單元20的上述功能性單元可通過(guò)程序化微型計(jì) 算機(jī)實(shí)現(xiàn)。
具體地，如圖3所示，前饋扭矩計(jì)算單元61可進(jìn)行空氣阻力補(bǔ)償扭 矩、滾動(dòng)阻力補(bǔ)償扭矩、加速阻力補(bǔ)償扭矩、以及坡度阻力補(bǔ)償扭矩的 計(jì)算，并將這些扭矩加在一起以計(jì)算前饋軸扭矩。
空氣阻力補(bǔ)償扭矩、滾動(dòng)阻力補(bǔ)償扭矩、以及加速阻力補(bǔ)償扭矩通 過(guò)以下表達(dá)式(1)到(3)計(jì)算。
空氣阻力補(bǔ)償扭矩-pxCdXAxv2/2…(1)
滾動(dòng)阻力補(bǔ)償扭矩，Mxg…(2)
加速阻力補(bǔ)償扭矩二Mxa " (3)
在上述表達(dá)式(1)到(3)中，p是空氣密度(kg/m3)， Q是空氣 阻力系數(shù)(-)，A是車(chē)輛的前部投影面積(m2), v是車(chē)輛行駛速度(m/s ), p是滾動(dòng)阻力系數(shù)(-),M是車(chē)輛的重量(kg)， g是重力加速度(m/s2)， 且a是車(chē)輛加速度(m/s2 )。
坡度阻力補(bǔ)償扭矩是基于由G傳感器21檢測(cè)到的加速度(包括重 力分量的加速度)和由輪速傳感器22檢測(cè)到的加速度(不包括重力分 量的加速度)之間的差值而進(jìn)行計(jì)算的。為了避免將道路上存在的小臺(tái) 階誤檢測(cè)為坡度并且也為了精確地檢測(cè)坡度，進(jìn)行如圖3所示以及在下 文中說(shuō)明的限定程序和濾波程序。
首先，在限定程序中，基于道路建設(shè)法令檢查基于G傳感器21和 輪速傳感器22所檢測(cè)到的坡度是否真實(shí)存在。
即，道路的縱向坡度具有受路段和道路 設(shè)計(jì)速度限制的上限(道 路建設(shè)法令第20節(jié))。為此，當(dāng)基于G傳感器21和輪速傳感器22所檢 測(cè)到的坡度超過(guò)由道路建設(shè)法令確定的上限時(shí)，就能夠判定是由臺(tái)階而非坡度導(dǎo)致該坡度暫時(shí)超過(guò)該上限。
此外，規(guī)定在車(chē)行道的縱向坡度改變部分上設(shè)置有縱向曲面，且該 縱向曲面的半徑具有受道路的設(shè)計(jì)速度和縱向曲面的曲面形式(凸形或
凹形)限制的下限(道路建設(shè)法令第22節(jié))。為此，當(dāng)基于由G傳感器 21和輪速傳感器22檢測(cè)到的坡度變化率所估算的縱向曲面的半徑變?yōu)?小于根據(jù)道路建設(shè)法令確定的下限時(shí)，能夠判定是由臺(tái)階而非坡度導(dǎo)致 該坡度暫時(shí)變?yōu)榈陀谠撓孪蕖?br> 為了能夠進(jìn)行上述判定，導(dǎo)航電子控制單元10存儲(chǔ)根據(jù)道路建設(shè) 法令確定的縱向坡度和縱向曲面半徑的相應(yīng)限定范圍。更具體地，因?yàn)?根據(jù)設(shè)計(jì)速度(道路的限定速度)的限定范圍不同，所以行駛道路的限 定范圍基于從導(dǎo)航電子控制單元10輸入的限定速度的信息來(lái)確定。
另外，在限定程序中，當(dāng)判定檢測(cè)到的坡度未包括在根據(jù)道路建設(shè) 法令確定的限定范圍內(nèi)時(shí)，檢測(cè)到的坡度值乘以限定范圍內(nèi)的極限值所
體地，例如，雖然根據(jù)道路建設(shè)法令確定的縱向坡度的上限為5%,但 是當(dāng)檢測(cè)到的坡度值為10%時(shí)，檢測(cè)到的坡度值被限定為5%——即該 上限。也就是說(shuō)，超出根據(jù)道路建設(shè)法令確定的限定范圍的檢測(cè)到的坡 度值被校正為限定范圍內(nèi)的最接近于該檢測(cè)到的坡度值的值。在本實(shí)施 方式中，使用通過(guò)將檢測(cè)值乘以限定范圍內(nèi)的極限值而獲得的值，但本 實(shí)施方式并不局限于此數(shù)值。例如，檢測(cè)到的坡度值不能用于坡度阻力 補(bǔ)償扭矩的計(jì)算。
另一方面，在濾波程序中，對(duì)經(jīng)過(guò)了限定程序的檢測(cè)值(道路坡度 的檢測(cè)值)進(jìn)行用于消除噪聲的濾波程序。即，如圖4所示，因?yàn)闄z測(cè) 值(感測(cè)值)中包括具有小振幅的擾動(dòng)，所以擾動(dòng)由濾波程序消除。在 本示例中，當(dāng)濾波程序的時(shí)間常數(shù)取值較大時(shí)，就會(huì)增強(qiáng)消除噪聲的效 果。但是，坡度的變化會(huì)產(chǎn)生遲延，且變化柔和。因此，不能精確檢測(cè) 坡度的變化。相反，當(dāng)減小濾波程序的時(shí)間常數(shù)時(shí)，能夠減小對(duì)坡度變 化的影響，但是不能充分消除噪聲。在此情況下，在坡度不發(fā)生改變的 部分以較大的時(shí)間常數(shù)實(shí)施濾波程序，并且在坡度發(fā)生改變的部分以較 小的時(shí)間常數(shù)實(shí)施濾波程序。
更具體地，如圖5所示，確定已經(jīng)過(guò)限定程序的檢測(cè)值(感測(cè)值)相對(duì)于通過(guò)對(duì)該檢測(cè)值實(shí)施較大時(shí)間常數(shù)(在本示例中為四秒)的濾波
程序(1/ (TS+1))所獲得的值(濾波值)的偏差。當(dāng)該偏差較小時(shí)， 使用較大的時(shí)間常數(shù)。也就是說(shuō)，當(dāng)偏差較小時(shí)，就判定坡度變化較小， 且通過(guò)具有較大時(shí)間常數(shù)的濾波程序而將噪聲有效消除。當(dāng)偏差較大 時(shí)，就判定坡度變化較大，且通過(guò)具有較小時(shí)間常數(shù)的濾波程序來(lái)限制 對(duì)坡度變化的影響。因此，在限制坡度變化的同時(shí)能夠有效消除噪聲。
利用上述限定程序和濾波程序，計(jì)算坡度阻力補(bǔ)償扭矩。
如圖6所示，反饋扭矩計(jì)算單元62可以進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模型和比例-積分 控制模型的處理。比例-積分控制模型輸入一個(gè)偏差并輸出反饋軸扭 矩，該偏差是來(lái)自于輸入需求加速度的標(biāo)準(zhǔn)模型的輸出值相對(duì)于從輪速 傳感器22獲得的加速度的偏差。
在比例-積分控制模型中，計(jì)算積分(I)分量和比例(P)分量， 并且將它們的總和作為反饋軸扭矩輸出。
如圖7所示，在加速度超控期間中斷比例-積分控制模式中的計(jì)算。 也就是說(shuō)，反饋軸扭矩的值為0。
此外，當(dāng)加速度超控狀態(tài)終止時(shí)，啟動(dòng)比例分量的計(jì)算，但不啟動(dòng) 積分分量的計(jì)算。即，緊隨加速度超控狀態(tài)終止后的反饋軸扭矩的值僅 是比例分量。當(dāng)反饋軸扭矩的計(jì)算值等于或小于既定的極P艮值時(shí)(當(dāng)減 速度大時(shí))，反饋軸扭矩被限定為既定的極限值，并且當(dāng)該計(jì)算值達(dá)到 既定的極限值時(shí)，啟動(dòng)積分分量的計(jì)算。
也就是說(shuō)，在加速度超控期間取消反饋計(jì)算，并且當(dāng)比例分量的計(jì) 算值大于加速度超控之后的減速過(guò)程中的既定的極限值時(shí)，只進(jìn)行比例 控制。因此，避免了在加速度超控期間以及在加速度超控狀態(tài)終止后的 給定時(shí)段T期間累加積分分量。
車(chē)輛速度控制電子控制單元20可被編程以執(zhí)行圖8到10中示出的 程序。
首先，將參考圖8的流程圖描述由車(chē)輛速度控制電子控制單元20 進(jìn)行的車(chē)輛速度調(diào)節(jié)程序。車(chē)輛速度調(diào)節(jié)程序通過(guò)以等速行駛開(kāi)關(guān)23 進(jìn)行巡航控制的啟動(dòng)操作的方式啟動(dòng)，并在進(jìn)行巡航控制的終止操作之前被循環(huán)執(zhí)行。
當(dāng)車(chē)輛速度控制電子控制單元20啟動(dòng)車(chē)輛速度調(diào)節(jié)程序時(shí)，車(chē)輛 速度控制電子控制單元20首先在步驟S101中計(jì)算理想軸扭矩。如上所 述，理想軸扭矩包括前饋分量和反饋分量，并且反饋分量的計(jì)算條件根 據(jù)狀態(tài)而變化。該變化在稍后將描述的反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序(圖9)中實(shí)現(xiàn)。
隨后，在步驟S102中檢查當(dāng)前狀態(tài)是否處于加速度超控期間。當(dāng) 需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩超過(guò)理想軸扭矩時(shí)，判定當(dāng)前狀態(tài)處于加速度超控期 間。
另外，當(dāng)在步驟S102中判定當(dāng)前狀態(tài)不處于加速度超控期間時(shí)， 程序前進(jìn)到步驟S103。在用于實(shí)現(xiàn)步驟SIOI中由計(jì)算所得的理想軸扭 矩的控制信號(hào)被輸出到發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元30之后，此車(chē)輛速度調(diào)節(jié) 程序終止。也就是說(shuō)，在當(dāng)前狀態(tài)不處于加速度超控期間時(shí)，車(chē)輛的軸 扭矩被控制為理想軸扭矩，并被保持為設(shè)定速度。當(dāng)車(chē)輛行駛在陡哨的 下坡路上時(shí)，僅通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)不能減速到設(shè)定速度。因此，將控制信 號(hào)輸出到制動(dòng)器電子控制單元40。通過(guò)稍后將描述的制動(dòng)判定程序(圖 10)進(jìn)行狀態(tài)的判定。
另一方面，當(dāng)在步驟S102中判定當(dāng)前狀態(tài)處于加速度超控期間時(shí)， 程序前進(jìn)到步驟S104，并且將用于實(shí)現(xiàn)需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩的控制信號(hào)輸 出到發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元30。其后，此車(chē)輛速度調(diào)節(jié)程序終止。也就是 說(shuō)，車(chē)輛根據(jù)駕駛員的加速器操作加速。
如圖9所示進(jìn)行反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序。同樣的，反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序通過(guò)以 等速行駛開(kāi)關(guān)23進(jìn)行巡航控制的啟動(dòng)操作的方式啟動(dòng)，并在進(jìn)行巡航 控制的終止操作之前被循環(huán)執(zhí)行。
當(dāng)車(chē)輛速度控制電子控制單元20啟動(dòng)反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序時(shí)，車(chē)輛速 度控制電子控制單元20首先在步驟S201中檢查當(dāng)前狀態(tài)是否處于加速 度超控期間。更具體地，當(dāng)需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩超過(guò)理想軸扭矩時(shí)，判定當(dāng) 前狀態(tài)處于加速度超控期間。
然后，當(dāng)在步驟S201中判定當(dāng)前狀態(tài)處于加速度超控期間時(shí)，程 序前進(jìn)到步驟S202。然后，在將反饋軸扭矩的計(jì)算條件設(shè)定為加速度 超控時(shí)期的計(jì)算條件之后，反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序終止。更具體地，反饋軸扭矩的計(jì)算中斷(P-O且I-O)。也就是說(shuō)，反饋軸扭矩的值為o。
另一方面，當(dāng)在步驟S201中判定當(dāng)前狀態(tài)未處于加速度超控期間 時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S203。檢查當(dāng)前狀態(tài)是否處于加速度超控終止后 恢復(fù)時(shí)期的受控(恢復(fù)控制)期間。加速度超控終止后恢復(fù)時(shí)期的控制
終止時(shí)間點(diǎn))到當(dāng)反饋軸扭矩的計(jì)算值超過(guò)既定的極限值時(shí)(由反饋軸 扭矩引起的減速度變?yōu)樾∮谟杉榷ǖ臉OP艮值引起的減速度)所進(jìn)行的控 制。
當(dāng)在步驟S203中判定當(dāng)前狀態(tài)處于加速度超控終止后恢復(fù)時(shí)期的 控制期間時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S204，且反饋軸扭矩的計(jì)算條件被設(shè)定 為緊隨加速度超控狀態(tài)之后的計(jì)算條件。更具體地，計(jì)算比例分量P， 但不計(jì)算積分分量I。
隨后，在步驟S205中檢查反饋軸扭矩的值是否低于既定的極限值 (由反饋軸扭矩引起的減速度大于由既定的極限值引起的減速度)。
當(dāng)在步驟S205中判定反饋軸扭矩的值不低于既定的限定值時(shí)，此 反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序終止。
另一方面，當(dāng)判定反饋軸扭矩的值低于既定的極限值時(shí)，程序前進(jìn) 到步驟S206。在將反饋軸扭矩的值設(shè)定為既定的極限值之后，此反饋 項(xiàng)設(shè)定程序終止。也就是說(shuō)，當(dāng)反饋軸扭矩的值等于或低于既定的極限 值(減速度較大)時(shí)，反饋軸扭矩的值被限定為既定的極限值。
當(dāng)在步驟S203中判定當(dāng)前狀態(tài)不處于加速度超控終止后恢復(fù)時(shí)期 的控制期間時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S207。在將反饋軸扭矩的計(jì)算條件設(shè) 定為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算條件(比例分量P+積分分量I)之后，此反饋?lái)?xiàng)設(shè)定程序 終止。
如圖10所示進(jìn)行制動(dòng)判定程序。在巡航控制期間循環(huán)執(zhí)行此制動(dòng) 判定程序。
當(dāng)車(chē)輛速度控制電子控制單元20啟動(dòng)制動(dòng)判定程序時(shí)，車(chē)輛速度 控制電子控制單元20首先在步驟S301中檢查車(chē)輛行駛在其上的道路是 否為向下坡度(下坡路)。道路是否為下坡路能夠例如基于由G傳感器21檢測(cè)到的加速度和由輪速傳感器22檢測(cè)到的加速度之間的差值進(jìn)行 判定。
然后，當(dāng)在步驟S301中判定行駛道路為下坡路時(shí)，程序前進(jìn)到步 驟S302,并檢查能夠由動(dòng)力傳動(dòng)系(P/T)實(shí)現(xiàn)的最小扭矩是否低于理 想軸扭矩。也就是說(shuō)，檢查當(dāng)前狀態(tài)是否為僅通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)就能夠?qū)?車(chē)輛減速到設(shè)定速度的狀態(tài)。
然后，當(dāng)在步驟S302中能夠由動(dòng)力傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)的最小扭矩不低于 理想軸扭矩時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S303,并將當(dāng)前模式設(shè)定為使用制動(dòng) 器以便實(shí)現(xiàn)理想軸扭矩的模式。也就是說(shuō)，將用于實(shí)現(xiàn)理想軸扭矩的控 制信號(hào)輸出到制動(dòng)器電子控制單元40。其后，制動(dòng)判定程序終止。
另一方面，當(dāng)在步驟S301中判定行駛道路不是下坡路時(shí)，或者當(dāng) 在步驟S302中判定能夠由動(dòng)力傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)的最小扭矩低于理想軸扭矩 時(shí)，程序前進(jìn)到步驟S304。將當(dāng)前模式設(shè)定為不使用制動(dòng)器以便實(shí)現(xiàn) 理想軸扭矩的模式。其后，制動(dòng)判定程序終止。
根據(jù)本實(shí)施方式的車(chē)輛速度控制裝置提供以下優(yōu)點(diǎn)。
當(dāng)加速度超控期間加速器操作所要求的需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩變?yōu)榈陀?由前饋計(jì)算基于行駛阻力而計(jì)算獲得的理想軸扭矩時(shí)，解除加速度超控 狀態(tài)以重新啟動(dòng)巡航控制。為此，如圖11所示，即使當(dāng)行駛阻力在加 速度超控期間發(fā)生變化時(shí)，巡航控制也會(huì)在對(duì)應(yīng)于行駛阻力的適當(dāng)時(shí)間 (例如，當(dāng)?shù)缆窞樯掀?上坡路)時(shí)為早期，且當(dāng)?shù)缆窞橄缕?下坡路) 時(shí)為后期)重新啟動(dòng)。此外，在重新啟動(dòng)時(shí)的理想軸扭矩對(duì)應(yīng)行駛阻力 是適當(dāng)?shù)?。因此，如圖12所示，在常規(guī)控制中(虛線(xiàn))，車(chē)輛速度V的 振蕩容易在解除加速度超控狀態(tài)后的減速時(shí)發(fā)生。相反，在本實(shí)施方式 的控制中(實(shí)線(xiàn))，減速是平穩(wěn)進(jìn)行而沒(méi)有振蕩。
當(dāng)?shù)缆菲露鹊臋z測(cè)值未包括在由道路建設(shè)法令制定的限定范圍內(nèi) 時(shí)，將該檢測(cè)坡度值限定在限定范圍內(nèi)，從而能夠使理想軸扭矩的計(jì)算 結(jié)果更適合。
因?yàn)檫M(jìn)行了用于從道路坡度的檢測(cè)值中消除噪聲的濾波程序，所以 能夠以高精度檢測(cè)道路的坡度。具體地，在坡度不改變的部分上以較大 的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行濾波程序，并在坡度變化的部分上以較小的時(shí)間常數(shù)進(jìn)行濾波程序。因此，在限制坡度變化的同時(shí)能夠有效消除噪聲。
因?yàn)榫o隨超控之后將反饋軸扭矩限定為既定的極限值，所以即使在 車(chē)輛速度偏差大的狀態(tài)下也能夠防止急劇減速，并能夠獲得柔和且平穩(wěn) 的變速。
期間中斷了積分分量的計(jì)算，所以能夠防止過(guò)度累加積分分量的計(jì)算 值。
當(dāng)能夠由動(dòng)力傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)的最小扭矩等于或高于理想軸扭矩 時(shí)——即當(dāng)判定僅通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)不能夠?qū)④?chē)輛減速到設(shè)定速度時(shí)，使 用制動(dòng)器。因此，即使在陡峭的下坡上車(chē)輛也能夠穩(wěn)妥地減速。
在上述實(shí)施方式中，需要注意的是，車(chē)輛速度控制電子控制單元20 通過(guò)執(zhí)行車(chē)輛速度調(diào)節(jié)程序(圖8)中的步驟S101的處理以及反饋?lái)?xiàng) 設(shè)定程序(圖9)的處理而包括驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置(51-53)。此外，車(chē)輛 速度控制電子控制單元20通過(guò)執(zhí)行車(chē)輛速度調(diào)節(jié)程序(圖8)中的步驟 S102到S105的處理以及制動(dòng)判定程序(圖10)的處理而包括巡航控制 裝置(54-59 )。
上述實(shí)施方式可以在許多方面進(jìn)行修改。例如，雖然是以空氣阻力、 滾動(dòng)阻力、加速阻力以及坡度阻力作為行駛阻力來(lái)進(jìn)行前饋計(jì)算，但是 可以只使用這些阻力中的 一部分來(lái)作為行駛阻力，或者也可以考慮其它 附加的行駛阻力。
權(quán)利要求
1.一種車(chē)輛速度控制裝置，包括驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置(51-53)，其用于計(jì)算將車(chē)輛速度保持為設(shè)定速度的控制驅(qū)動(dòng)力；以及巡航控制裝置(54-59)，其用于進(jìn)行巡航控制，所述巡航控制使所述車(chē)輛在由所述驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置計(jì)算的所述控制驅(qū)動(dòng)力的作用下行駛，其中，所述驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置(51-53)計(jì)算包括前饋分量以及反饋分量的驅(qū)動(dòng)力作為所述控制驅(qū)動(dòng)力，所述前饋分量對(duì)應(yīng)于所述設(shè)定速度和阻礙車(chē)輛行駛的行駛阻力，所述反饋分量對(duì)應(yīng)于所述設(shè)定速度和車(chē)輛的實(shí)際速度之間的偏差，并且其中，當(dāng)在所述巡航控制期間駕駛員進(jìn)行加速器操作并且所述加速器操作所要求的需求驅(qū)動(dòng)力超過(guò)所述控制驅(qū)動(dòng)力時(shí)，所述巡航控制裝置(54-59)中斷所述巡航控制，其特征在于，當(dāng)所述需求驅(qū)動(dòng)力變?yōu)榈陀谒隹刂乞?qū)動(dòng)力時(shí)，所述巡航控制裝置(54-59)重新啟動(dòng)所述巡航控制。
2. 如權(quán)利要求l所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置(51-53)至少檢測(cè)車(chē)輛在其上行駛的 道路的坡度作為所述行駛阻力。
3. 如權(quán)利要求2所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置(51 - 53 )檢查所述坡度的檢測(cè)值是否 處于由法律或法規(guī)限定的限定范圍內(nèi)，并且不在前饋分量的計(jì)算中使用 所述檢測(cè)值，或者使用被限定在所述限定范圍內(nèi)的值。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置(51-53)進(jìn)行用于從所述坡度的所述 檢測(cè)值中消除噪聲的濾波程序。
5. 如權(quán)利要求4所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，當(dāng)所述坡度的所述檢測(cè)值以既定的時(shí)間常數(shù)濾波時(shí)獲得的值 與未濾波時(shí)獲得的值之間的偏差較小時(shí)，所述濾波程序以更大的時(shí)間常數(shù)實(shí)施。
6. 如權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，在所述需求驅(qū)動(dòng)力超過(guò)所述控制驅(qū)動(dòng)力的同時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)力 計(jì)算裝置(51-53)中斷所述反饋分量的計(jì)算。
7. 如權(quán)利要求6所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，所述驅(qū)動(dòng)力計(jì)算裝置(51 - 53 )計(jì)算比例分量和積分分量作 為所述反饋分量，當(dāng)所述需求驅(qū)動(dòng)力在超過(guò)所述控制驅(qū)動(dòng)力之后變?yōu)榈?于所述控制驅(qū)動(dòng)力時(shí)僅重新啟動(dòng)所述比例分量的計(jì)算；將所述反饋分量 限定為限定減速度直到與所述比例分量的計(jì)算結(jié)果相對(duì)應(yīng)的減速度變 為低于既定的限定減速度；并且，在所述減速度變?yōu)榈陀谒鱿薅p速 度時(shí)解除限定并重新啟動(dòng)所述積分分量的計(jì)算。
8. 如權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，當(dāng)判定所述車(chē)輛的所述速度僅通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)不能夠降低到 所述設(shè)定速度時(shí)，所述巡航控制裝置(54-59)在制動(dòng)裝置中產(chǎn)生制動(dòng) 力。
9. 如權(quán)利要求8所述的車(chē)輛速度控制裝置，其中，當(dāng)能夠由動(dòng)力傳動(dòng)系實(shí)現(xiàn)的最小扭矩等于或高于與所述控制 驅(qū)動(dòng)力對(duì)應(yīng)的扭矩時(shí)，所述巡航控制裝置(54-59)判定所述車(chē)輛的所 述速度僅通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)不能夠降低到所述設(shè)定速度。
10. —種車(chē)輛速度控制方法，包括計(jì)算(S101)包括前饋分量和反饋分量的控制驅(qū)動(dòng)力，所述前饋分 量對(duì)應(yīng)于設(shè)定速度和阻礙車(chē)輛行駛的行駛阻力，所述反饋分量對(duì)應(yīng)于所 述設(shè)定速度和車(chē)輛的實(shí)際速度之間的偏差，所述控制驅(qū)動(dòng)力是用于將所 述車(chē)輛的速度保持為所述設(shè)定速度的控制驅(qū)動(dòng)力；執(zhí)行(S103 )巡航控制，用于使所述車(chē)輛在所述控制驅(qū)動(dòng)力的作用 下行駛；以及當(dāng)在所述巡航控制期間駕駛員進(jìn)行加速器操作并且由所述加速器 操作所要求的需求驅(qū)動(dòng)力超過(guò)所述控制驅(qū)動(dòng)力時(shí)，中斷(S102， S104) 所述巡航控制，其特征在于，在所述加速器操作終止之后，當(dāng)所述需求驅(qū)動(dòng)力變?yōu)榈陀谒隹刂乞?qū)動(dòng)力時(shí)，重新啟動(dòng)(S103)所述巡航控制。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種車(chē)輛速度控制裝置(20)，其計(jì)算用于將車(chē)輛速度保持為設(shè)定速度的理想軸扭矩，并進(jìn)行巡航控制。具體地，該車(chē)輛速度控制裝置(20)計(jì)算包括前饋分量和反饋分量的驅(qū)動(dòng)力來(lái)作為理想軸扭矩，所述前饋分量對(duì)應(yīng)于設(shè)定速度和阻礙車(chē)輛行駛的行駛阻力，所述反饋分量對(duì)應(yīng)于設(shè)定速度和車(chē)輛的實(shí)際速度之間的偏差。當(dāng)在巡航控制期間加速器操作所要求的需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩超過(guò)理想軸扭矩時(shí)，該車(chē)輛速度控制裝置(20)中斷巡航控制，并且當(dāng)需求驅(qū)動(dòng)軸扭矩變?yōu)榈陀诶硐胼S扭矩時(shí)重新啟動(dòng)巡航控制。
文檔編號(hào)B60W10/184GK101624016SQ200810126889
公開(kāi)日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月11日
發(fā)明者中井康裕, 丹羽賢, 兒玉博之, 大崎慎太郎, 時(shí)政光宏, 武田政義, 福田正太郎, 門(mén)脅和德, 隈部肇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝